RU2125691C1

RU2125691C1 - Method of drying oak blanks

Info

Publication number: RU2125691C1
Application number: RU97102231A
Authority: RU
Inventors: А.М. Бомбин; А.Ю. Даниленко; А.Н. Мокроусов; Е.В. Недорезова
Original assignee: Воронежская государственная лесотехническая академия
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1999-01-27

Abstract

FIELD: wood drying technique; drying of starved oak; wood-working industry; manufacture of furniture. SUBSTANCE: method consists in stacking the blanks, subjecting them to microwave heating at blowing them with air fed from microwave generator cooling system. Prior to drying, stack is covered with moisture-proof film, for example with polyethylene film. First, blanks are heated to temperature of 58 to 60 C at 15-kW power of microwave generator, after which film is removed. Then blanks are dried to moisture content of 30 percent at 5-kW power of microwave generator, then to moisture content of 20 percent at 4-kW of microwave generator, then to moisture content of 12 percent at 3-kW of microwave generator and then to the required moisture content at 2-kW power of microwave generator. EFFECT: improved quality of dried blanks. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике сушки древесины, в частности мореного дуба, и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях, например при производстве мебели. The invention relates to techniques for drying wood, in particular bog oak, and can be used in woodworking enterprises, for example in the manufacture of furniture.

Известен способ сушки заготовок из твердых пород древесины, в т.ч. дуба, включающий многостадийную продувку теплоносителем с индивидуальными параметрами в каждой из них до получения требуемой влажности (см. патент РФ N 2023963, кл. F 26 B 3/04, 1993). A known method of drying billets of hardwood, including oak, including a multi-stage purge with a coolant with individual parameters in each of them until the desired humidity is obtained (see RF patent N 2023963, class F 26 B 3/04, 1993).

Недостатками этого способа являются низкое качество и длительное время сушки древесины. The disadvantages of this method are the low quality and long drying time of wood.

Для сушки мореного дуба разработаны способы сушки, учитывающие специфику этого ценного с красивым цветом и текстурой материала. Он используется для производства дорогой мебели, декоративных и отделочных элементов. For drying stained oak, drying methods have been developed that take into account the specifics of this valuable material with a beautiful color and texture. It is used for the production of expensive furniture, decorative and decoration elements.

Мореный дуб - это древесина дуба, длительное время (80 и более лет) пролежавшая в воде. Bog oak is oak wood that has lain in water for a long time (80 years or more).

В процессе сушки мореного дуба возникают большие трудности, вызванные изменениями в строение древесины вследствие вымывания водой дубильных, экстрактивных и других веществ, что приводит к большому количеству брака при сушке из-за растрескивания и коробления древесины. In the process of drying bog oak, there are great difficulties caused by changes in the structure of wood due to leaching of tannins, extractives and other substances by water, which leads to a large amount of marriage during drying due to cracking and warping of wood.

Известен способ сушки заготовок из мореного дуба путем предварительной обработки заготовок паром и последующей сушки (см. "Разработка упрощенной технологии хранения кругляка и атмосферной сушки пиломатериалов мореного дуба": Отчет по НИР N 4 /Сенежская лаборатория консервирования древесины. Руководитель Горшин С.Н. - Москва, 1990, стр. 48). Недостаток данного способа - значительная длительность процесса. A known method of drying billets of bog oak by pre-processing the billets with steam and subsequent drying (see "Development of a simplified technology for storing logs and atmospheric drying of bog oak lumber": Report on research N 4 / Senezh laboratory of wood preservation. Head Gorshin SN - Moscow, 1990, p. 48). The disadvantage of this method is the significant duration of the process.

Известен также способ сушки мореного дуба токами высокой частоты (см. "Разработка упрощенной технологии хранения кругляка и атмосферной сушки пиломатериалов мореного дуба" : Отчет по НИР N 4 /Сенежская лаборатория консервирования древесины. Руководитель Горшин С.Н. - Москва, 1990, стр. 48). There is also a method of drying bog oak by high-frequency currents (see "Development of a simplified technology for storing logs and atmospheric drying of bog oak lumber": Report on Research No. 4 / Senezh Laboratory of Wood Preservation. Head Gorshin SN - Moscow, 1990, p. 48).

