RU2319915C1 - Method for drying of lumbers - Google Patents

Method for drying of lumbers Download PDF

Info

Publication number
RU2319915C1
RU2319915C1 RU2006116335/06A RU2006116335A RU2319915C1 RU 2319915 C1 RU2319915 C1 RU 2319915C1 RU 2006116335/06 A RU2006116335/06 A RU 2006116335/06A RU 2006116335 A RU2006116335 A RU 2006116335A RU 2319915 C1 RU2319915 C1 RU 2319915C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drying
temperature
drying agent
saturation
degree
Prior art date
Application number
RU2006116335/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006116335A (en
Inventor
Александр Николаевич Чернышев (RU)
Александр Николаевич Чернышев
Александр Андреевич Филонов (RU)
Александр Андреевич Филонов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия"
Priority to RU2006116335/06A priority Critical patent/RU2319915C1/en
Publication of RU2006116335A publication Critical patent/RU2006116335A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2319915C1 publication Critical patent/RU2319915C1/en

Links

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: wood-working industry.
SUBSTANCE: heating of lumbers is accomplished by hot air in an aerodynamic drying chamber in four-stepped duties with a parabolic-varying hardness with observance of condition (t1, φ1, P1=1) > (t2, φ2, P2=1.3) < (t3, φ3, P3=1.5) < (t4, φ4, P4=1) where ti - the temperature of the drying agent by steps; °C;φi - the saturation of the drying agent by steps; Pi - the drying agent pressure caused by injection of hot air depending on the degree of closing of the exhaust gates, atm.
EFFECT: provided an intensified drying process, reduced consumption of electric powder.
2 ex

Description

Изобретение относится к технике сушки материалов из древесины с применением тепла горячего воздуха и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности для ускоренной аэродинамической сушки пиломатериалов.The invention relates to techniques for drying wood materials using the heat of hot air and can be used in the woodworking industry for accelerated aerodynamic drying of lumber.

Известен способ сушки древесины путем нагрева ее до температуры, обеспечивающей безопасное состояние материала, с последующим охлаждением его до получения равномерного распределения температуры и влагосодержания внутри его, дальнейшим нагревом до температуры, превышающей температуру, обеспечивающую безопасное состояние, и изотермической выдержкой при этой температуре с последующими циклами охлаждения и нагрева [Патент РФ 2006765 С1, МКИ3 5F26B3/02. Способ сушки древесины [Текст]/И.Б. Козодеров; - №5006582/06; заявл. 18.10.91; опубл. 30.01.94; бюл. №2.-3 с.].A known method of drying wood by heating it to a temperature that ensures a safe state of the material, followed by cooling it to obtain a uniform distribution of temperature and moisture content inside it, further heating to a temperature higher than the temperature that provides a safe state, and isothermal exposure at this temperature with subsequent cycles cooling and heating [RF Patent 2006765 C1, MKI 3 5F26B3 / 02. The method of drying wood [Text] /I. B. Kozoderov; - No. 5006582/06; declared 10/18/91; publ. 01/30/94; bull. No. 2.-3 p.].

В качестве прототипа выбран способ сушки древесины посредством нагрева пиломатериалов острым перегретым паром с последующей выдержкой, с удалением выделившейся влаги и охлаждением. При этом нагрев и выдержку ведут при температуре 110-150°С и давлении острого перегретого пара 1 - 2 ат, причем выдержку осуществляют в течение 1 -2 ч, а охлаждение - сжатым воздухом до температуры окружающей среды [А.С. СССР 346558, МКИ3 F26B7/00. Способ сушки материалов [Текст] /С.Г. Романовский, М.Н. Никулина; Заявитель Институт тепло- и массообмена АН Белорусской ССР. - №164718 8/29-33; заявл. 14.04.71; опубл. 28.07.72; бюл. №23.-2 с.].As a prototype, a method of drying wood by heating lumber with hot superheated steam, followed by exposure, with the removal of moisture and cooling, was selected. In this case, heating and aging are carried out at a temperature of 110-150 ° C and a pressure of sharp superheated steam of 1 - 2 atm, moreover, aging is carried out for 1 -2 hours, and cooling is carried out with compressed air to ambient temperature [A.S. USSR 346558, MKI 3 F26B7 / 00. Method for drying materials [Text] / S.G. Romanovsky, M.N. Nikulin; Applicant Institute for Heat and Mass Transfer, Belorussian SSR Academy of Sciences. - No. 164718 8 / 29-33; declared 04/14/71; publ. 07/28/72; bull. No. 23.-2 p.].

