Способ сушки древесины дуба мореного. Как правильно сушить мореный дуб: камерный, инфракрасный и вакуумный способы Как высушить мореный дуб

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к технологии сушки древесины мореного дуба, и может быть использовано, например, при производстве мебели. Для осуществления способа на первом этапе заготовки из древесины мореного дуба помещают в автоклав и проводят гидротермическую обработку сухим насыщенным паром при нагреве до температуры 120-122°С и под давлением 1,4-1,5 атм с выдержкой, соответственно, в течение 1-2 часов. На втором этапе нагретые заготовки помещают в раствор хлорида натрия при температуре 20-22°С и выдерживают при атмосферном давлении в течение 1,5-2,5 часов. Извлеченные из раствора заготовки помещают в конвективную лесосушильную камеру и проводят конвективную сушку до конечной влажности древесины заготовок 7,9-8%. В зависимости от толщины заготовок выбираются режимы сушки. Изобретение должно сократить продолжительность сушки и улучшить качество.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к технологии сушки древесины дуба мореного, и может быть использовано, например, при производстве мебели.

Технологические процессы получения высококачественного высушенного пиломатериала и заготовок из мореного дуба характеризуются сложностью, большой продолжительностью.

Существует несколько подходов в решении этой проблемы. Один из них представляет конвективную сушку пиломатериалов низкотемпературными режимами в камерах периодического действия и включает технологические операции прогрева, сушки, влаготеплообработки и кондиционирования древесины. Известная технология предусматривает ступенчатое изменение параметров сушильного агента в зависимости от влажности древесины ("Руководящие технические материалы (РТМ) по технологии камерной сушки древесины". - Архангельск, 2000 г.).

Известен способ сушки трудно сохнущих древесных пород, в том числе дуба, усовершенствующий известную технологию (описание к патенту RU 2263257, МПК 7 F26B 1/00, F26B 3/04, 19.04.2004, прототип). Для ускорения процесса сушки и исключения трещинообразования в известном способе дополнительно предусматривается формирование на наружной поверхности заготовок слоя гигроскопического вещества, обеспечивающего оптимальный перепад влажности между наружной и внутренней поверхностью заготовок в процессе ступенчатой конвективной сушки. Для этого перед конвективной сушкой с четырехступенчатым повышением температуры осуществляют проварку пиломатериалов при атмосферном давлении в 15-17%-ном растворе хлорида натрия в течение 2,5-3,0 часов.

Известный способ отличается большой продолжительностью и не обеспечивает высокого качества высушенных заготовок. Это объясняется тем, что не учитывается в полной мере специфика древесины дуба мореного, связанная с наличием тил в сосудах, препятствующих удалению влаги из древесины, и достижением максимальной влажности из-за длительного пребывания в пресной проточной воде.

Кроме того, операция проварки в известном способе требует дополнительных затрат на улучшение условий производства, в частности, на вентилирование производственных помещений.

Задача изобретения - разработка эффективного технологического процесса сушки древесины дуба мореного.

Технический результат от использования изобретения - сокращение продолжительности сушки, повышение качества высушенных заготовок и улучшение условий производства.

Технический результат достигается тем, что в способе сушки древесины дуба мореного, предусматривающем гидротермическую обработку в растворе хлорида натрия и конвективную сушку, гидротермическую обработку проводят в два этапа, при этом на первом этапе осуществляют нагрев в автоклаве сухим насыщенным паром с выдержкой в течение 1-2 ч при температуре 120-122°С и давлении 1,4-1,5 атм, а на втором - нагретую древесину погружают в раствор хлорида натрия температурой 20-22°С и выдерживают при атмосферном давлении в течение 1,5-2,5 часов.

Сущность технического решения заключается в том, что на этапе нагрева древесины в автоклаве сухим насыщенным паром с выдержкой при температуре 120-122°С и давлении 1,4-1,5 атм создаются условия для разрушения тил в древесине дуба мореного и при проведении последующих этапов сушки создаются условия для беспрепятственного удаления влаги из древесины. Время выдержки выбирается опытным путем в зависимости от размера заготовок и начальной влажности древесины в пределах интервала 1-2 часа, являющегося оптимальным для разрушения тил в выбранном режиме обработки в автоклаве.

На втором этапе при погружении нагретой древесины в раствор хлорида натрия при температуре 20-22°С и атмосферном давлении за счет разницы температур и внешнего давления в процессе выдержки создаются благоприятные условия не только для формирования гигроскопического слоя на наружной поверхности заготовок, но и удаления влаги из древесины. Двухэтапное проведение гидротермической обработки древесины дуба мореного в выбранных режимах позволяет снизить начальную влажность заготовок перед конвекционной сушкой по сравнению с прототипом на 2-3% и значительно сократить продолжительность процесса сушки. Так, при ступенчатом процессе конвективной сушки количество ступеней повышения температуры сокращается как минимум на одну.

