WO2009001173A1 - Procede de traitement du bois et dispositif correspondant - Google Patents

Procede de traitement du bois et dispositif correspondant Download PDF

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    • F26B2210/16—Wood, e.g. lumber, timber

Definitions

  • the present invention relates to the treatment of wood to increase its durability over time.
  • the invention relates to a method of treating said wood.
  • the invention solves the problem of increasing this durability by a method in which is disposed in a wood stack and at least one heating element, said stack being introduced into a pressure-tight cell vis-à-vis the environment, an expandable pocket covering in large area on the upper face the stack of wood superimposed exerting an adjustable pressure on the wood while bringing thermal energy via said heating elements under vacuum.
  • a heat treatment step is applied to change the physicochemical structure of the wood, the control of this step being done by weighing the wood and the function of the withdrawal of the water of constitution is loss of dry mass of wood.
  • the invention further relates to a device for the treatment of wood according to the method described above.
  • the invention solves these disadvantages by a device allowing the implementation of the method comprising a cell for loading in layers of wood located one above the other, with heating elements arranged between the layers. of wood and with a pressure device for exerting pressure on the wood layers, the cell being able to be locked on all sides in a pressure-tight manner with respect to the environment, and the pressure device being arranged inside of the cell, the pressure device being placed inside the cell, covering the wood to be stabilized in large surface on one of its sides, pocket which is subjected to an adjustable pressure, characterized in that the device being on balance control of the wood stabilization step is by means of weighing said wood indicating the desired rate of dry weight loss.
  • a difficulty for the implementation of the method consists in using a fluid heat-carrier to achieve high temperatures such as 250 ° C, for this, the invention uses as heating elements conduction plates containing heat-transfer oil (for example an expandable pocket).
  • heating elements are fast thermal conduction means.
  • the device according to the invention for the treatment of wood is a reactor.
  • the wood is arranged in layers 1 located one above the other with rapid thermal heating means 2 heating in a stack 3.
  • the conduction means Thermal 2 contain internal circulation and sealed heat transfer oil 4.
  • the stack 3 is disposed on a wagon 5.
  • a reactor is arranged on load cells 6.
  • the wagon 5 being mobile, the entire stack 3 is introduced into a sealed cell 7 of the reactor for the application of pressure via an expandable bag 9 placed inside the cell and covering the stack 3 to stabilize in large surface on at least the upper face 10 of the cell 3.
  • the cell 7 forming the reactor 11 is on the load cells 6 which are connected to the control panel 12 which displays the weight of the wood before treatment, the reactor being tare.
  • the control panel 12 can control the treatment by heating at high temperature with the oil 4 and without loss of drops thereof which would deteriorate the wood.
  • High temperature heating modifies the physicochemical structure of dry wood by loss of dry mass and removal of the water of constitution.
  • the desk 12 indicates via the dial 13 the loss achieved according to the weight reduction of the wood.
  • the treatment is conducted up to a loss of dry mass of the wood corresponding to its essence, for example 25% beech and to avoid the degradation caused by the fungus coriolus versicolor, all extracts are condensed and recovered. Which removes the gaseous effluents.
  • the heating elements are conduction plates sealingly containing heat transfer oil 4;

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Abstract

L'invention est relative au traitement du bois. Ledit traitement étant d'effectuer par assemblage du bois en pile (3), séchage éventuel de ladite pile de bois et étapes de traitement thermique de changement de la structure physicochimique du bois, dans un réacteur (11), le pilotage de cette étape se faisant par pesée du bois et fonction de la perte de masse sèche du bois. Utilisation du traitement du bois selon l'invention pour augmenter la durabilité du matériau et éviter l'arrivée de champignons et d'insectes qui s'installent habituellement dans le bois.