Недостатком известных способов является как запредельно жесткие режимные параметры, превышающие безопасное состояние, приводящие к резкому и бесконтрольному вскипанию всей содержащейся внутри материала влаги и потере его целостности, так и большая продолжительность сушки, связанная с полным равномерным распределением температуры и влагосодержания внутри древесины. Исследованиями, проведенными авторами с промышленными аэродинамическими камерами, установлено, что равномерность нагрева не оказывает существенного влияния на ход процесса. Для обеспечения наибольшей интенсивности и качества процесса сушки в целом нужно стремиться создать внутри материала неравномерное распределение температуры и влагосодержания, направленные к поверхности, а также сблизить скорости испарения влаги с поверхности и перемещения ее из центральных зон материала к периферийным.A disadvantage of the known methods is both prohibitively hard operating parameters that exceed the safe state, leading to a sharp and uncontrolled boiling of all the moisture contained in the material and the loss of its integrity, as well as the long drying time associated with the complete uniform distribution of temperature and moisture content inside the wood. Studies conducted by the authors with industrial aerodynamic chambers found that the uniformity of heating does not significantly affect the process. To ensure the highest intensity and quality of the drying process as a whole, it is necessary to strive to create an uneven distribution of temperature and moisture content inside the material directed to the surface, as well as to bring closer the evaporation rate of moisture from the surface and its movement from the central zones of the material to peripheral ones.

Изобретение решает задачу обеспечения высокого качества высушиваемого материала, интенсифицирования процесса сушки и снижения расхода электрической энергии на сушку.The invention solves the problem of ensuring high quality of the dried material, intensifying the drying process and reducing the consumption of electric energy for drying.

Это достигается тем, что в способе сушки пиломатериалов путем нагрева их в температурно-влажностной среде, согласно изобретению, нагрев осуществляют горячим воздухом в аэродинамической сушильной камере по 4-ступенчатым режимам с параболически изменяющейся жесткостью с соблюдением условия ((ti, φ1, P1=1)>(t2, φ2, P2≤1,3)<(t3, φ3, Р3≤1,5)<(t4, φ4, P4=1), где t1 - температура агента сушки по ступеням, °С; φ1 - насыщенность агента сушки по ступеням; P1 - давление агента сушки от нагнетания горячего воздуха, ат.This is achieved by the fact that in the method of drying lumber by heating them in a temperature-humidity environment, according to the invention, the heating is carried out with hot air in an aerodynamic drying chamber in 4-step modes with parabolic variation in stiffness, subject to the condition ((ti, φ 1 , P 1 = 1)> (t 2 , φ 2 , P 2 ≤1,3) <(t 3 , φ 3 , P 3 ≤1,5) <(t 4 , φ 4 , P 4 = 1), where t 1 - temperature of the drying agent in steps, ° C; φ 1 - saturation of the drying agent in steps; P 1 - pressure of the drying agent from the injection of hot air, at.

В целях сравнения разных режимов используют понятие «жесткость режима сушки», под которым подразумевается величина психрометрической разности Δt, умноженная на