Примеры осуществления способа.

Три партии заготовок из древесины дуба мореного в форме брусков размером 19×100×500 мм, 32×100×500 мм и 50×100×500 мм с начальной влажностью W н =90% на первом этапе гидротермической обработки помещали в автоклав и проводили гидротермическую обработку сухим насыщенным паром, осуществляя их нагрев до температуры 120-122°С и дальнейшую выдержку под давлением 1,4-1,5 атм соответственно в течение 1 часа для первой партии, 1,5 часа - для второй и 2 часа - для третьей.

Из автоклава нагретые заготовки помещали в раствор хлорида натрия с концентрацией 15-17% при температуре 20-22°С и выдерживали при атмосферном давлении первую партию в течение 1,5 часов, вторую в течение 2 часов и третью - 2,5 часов.

Извлеченные из раствора заготовки помещались в конвективную лесосушильную камеру.

Сушку первой партии осуществляли при температуре 64°С. По достижении заготовками влажности 8% сушку прекращали. Время сушки составило 18 часов.

Сушка второй и третьей партий заготовок проводилась с трехступенчатым повышением температуры агента сушки. Режимы сушки выбирали согласно "Руководящих технических материалов (РТМ) по технологии камерной сушки древесины", - Архангельск, 2001 г., осуществляя переход на следующую ступень повышения температуры агента сушки по мере уменьшения текущей влажности древесины до значения переходной относительной влажности. Конечная влажность древесины заготовок в партиях составляла 7,9%. Продолжительность сушки для второй партии заготовок составила 2,5 суток, третьей - 4 суток.

Высушенные заготовки во всех партиях соответствовали второй категории качества.

Способ сушки древесины мореного дуба, предусматривающий гидротермическую обработку и конвективную сушку, отличающийся тем, что гидротермическую обработку проводят в два этапа - на первом осуществляют нагрев в автоклаве сухим насыщенным паром с выдержкой в течение 1-2 ч при температуре 120-122°С и давлении 1,4-1,5 атм, на втором - нагретую древесину погружают в раствор хлорида натрия с температурой 20-22°С и выдерживают при атмосферном давлении в течение 1,5-2,5 ч.

Похожие патенты:

Изобретение относится к сушильной технике, а именно к способам сушки жидковязких и пастообразных продуктов и материалов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности (пищевой, химической и других).

Изобретение относится к способам сушки высоковлажных материалов растительного и животного происхождения: овощей, фруктов, овощной зелени и лекарственных трав, мяса, рыбы, с применением нагрева ИК-излучателями в импульсном режиме нагрев-охлаждение.

Аралова О.В. (ВГЛТА, г.Воронеж, РФ)

Shrinkage of a wood fumed oak’s values that was subjected to preliminary thermochemical processing and raw are investigated. Conformities to the law of influence to processing modes on shrinkage size are established.

Древесина дуба морёного имеет очень красивый внешний вид, и по этой причине является ценным, декоративным материалом. Из этого материала изготавливают высокохудожественные изделия и поделки. В последнее время отмечается увеличение спроса на древесину дуба мореного.

Высокая цена на этот материал обусловлена сложностью его добычи, хранения и переработки. Пожалуй, наибольшие проблемы в технологии переработки древесины связаны с процессом её сушки. Традиционные способы не обеспечивают высококачественную сушку древесины дуба мореного.

В течение ряда лет на кафедре древесиноведения Воронежской государственной лесотехнической академии проводились исследования по разработке технологии сушки древесины дуба мореного. Разработанная технология камерной сушки с предварительной термохимической обработкой обеспечивает качественную сушку древесины дуба мореного. Древесина, высушенная таким способом отличается высокой формоустойчивостью.

Однако в процессе предварительной термохимической обработки на поверхности древесины образуется тонкий слой гигроскопического раствора, который оказывает влияние на гигроскопические свойства древесины.

Одним из основных физических свойств древесины, влияющих на размерность изделий и зависящих от количества поглощенной влаги древесины, является усушка. Целью данной работы явилось исследование величины усушки древесины обработанной этим способом.

Экспериментальные исследования проведены на древесине дуба мореного, изъятого из р. Воронеж.

Отбор древесины был проведен согласно ГОСТ 16483.21−72. Из круглых лесоматериалов древесины дуба мореного были выпилены заготовки сечением 20х20 мм для последующих исследований.