Description

Description Procédé de traitement du bois et dispositif correspondant
[1] La présente invention est relative au traitement du bois en vue d'augmenter sa durabilité dans le temps. En premier lieu, l'invention concerne un procédé de traitement dudit bois.
[2] Différents traitements ont été essayés en vue du traitement du bois, par exemple le procédé dit procédé basé sur le temps de traitement de rétification, voir document FR 2 604 942 dans lequel le bois est soumis à une température comprise entre environ 240°C et 300°C, pendant une durée au plus égale à trente minutes par centimètre d'épaisseur.
[3] Ce procédé rencontre un certain nombre de problèmes telles que la difficulté du maintien de l'homogénéité du bois, des difficultés de pilotage, des incertitudes sur les durées de traitement du bois. En effet, il est difficile de limiter les durées à l'épaisseur des bois en question sans s'occuper de l'essence.
[4] Toutefois, de tels traitements sont réalisés en vue d'obtenir une augmentation de la durabilité du bois dans le temps. Mais il subsiste des incertitudes. En effet, le bois est agressé par des champignons et/ou insectes, ce qui conduit à réduire la durée de vie du bois utilisé dans les constructions. Or, cette durée de trente minutes n'assure pas toujours que l'arrivée de champignons ou insectes sera exclue.
[5] La demanderesse a découvert que la durabilité et la stabilité du bois sont augmentées en fonction d'un couple temps/température qui entraîne une perte de la masse sèche du bois pendant ce temps de chauffage, les champignons et insectes ne viennent plus s'installer dans le produit (bois traité), au contraire des procédés de rétification connus qui sont avant tout fonction de la température et de l'épaisseur du bois.
[6] Pour obtenir un traitement du bois qui permette l'augmentation de la durabilité dudit bois suite à modification de sa constitution par retrait de l'eau de constitution et de tous les condensés, ceci résultant d'une perte de la masse sèche du bois. L'invention résout le problème de l'augmentation de cette durabilité par un procédé dans lequel on dispose en une pile de bois et au moins un élément chauffant, ladite pile étant introduite dans une cellule étanche à la pression vis-à-vis de l'environnement, une poche expansible recouvrant en grande surface sur la face supérieure la pile de bois superposé exerçant une pression réglable sur le bois pendant qu'on amène de l'énergie thermique via lesdits éléments chauffants sous vide. Dans ce procédé, on applique après l'étape de séchage une étape de traitement thermique de changement de la structure physico-chimique du bois, le pilotage de cette étape se faisant par pesée du bois et fonction du retrait de l'eau de constitution soit perte de masse sèche du bois.
[7] Suivant d'autres caractéristique : [8] 1. - ladite pression réglable sur ledit bois est appliquée pendant le traitement thermique ou chauffe dudit bois pour assurer une densification de ce dernier pendant ledit traitement thermique ;
[9] 1. - le temps de traitement est fonction de la montée en température et limité en fonction de la perte de masse sèche du bois prévue ;
[10] 1. - la perte de masse sèche du bois est d'environ 20 à 30 % ;
[H] 1. - l'ensemble des extraits sont condensés et récupérés afin de supprimer les effluents gazeux ;
[12] 1. - la perte de masse est sous conduction par cuisson.
[13] L'invention a encore pour objet un dispositif permettant le traitement du bois suivant le procédé décrit ci-dessus.
[14] En effet, le traitement décrit ci-dessus soulève des difficultés, car jusqu'à présent, n'ayant jamais été réalisés, les dispositifs correspondants n'existent pas.
[15] Le chauffage à température élevée du bois soulève des difficultés de consommation énergétique.
[16] Pour le séchage du bois, il est connu d'utiliser des fours sous vide et les éléments chauffants par conduction (voir le document N0WO 95/33170 au nom de OPEL Alfred).
[17] C'est pourquoi l'application est prévue dans le domaine de la conduction. Le traitement selon l'invention a en plus pour but d'éviter des modifications de la forme du bois.
[18] Les installations décrites par les documents connus se limitent au séchage du bois donc il n'y a pas de traitement à proprement parlé avec modification de la structure, mais retrait de l'humidité.
[19] Les fours connus ne sont pas prévus pour être pilotés en fonction de la modification de la structure interne du bois.
[20] L'invention résout ces inconvénients par un dispositif permettant la mise en œuvre du procédé comprenant une cellule pour le chargement en couches de bois situées l'une au-dessus de l'autre, avec des éléments de chauffage disposés entre les couches de bois et avec un dispositif de pression pour exercer une pression sur les couches de bois, la cellule pouvant être verrouillée de tout côté de manière étanche à la pression par rapport à l'environnement, et le dispositif de pression étant disposé à l'intérieur de la cellule, le dispositif de pression étant placée à l'intérieur de la cellule, recouvrant le bois à stabiliser en grande surface sur un de ses côtés, poche qui est soumise à une pression réglable, caractérisé en ce que le dispositif étant sur pesons, le pilotage de l'étape de stabilisation du bois se fait par un moyen de pesée dudit bois indiquant le taux de perte de masse sèche désirée.
[21] Une difficulté pour la mise en œuvre du procédé consiste à utiliser un fluide caloporteur permettant d'atteindre des températures élevées telles que 250°C, pour cela, l'invention utilise comme éléments de chauffage des plaques de conduction contenant de l'huile caloporteuse (par exemple une poche expansible).
[22] Pour éviter les variations de géométrie du bois, les éléments de chauffage sont des moyens de conduction thermique rapides.
[23] Le dispositif selon l'invention permettant le traitement du bois est un réacteur.
[24] D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description des figures donnée à titre non limitatif et sur lesquelles :
[25] 1. - la figure 1 est une coupe transversale de l'empilement du bois avec les moyens de conduction thermiques ;
[26] 1. - la figure 2 représente en la pile correspondant à la figure introduite dans une cellule de réacteur ;
[27] 1. - la figure 3 représente schématiquement en élévation arrachée le réacteur contenant la pile de bois correspondant à la figure 1.
[28] Comme représenté sur la figure 1 dans une première étape, le bois est disposé en couches 1 situées l'une au dessus de l'autre avec des moyens de conduction thermique rapides de chauffage 2 en une pile 3. Les moyens de conduction thermique 2 contiennent en circulation interne et étanche de l'huile caloporteuse 4. La pile 3 est disposée sur un wagonnet 5. Un réacteur est disposé sur pesons 6.
[29] Le wagonnet 5 étant mobile, l'ensemble de la pile 3 est introduit dans une cellule étanche 7 du réacteur permettant l'application d'une pression via une poche expansible 9 placée à l'intérieur de la cellule et recouvrant la pile 3 à stabiliser en grande surface sur au moins la face supérieure 10 de la pile 3. La cellule 7 formant le réacteur 11 est sur les pesons 6 qui sont connectés au pupitre de commande 12 qui affiche le poids du bois avant traitement, le réacteur étant taré.
[30] Le pupitre de commande 12 permet de piloter le traitement par chauffage à haute température grâce à l'huile 4 et sans perte de gouttes de celle-ci qui détériorerait le bois.
[31] Le chauffage à haute température modifie la structure physicochimique du bois sec par perte de masse sèche et retrait de l'eau de constitution. Le pupitre 12 indique via le cadran 13 la perte atteinte en fonction de l'allégement du poids du bois. Ainsi, dans l'exemple de réalisation le traitement est conduit jusqu'à une perte de masse sèche du bois correspondant à son essence, par exemple du hêtre à 25 % et pour éviter la dégradation provoquée par le champignon coriolus versicolore, l'ensemble des extraits sont condensés et récupérés. Ce qui supprime les effluents gazeux.
[32] La demanderesse a constaté que la durabilité de matière obtenue est augmentée par rapport au bois d'origine. Que les insectes ne viennent plus s'installer dans le bois aussi bien que les champignons. [33] Ainsi, l'utilisation du traitement du bois selon l'invention pour augmenter la durabilité du matériau et éviter l'arrivée de champignons et d'insectes qui s'installent habituellement dans le bois.
[34] Suivant certaines variantes de réalisation du dispositif selon l'invention :
[35] 1. - les éléments de chauffage sont des plaques de conduction contenant de manière étanche de l'huile caloporteuse 4 ;
[36] 1. - les éléments de chauffage sont des moyens de conduction thermique rapides
[37] 1. - il est un réacteur 11 ;
[38] 1. - les pesons 6 forment les pieds du réacteur 11.
[39] Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des structures particulières, elle n'y est nullement limitée et on peut y apporter de nombreuses variantes. [40] Les combinaisons des différentes réalisations représentées sur les dessins ou décrites ci-dessus ne sortent pas du cadre de l'invention. [41] Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée.