Figure 00000002
(где τ - продолжительность сушки) при той же текущей влажности древесины. Интенсивность испарения влаги при сушке в среде заданного состояния характеризуется жесткостью режима. Жесткость режима возрастает с увеличением психрометрической разности. При одинаковой степени насыщенности сушильного агента (насыщенность φ пара в воздухе характеризуется отношением плотности перегретого пара ρn к его плотности в насыщенном состоянии ρn при той же температуре - хотя чаще применяется термин - степень насыщенности) более жестким будет режим с повышенной температурой, а при одинаковой температуре - режим с меньшей степенью насыщенности.In order to compare different modes, they use the concept of “rigidity of the drying mode”, which means the value of the psychrometric difference Δt times
Figure 00000002
(where τ is the drying time) at the same current wood moisture. The moisture evaporation rate during drying in a medium of a given state is characterized by the rigidity of the regime. The stiffness of the regime increases with an increase in the psychrometric difference. At the same degree of saturation of the drying agent (vapor saturation φ in air is characterized by the ratio of the density of superheated steam ρ n to its density in the saturated state ρ n at the same temperature - although the term is used more often - the degree of saturation), the more severe the regime will be, and at at the same temperature - a mode with a lower degree of saturation.

При сушке пиломатериалов применяются режимы с повышающейся по ходу процесса жесткостью. В начальной стадии при определенной заданной температуре поддерживается высокая степень насыщенности, затем при снижении влажности древесины температура повышается, а степень насыщенности уменьшается. Такой характер изменения параметров сушильного агента при сушке обусловлен особенностями развития в древесине внутренних напряжений и требованием сохранения целостности высушиваемых досок и заготовок.When drying lumber, modes with increasing rigidity during the process are used. In the initial stage, at a given temperature, a high degree of saturation is maintained, then when the moisture content of the wood decreases, the temperature rises and the degree of saturation decreases. This nature of the change in the parameters of the drying agent during drying is due to the peculiarities of the development of internal stresses in the wood and the requirement to maintain the integrity of the dried boards and blanks.

Повышение жесткости режима в предложенном способе осуществляется автоматически при помощи ЭВМ посредством входящих в устройство камеры увлажнителей и нагревателей.The increase in the stiffness of the mode in the proposed method is carried out automatically using a computer through the humidifiers and heaters included in the camera device.

Параболически изменяющаяся по ходу процесса жесткость в предложенном способе заключается в том, что основные режимные параметры на первой ступени достаточно высоки, на второй снижаются, на третьей вновь повышаются и могут достигнуть значений первой ступени, а на четвертой уже значительно их превосходят.The stiffness parabolic during the process in the proposed method consists in the fact that the main operating parameters in the first stage are quite high, in the second they decrease, in the third they increase again and can reach the values of the first stage, and in the fourth they are much higher.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

На первой ступени, когда интенсивно сохнут поверхностные слои, а влажность внутренних слоев очень высока, сушку ведут при температуре 75-85°С, φ=0,5-0,7 и открытых шиберах. На второй ступени, когда равновесная влажность материала приближается к 50-40%, сушку проводят при более низкой температуре, более высокой степени насыщенности агента сушки с прикрытыми выпускными шиберами, что несколько повышает давление внутри камеры. В этот период происходит удаление влаги с постоянной скоростью, однако с уменьшением ядра влажности внутренний влагоперенос все более отстает от внешнего влагообмена. Поэтому для создания положительного температурного градиента и градиента влагосодержания изнутри к поверхности снижают температуру сушильного агента, наружные слои древесины из-за испарения влаги и снижения температуры окружающей среды также остывают. В это время внутренние влажные слои из-за большой теплоемкости воды остаются более нагретыми. Для снижения внешнего влагообмена прикрывают шиберы и увеличивают наружный воздухозабор, что приводит к некоторому повышению давления агента сушки.At the first stage, when the surface layers are intensively dried, and the humidity of the inner layers is very high, drying is carried out at a temperature of 75-85 ° C, φ = 0.5-0.7 and open gates. At the second stage, when the equilibrium moisture content of the material approaches 50-40%, drying is carried out at a lower temperature, a higher degree of saturation of the drying agent with covered exhaust gates, which somewhat increases the pressure inside the chamber. During this period, moisture is removed at a constant rate, but with a decrease in the moisture core, the internal moisture transfer is increasingly lagging behind the external moisture exchange. Therefore, to create a positive temperature gradient and a gradient of moisture content from the inside to the surface, the temperature of the drying agent is reduced, the outer layers of the wood also cool due to evaporation of moisture and a decrease in ambient temperature. Due to the high heat capacity of the water, the inner moist layers remain more heated at this time. To reduce external moisture exchange, they cover the gates and increase the external air intake, which leads to a certain increase in the pressure of the drying agent.