Одна часть образцов, размером 20×20×60 мм последний вдоль волокон, была подвергнута предварительной термохимической обработке в гигроскопическом растворе в течение 3 часов. Затем все обработанные заготовки были распилены на образцы размером 20х20х30 мм последний вдоль волокон. Вторая часть заготовок не обработанных, распиливалась на образцы того же размера и использовалась для контроля. Затем образцы были помещены в эксикаторы, на дно которых была налита серная кислота заданной концентрации для поддержания заданной относительной влажности воздуха.

Эксикаторы с раствором кислоты и образцами над ней были помещены в сушильный шкаф, в котором поддерживалась постоянная температура 50 °С, 80 °С и 20 °С. Относительная влажность воздуха в эксикаторах поддерживалась 52-54 %.

Результаты экспериментов по определению усушки представлены на рис. 1 и 2.

Рисунок 1- Зависимость усушки термохимически обработанной древесины дуба мореного в тангенциальном направлении от влажности, при различных температурах сушки

Рисунок 2- Зависимость усушки необработанной древесины дуба мореного в тангенциальном направлении от влажности, при различных температурах сушки

Анализ результатов показывает, что усушка термохимически обработанной древесины по сравнению с необработанной существенно меньше. Наибольшее уменьшение усушки наблюдается при сушке температурой около 50 °С. В этом случае величина усушки для обработанной древесины составила 3 ,5 % и 7,2 % – для необработанной. При температуре сушки равной 80 °С, усушка составила 6,1 %, а при атмосферной сушке в комнатных условиях (20 °С) величина усушки составила 7,1 %.

Для необработанной древесины усушка при температурах 20 °С и 80 °С составила соответственно 8 % и 8,5 %. Наименьшая усушка древесины дуба мореного, а следовательно и большая его формоустойчивость проявилась при сушке с температурой 50 °С, как для обработанной, так и необработанной древесины.

Анализ характера усушки древесины дуба мореного при температуре – 20 °С, 50 °С и 80 °С и относительной влажности воздуха 52-54 % показал, что величина усушки древесины дуба мореного такая же как и как и у натурального дуба. Минимальная усушка древесины дуба мореного наблюдается при сушке температурой 50 °С и относительной влажности воздуха 52-54 %. Максимальная – при сушке в естественных условиях (температура 20 °С и 80 °С, и относительной влажности воздуха 52-54 %. Максимальная усушка в естественных условиях объясняется отсутствием внутренних напряжений сдерживающих усушку. При высокой температуре и относительной влажности воздуха 52,5 % увеличение усушки предположительно объясняется появлением коллапса, как и у натуральной древесины дуба за счет разрушения некоторых анатомических элементов.

Таким образом, результате выполненных экспериментальных исследований установлено, что для снижения величины усушки и повышения формоустойчивости изделий из него, древесину дуба мореного целесообразно подвергать предварительной термохимической обработке и сушке до требуемой конечной влажности в камерах при температуре около 50 °С. Образующийся на поверхности слой (около 0,5 мм) из гигроскопического раствора легко удаляется последующей механической обработкой.

Литература

1. Курьянова, Т. К., Платонов, А. Д., Петровский, В. С. Сушка твердых лиственных пород с предварительной термохимической обработкой [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, В. С. Петровский //Лесной журнал. – 2004. - №4. – С.58–63.

Просим Вас, по возможности, выслать нам рекомендации по сушке дуба (на какие особенности при сушке данного вида древесины стоит обратить внимание).