Древесина, высушенная таким способом, имеет низкие физико-механические показатели. Wood dried in this way has low physical and mechanical properties.

Наиболее близким по технической сущности является способ сушки дубовых брусков в СВЧ-камере, включающий укладку заготовок в штабель, СВЧ-нагрев с одновременным обдувом воздухом, поступающим из системы охлаждения СВЧ-генераторов, сушку брусков при температуре 65^oC до влажности 30%, при температуре 70^oC - до влажности 20%, при температуре 80^oC - до конечной влажности (см. статью Ю. В. Карпенко. В. Н.Нефедов, С.В.Корнеев. Обоснование режима сушки дубовых брусков в СВЧ-камере. "Лес". Деревообрабатывающая промышленность, 1996, N 1, стр. 14-17).The closest in technical essence is the method of drying oak bars in a microwave chamber, including stacking the blanks in a stack, microwave heating with simultaneous air blowing from the cooling system of microwave generators, drying the bars at a temperature of 65 ^o C to a humidity of 30%, at a temperature of 70 ^o C - to a moisture content of 20%, at a temperature of 80 ^o C - to a final humidity (see article by Yu. V. Karpenko. V.N. Nefedov, S.V. Korneev. Justification of the drying regime of oak beams in a microwave chamber . "Forest". Woodworking industry, 1996, N 1, p. 14-17).

Однако использование известного способа для сушки мореного дуба не обеспечивает высокого качества высушиваемых заготовок. However, the use of the known method for drying bog oak does not provide high quality dried billets.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, - повышение качества сушки мореного дуба. The problem to which this invention is directed is to improve the quality of drying bog oak.

Для решения этой задачи в известном способе сушки дубовых заготовок, включающем укладку заготовок в штабель, СВЧ-нагрев с одновременным обдувом воздухом, поступающим из системы охлаждения СВЧ-генераторов, перед началом сушки штабель укрывают влагонепроницаемой пленкой и при мощности СВЧ-генератора 15 кВт осуществляют прогрев заготовок до температуры сушки, равной 58-60^oC, затем пленку удаляют и при мощности СВЧ-генератора 5 кВт сушат заготовки до влажности 30%, при мощности СВЧ-генератора 4 кВт - до влажности 20%, при мощности СВЧ-генератора 3 кВт - до влажности 12% и при мощности СВЧ- генератора 2 кВт сушат заготовки до требуемой влажности.To solve this problem, in the known method of drying oak billets, including stacking the billets in a stack, microwave heating with simultaneous air blowing from the cooling system of the microwave generators, the stack is covered with a moisture-proof film before drying, and when the microwave generator has a power of 15 kW, it is heated preforms to a drying temperature of 58-60 ^o C, then the film is removed and at a power of a microwave generator of 5 kW, preforms are dried to a moisture content of 30%, with a power of a microwave generator 4 kW to a humidity of 20%, with a power of a microwave generator 3 kV t - to a moisture content of 12% and with a microwave generator power of 2 kW, the workpieces are dried to the required humidity.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Дубовые заготовки одинаковой толщины укладывают в штабель на тележку, применяя стандартные прокладки. Укрывают штабель со всех сторон влагонепроницаемой, например полиэтиленовой, пленкой и загружают в камеру. Использование пленки сокращает время прогрева заготовок. После включения вентиляционной системы подают СВЧ-энергию от магнетронов в камеру. Штабель обдувается теплым воздухом, поступающим из системы охлаждения источников СВЧ-энергии. Прогрев заготовок осуществляют при мощности СВЧ-генератора 15 кВт до достижения температуры сушки 58 - 60^oC. Необходимое время для прогрева заготовок до такой температуры составляет 2,5 - 3,5 часа. После этого отключают камеру и удаляют пленку со штабеля. При мощности СВЧ-генератора 5 кВт сушат до влажности 30%, контролируя влажность через каждые 2 часа. После этого снижают мощность СВЧ-генератора до 4 кВт и сушат до влажности 20%, затем снижают мощность СВЧ-генератора до 3 кВт и сушат до влажности 12%, после чего снижают мощность СВЧ-генератора до 2 кВт и сушат до требуемой влажности.Oak blanks of the same thickness are stacked on a trolley using standard gaskets. Cover the stack on all sides with a moisture-proof, for example, plastic, film and load it into the chamber. The use of film reduces the heating time of the workpieces. After turning on the ventilation system, microwave energy is supplied from the magnetrons to the chamber. The stack is blown with warm air coming from the cooling system of microwave energy sources. Warming up the workpieces is carried out at a microwave generator power of 15 kW until the drying temperature reaches 58 - 60 ^o C. The required time for warming up the workpieces to this temperature is 2.5 - 3.5 hours. After that, turn off the camera and remove the film from the stack. With a microwave generator power of 5 kW, it is dried to a moisture content of 30%, controlling the humidity every 2 hours. After that, the power of the microwave generator is reduced to 4 kW and dried to a moisture of 20%, then the power of the microwave generator is reduced to 3 kW and dried to a moisture of 12%, after which the power of the microwave generator is reduced to 2 kW and dried to the required humidity.