Такой режим поддерживают до достижения равновесной влажностью древесины точки насыщения волокна, когда в материале остается химически связанная влага, которая труднее поддается сушке. Для удаления такой влаги сушку проводят с увеличивающейся по ступеням температурой и снижающейся степенью насыщенности агента сушки. Для выравнивания скорости испарения влаги с поверхности и перемещения ее из внутренних слоев к наружным давление среды еще несколько увеличивают и почти совсем закрывают выпускные шиберы вплоть до достижения материалом равновесной влажности 20-15%. После этого полностью открывают шиберы, значительно повышают температуру и снижают степень насыщенности до достижения материалом конечной влажности.This mode is maintained until the saturation point of the fiber reaches the wood's moisture content, when chemically bound moisture remains in the material, which is more difficult to dry. To remove such moisture, drying is carried out with a stepwise increasing temperature and a decreasing degree of saturation of the drying agent. To equalize the rate of moisture evaporation from the surface and move it from the inner layers to the outer ones, the pressure of the medium is slightly increased and the exhaust gates are almost completely closed until the material reaches equilibrium humidity of 20-15%. After that, the gates are fully open, significantly increase the temperature and reduce the degree of saturation until the material reaches the final moisture content.

Изобретение поясняется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Сосна, 52×180×6000 мм, начальная влажность 85%, требуемая конечная влажность 8%.Example 1. Pine, 52 × 180 × 6000 mm, the initial humidity of 85%, the desired final humidity of 8%.

1 ступень: температура агента сушки 74°С, степень насыщенности 0,65, давление 1 ат. Влажность древесины составит 60%; 2 ступень: температура агента сушки 64°С, степень насыщенности 0,83, давление 1,2 ат. Влажность составит 30%; 3 ступень: температура агента сушки 84°С, степень насыщенности 0,59, давление 1,4 ат. Влажность составит 20%; 4 ступень: температура агента сушки 95°С, степень насыщенности 0,32, давление 1 ат. Влажность составит 8%.1 stage: temperature of drying agent 74 ° С, degree of saturation 0.65, pressure 1 at. Humidity of wood will be 60%; 2 stage: temperature of drying agent 64 ° С, degree of saturation 0.83, pressure 1.2 at. Humidity will be 30%; 3 stage: temperature of drying agent 84 ° С, degree of saturation 0.59, pressure 1.4 at. Humidity will be 20%; Stage 4: drying agent temperature 95 ° С, saturation degree 0.32, pressure 1 at. Humidity will be 8%.

Пример 2. Дуб, 42×120×4000 мм, начальная влажность 75%, требуемая конечная влажность 8%.Example 2. Oak, 42 × 120 × 4000 mm, the initial humidity of 75%, the desired final humidity of 8%.

1 ступень: температура агента сушки 62°С, степень насыщенности 0,7, давление 1 ат. Влажность древесины составит 60%; 2 ступень: температура агента сушки 52°С, степень насыщенности 0,88, давление 1,3 ат. Влажность составит 30%; 3 ступень: температура агента сушки 56°С, степень насыщенности 0,68, давление 1,5 ат. Влажность составит 20%; 4 ступень: температура агента сушки 74°С, степень насыщенности 0,32, давление 1 ат. Влажность составит 8%.1 stage: temperature of drying agent 62 ° С, degree of saturation 0.7, pressure 1 at. The moisture content of wood will be 60%; 2 stage: temperature of drying agent 52 ° С, degree of saturation 0.88, pressure 1.3 at. Humidity will be 30%; 3 stage: temperature of drying agent 56 ° С, degree of saturation 0.68, pressure 1.5 at. Humidity will be 20%; Stage 4: drying agent temperature 74 ° С, saturation degree 0.32, pressure 1 at. Humidity will be 8%.