Claims

Claims[1] REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement du bois en vue d'augmenter sa durabilité dans lequel on dispose en une pile le bois (3) et au moins un élément chauffant, ladite pile étant introduite dans une cellule étanche à la pression vis-à-vis de l'environnement, une poche expansible (9) recouvrant en grande surface sur la face supérieure la pile de bois (3) superposé exerçant une pression réglable sur le bois pendant qu'on amène de l'énergie thermique via lesdits éléments chauffants sous vide, caractérisé en ce qu'on applique après l'étape de séchage une étape de traitement thermique de changement de la structure physicochimique du bois, le pilotage de cette étape se faisant par pesée du bois et fonction du retrait de l'eau de constitution soit perte de masse sèche du bois.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pression réglable sur ledit bois est appliquée pendant le traitement thermique ou chauffe dudit bois.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le temps de traitement est fonction de la montée en température et limité en fonction de la perte de masse sèche du bois prévue.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la perte de masse sèche du bois est d'environ 20 à 30 %.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble des extraits sont condensés et récupérés afin de supprimer les effluents gazeux.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la perte de masse est sous conduction par cuisson.
7. Dispositif permettant la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant une cellule (7) pour le chargement en couche de bois (1) situées l'une au-dessus de l'autre, avec des éléments de chauffage (2) disposés entre les couches de bois (1) et avec un dispositif de pression pour exercer une pression sur les couches de bois (1), la cellule pouvant être verrouillée de tout côté de manière étanche à la pression par rapport à l'environnement, et le dispositif de pression étant disposé à l'intérieure de la cellule (7), le dispositif de pression étant, par exemple une poche expansible (9), placée à l'intérieur de la cellule, recouvrant le bois à stabiliser en grande surface sur un de ses côtés, poche (9) qui est soumise à une pression réglable, caractérisé en ce que le dispositif étant sur pesons (6) le pilotage de l'étape de stabilisation du bois se fait par un moyen de pesée dudit bois indiquant le taux de perte de masse sèche désirée.
8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de chauffage sont des moyens de conduction thermiques rapides (2), en particulier lesdits éléments de chauffage étant des plaques de conduction contenant de manière étanche de l'huile caloporteuse et en particulier le dispositif étant une poche expansible.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce qu'il est un réacteur (11).
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les pesons (6) forment les pieds du réacteur (11).
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