Для определения диапазона оптимальных температур сушки заготовки размером 25х100х320 мм с начальной влажностью W_н=105 % сушили при различных температурах. Результаты эксперимента приведены в таблице.To determine the range of optimal drying temperatures, preforms of size 25x100x320 mm with an initial humidity W _n = 105% were dried at various temperatures. The experimental results are shown in the table.

Из таблицы видно, что при температуре ниже 58^oC образуются трещины на пластях и торцевые трещины, а при температуре выше 62^oC образуются внутренние трещины и торцевые трещины, т.е. оптимальными являются температуры от 58 до 60^oC.The table shows that at temperatures below 58 ^o C cracks form on the formations and end cracks, and at temperatures above 62 ^o C internal cracks and end cracks form, i.e. optimal temperatures are from 58 to 60 ^o C.

В процессе прогрева заготовок мощность СВЧ-генератора составляет 15 кВт, что обусловлено высокой энергоемкостью этого этапа сушки. При увеличении указанного уровня мощности температура повышается выше 62^oC, что приводит к образованию трещин. При снижении мощности температура опускается ниже 58^oC, что также приводит к образованию трещин и увеличивает продолжительность сушки. Укрытие штабеля водонепроницаемой пленкой сокращает время прогрева. Далее мощность СВЧ-генератора снижают до 5 кВт. При такой мощности обеспечивается оптимальная скорость удаления свободной влаги и не происходит растрескивание заготовок. При влажности около 30% в древесине остается только связанная влага, для обеспечения оптимальной скорости удаления которой и предотвращения возникновения внутренних напряжений мощность СВЧ-генератора ступенчато уменьшают до 4, 3, 2 кВт при достижении влажности заготовок соответственно 30,20 и 12%.In the process of heating the blanks, the microwave generator power is 15 kW, which is due to the high energy intensity of this drying stage. When you increase the specified power level, the temperature rises above 62 ^o C, which leads to the formation of cracks. With a decrease in power, the temperature drops below 58 ^o C, which also leads to the formation of cracks and increases the drying time. Covering the stack with waterproof film reduces warm-up time. Next, the power of the microwave generator is reduced to 5 kW. With this power, the optimum rate of free moisture removal is ensured and the workpieces do not crack. At a moisture content of about 30%, only bound moisture remains in the wood, to ensure the optimal removal rate of which and to prevent the occurrence of internal stresses, the power of the microwave generator is stepwise reduced to 4, 3, 2 kW when the workpiece humidity reaches 30.20 and 12%, respectively.