Таким образом, изобретение позволяет в промышленных условиях без использования специальных средств, устройств и энергоносителей сократить время сушки древесины, повысить ее качество, что приводит к сокращению затрат электроэнергии.Thus, the invention allows in an industrial environment without the use of special tools, devices and energy carriers to reduce the drying time of wood, to increase its quality, which leads to a reduction in energy costs.

Claims (1)

Способ сушки пиломатериалов путем их нагрева в температурно-влажностной среде, отличающийся тем, что нагрев осуществляют горячим воздухом в аэродинамической сушильной камере по 4-ступенчатым режимам с параболически изменяющейся жесткостью с соблюдением условия (t1, φ1, P1=1)>(t2, φ2, P2≤1,3)<(t3, φ3, Р3≤1,5)<(t4, φ4, P4=1), где t1 - температура агента сушки по ступеням, °С; φ1 - насыщенность агента сушки по ступеням; Р1 - давление агента сушки от нагнетания горячего воздуха, ат.A method of drying lumber by heating them in a temperature-humidity environment, characterized in that the heating is carried out with hot air in an aerodynamic drying chamber according to 4-step modes with parabolically varying stiffness subject to the conditions (t 1 , φ 1 , P 1 = 1)> ( t 2 , φ 2 , P 2 ≤1,3) <(t 3 , φ 3 , P 3 ≤1,5) <(t 4 , φ 4 , P 4 = 1), where t 1 is the temperature of the drying agent steps, ° C; φ 1 is the saturation of the drying agent in steps; P 1 - pressure of the drying agent from the injection of hot air, at.
RU2006116335/06A 2006-05-12 2006-05-12 Method for drying of lumbers RU2319915C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116335/06A RU2319915C1 (en) 2006-05-12 2006-05-12 Method for drying of lumbers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116335/06A RU2319915C1 (en) 2006-05-12 2006-05-12 Method for drying of lumbers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006116335A RU2006116335A (en) 2007-11-27
RU2319915C1 true RU2319915C1 (en) 2008-03-20

Family

ID=38959924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006116335/06A RU2319915C1 (en) 2006-05-12 2006-05-12 Method for drying of lumbers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2319915C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006116335A (en) 2007-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dömény et al. Density profile and microstructural analysis of densified beech wood (Fagus sylvatica L.) plasticized by microwave treatment
Safin et al. Development of the energy-saving technology of thermal modification of wood in saturated steam
RU2319915C1 (en) Method for drying of lumbers
Ratnasingam et al. Superheated steam application to optimize the kiln drying of rubberwood (Hevea brasiliensis)
Elustondo et al. Advances in wood drying research and development
Tang et al. Kiln drying for bamboo culm parts of the species Bambusa stenostachya, Dendrocalamus asper and Thyrsostachys siamensis
Vigants et al. Analysis of energy consumption for biomass drying process
RU2422266C1 (en) Method of timber thermal processing
CN103465329A (en) Timber micro-carbonization method
Chang et al. Analysis of factors affecting the hygroscopic performance of thermally treated Pinus koraiensis wood
RU2724421C2 (en) Method and device for preparation and high-temperature treatment of wood
Sreekumar et al. Accelerated food processing through solar drying system
Lee et al. Comparison of shrinkage, checking, and absorbed energy in impact bending of Korean ash squares dried by a radio-frequency/vacuum process and a conventional kiln
RU2349849C1 (en) Shaped timber drying method
Sethi et al. A review on solar drying of marine applications
Kocaefe et al. A novel high temperature heat treatment process for wood
Aggarwal et al. Microwave drying of planks of Grevillea robusta A. Cunn. ex R
Picado et al. Drying kinetics and thermodynamic analysis of tomato in a tunnel dryer
JPH02119744A (en) Drying method for &#39;shiitake&#39; (mushroom)
Ozollapins et al. Stalk biomass drying rate evaluation at various layers and drying parameters
JP2005047100A (en) Wood drying method and wood drying apparatus
TWI293022B (en)
RU2457411C2 (en) Method of desiccation of wood
Veizović et al. Effect of heat treatment on colour density and dimensional stability of subfossil oak wood
Cokgezme et al. Performance evaluation of carbon fiber assisted cabin dryer during the drying process of strawberry slices

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080126