Пример 1. Заготовки из мореного дуба размером 25х150х6000 мм и влажностью 105% укладывали в штабель с прокладками 25х25 мм на тележку. Закрывали штабель со всех сторон полиэтиленовой пленкой и загружали в СВЧ-камеру. Включали вентиляционную систему и подавали СВЧ-энергию мощностью СВЧ-генератора 15 кВт. Прогрев заготовок до температуры сушки 60^oC продолжался 2,6 часа. Затем удаляли полиэтиленовою пленку и подавали мощность СВЧ-генератора 5 кВт. В процессе сушки влажность древесины контролировали через каждые 2 часа. Через 23 часа влажность составила 30%, после чего мощность СВЧ-генератора снизили до 4 кВт. Через 25 часов влажность древесины составила 20%, затем снизили мощность СВЧ-генератора до 3 кВт и сушили до влажности 12% в течение 27,4 часов, после чего уменьшили мощность СВЧ-генератора до 2 кВт и сушили в течение 12 часов до конечной влажности заготовок 8%. Суммарная продолжительность сушки составила 90 часов. Доля брака не превысила 0,98%.Example 1. Billets of stained oak with a size of 25x150x6000 mm and a moisture content of 105% were stacked with 25x25 mm gaskets on a trolley. The stack was closed on all sides with plastic wrap and loaded into a microwave chamber. The ventilation system was turned on and microwave energy was supplied with a microwave generator power of 15 kW. Warming up the workpieces to a drying temperature of 60 ^o C lasted 2.6 hours. Then the plastic film was removed and a microwave power of 5 kW was applied. In the drying process, the moisture content of the wood was controlled every 2 hours. After 23 hours, the humidity was 30%, after which the power of the microwave generator was reduced to 4 kW. After 25 hours, the wood moisture content was 20%, then the microwave generator power was reduced to 3 kW and dried to a moisture content of 12% for 27.4 hours, after which the microwave generator power was reduced to 2 kW and dried for 12 hours to a final humidity blanks 8%. The total drying time was 90 hours. The marriage share did not exceed 0.98%.

Пример 2. Заготовки из мореного дуба размером 40х150х6000 мм и влажностью 105% укладывали в штабель с прокладками толщиной 25 мм на тележку. Укрывали штабель со всех сторон полиэтиленовой пленкой и загружали в СВЧ-камеру. Включали вентиляционную систему и подавали СВЧ-энергию в камеру. Прогрев осуществляли мощностью СВЧ-генератора 15 кВт до температуры 60^oC в течение 3 часов. После удалили полиэтиленовую пленку, предварительно отключив камеру. Сушку на первом этапе осуществляли мощностью СВЧ-генератора 5 кВт до достижения влажности древесины 30% в течение 49 часов, после чего снижали мощность СВЧ- генератора до 4 кВт и сушили в течение 54 часов до влажности 20%, затем снизили мощность СВЧ-генератора до 3 кВт и сушили до влажности 12% в течение 60 часов, снижали мощность СВЧ-генератора до 2 кВт и сушили до влажности 8% в течение 28 часов. Суммарная продолжительность сушки составила 194 часа. Доля брака не превысила 1,3%.Example 2. Billets of stained oak with a size of 40x150x6000 mm and a moisture content of 105% were stacked with 25 mm thick gaskets on a trolley. They covered the stack on all sides with plastic wrap and loaded into a microwave camera. The ventilation system was turned on and microwave energy was supplied to the chamber. Warming up was carried out with a microwave generator power of 15 kW to a temperature of 60 ^o C for 3 hours. After they removed the plastic film, first disconnecting the camera. At the first stage, drying was carried out with a microwave generator power of 5 kW until a wood moisture content of 30% was reached within 49 hours, after which the microwave generator power was reduced to 4 kW and dried for a moisture content of 20% for 54 hours, then the microwave generator power was reduced to 3 kW and dried to a moisture content of 12% for 60 hours, reduced the power of the microwave generator to 2 kW and dried to a moisture content of 8% for 28 hours. The total drying time was 194 hours. The marriage share did not exceed 1.3%.

Использование предложенного способа позволяет существенно повысить качество сушки заготовок из мореного дуба по сравнению с традиционными способами сушки, при этом значительно сокращается продолжительность процесса. Using the proposed method can significantly improve the quality of drying billets of bog oak compared to traditional drying methods, while significantly reducing the duration of the process.

Claims

A method of drying oak billets, including stacking the billets, microwave heating while blowing air from the cooling system of the microwave generators, characterized in that before drying the stack is covered with a moisture-proof film and when the microwave generator has a power of 15 kW, the billets are heated to a drying temperature of 58-60 ^° C, then the film is removed and, with a microwave generator power of 5 kW, preforms are dried to a moisture content of 30%, with a microwave generator power of 4 kW - to a moisture content of 20%, and with a microwave generator power of 3 kW - up to humidity and 12% and when the power of the microwave generator is 2 kW, the workpieces are dried to the required humidity.