Заранее благодарим,

С уважением,

Наталья Титова

Технология сушки древесины дуба принципиально не отличается от технологии сушки хвойных и мягколиственных пород. Отличительной особенностью является то, что при переходе с одной ступени сушки на другую необходимо выравнивать влажность отдельных досок в штабеле, учитывая, что сушка ведется по самому влажному материалу. Процесс сушки древесины в сушильной камере разбит на несколько этапов: I. Начальный прогрев древесины. II. Собственно сушка древесины. III. Влаготеплообработка. IV. Кондиционирование. Сушка всегда начинается с прогрева древесины независимо от начальной влажности пиломатериалов. Во время прогрева в камеру подают воду (пар) через увлажнительные трубы при включенных теплообменниках, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах. Влажность агента сушки поддерживают на уровне близком к состоянию насыщения. После прогрева дополнительно измеряется влажность пиломатериалов, по которой судят с какой ступени начинать собственно сушку. Следует учитывать, что сушка ведется по самому влажному материалу. Запрещено переходить на другую ступень сушки пока влажность всех досок не достигла переходной влажности. Непосредственно сама сушка древесины разбита на ступени. В начальной стадии процесса необходимо поддерживать малую величину перепада влажности толщине, что достигается применением сушильного агента с высокой степенью насыщения. По мере высыхания древесины степень насыщения целесообразно понижать, чтобы довести материал до заданной конечной влажности. О переходе со ступени на ступень при наличии влагомера судят по его показаниям. Температуру среды к концу сушки следует повышать. При снижении влажности повышение температуры не вызовет снижения прочности, но в то же время существенно ускорит процесс. Собственно сушка оканчивается по достижению конечной влажности по данным всех датчиков. Далее переходят на ступени влаготеплообработки и кондиционирующей обработки. Влаготеплообработка необходима для снятия или уменьшения "остаточных" внутренних напряжений, возникающих в древесине при сушке. Для создания среды повышенной влажности в сушильное пространство камеры подают: пар или распыленную воду при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах. Влажность агента сушки поддерживают на уровне близком к состоянию насыщения. При сушке твердолиственных пород кондиционирующая обработка обязательна. Кондиционирование проводиться для выравнивания влажности древесины по объему штабеля и толщине пиломатериалов. В сушильной камере, с помощью калориферов и увлажнительных устройств, поддерживается такое состояние среды, при котором недосушенные сортименты подсыхают, а пересушенные увлажняются. После выравнивания конечной влажности пиломатериалов, штабеля необходимо охладить при закрытой двери и открытых приточно-вытяжных каналах. Летом допускается включение вентиляторов.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к технологии сушки древесины мореного дуба, и может быть использовано, например, при производстве мебели. Для осуществления способа на первом этапе заготовки из древесины мореного дуба помещают в автоклав и проводят гидротермическую обработку сухим насыщенным паром при нагреве до температуры 120-122°С и под давлением 1,4-1,5 атм с выдержкой, соответственно, в течение 1-2 часов. На втором этапе нагретые заготовки помещают в раствор хлорида натрия при температуре 20-22°С и выдерживают при атмосферном давлении в течение 1,5-2,5 часов. Извлеченные из раствора заготовки помещают в конвективную лесосушильную камеру и проводят конвективную сушку до конечной влажности древесины заготовок 7,9-8%. В зависимости от толщины заготовок выбираются режимы сушки. Изобретение должно сократить продолжительность сушки и улучшить качество.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к технологии сушки древесины дуба мореного, и может быть использовано, например, при производстве мебели.

Технологические процессы получения высококачественного высушенного пиломатериала и заготовок из мореного дуба характеризуются сложностью, большой продолжительностью.

Существует несколько подходов в решении этой проблемы. Один из них представляет конвективную сушку пиломатериалов низкотемпературными режимами в камерах периодического действия и включает технологические операции прогрева, сушки, влаготеплообработки и кондиционирования древесины. Известная технология предусматривает ступенчатое изменение параметров сушильного агента в зависимости от влажности древесины ("Руководящие технические материалы (РТМ) по технологии камерной сушки древесины". - Архангельск, 2000 г.).

Известен способ сушки трудно сохнущих древесных пород, в том числе дуба, усовершенствующий известную технологию (описание к патенту RU 2263257 , МПК 7 F26B 1/00, F26B 3/04, 19.04.2004, прототип). Для ускорения процесса сушки и исключения трещинообразования в известном способе дополнительно предусматривается формирование на наружной поверхности заготовок слоя гигроскопического вещества, обеспечивающего оптимальный перепад влажности между наружной и внутренней поверхностью заготовок в процессе ступенчатой конвективной сушки. Для этого перед конвективной сушкой с четырехступенчатым повышением температуры осуществляют проварку пиломатериалов при атмосферном давлении в 15-17%-ном растворе хлорида натрия в течение 2,5-3,0 часов.

Известный способ отличается большой продолжительностью и не обеспечивает высокого качества высушенных заготовок. Это объясняется тем, что не учитывается в полной мере специфика древесины дуба мореного, связанная с наличием тил в сосудах, препятствующих удалению влаги из древесины, и достижением максимальной влажности из-за длительного пребывания в пресной проточной воде.

Кроме того, операция проварки в известном способе требует дополнительных затрат на улучшение условий производства, в частности, на вентилирование производственных помещений.

Задача изобретения - разработка эффективного технологического процесса сушки древесины дуба мореного.

Технический результат от использования изобретения - сокращение продолжительности сушки, повышение качества высушенных заготовок и улучшение условий производства.

Технический результат достигается тем, что в способе сушки древесины дуба мореного, предусматривающем гидротермическую обработку в растворе хлорида натрия и конвективную сушку, гидротермическую обработку проводят в два этапа, при этом на первом этапе осуществляют нагрев в автоклаве сухим насыщенным паром с выдержкой в течение 1-2 ч при температуре 120-122°С и давлении 1,4-1,5 атм, а на втором - нагретую древесину погружают в раствор хлорида натрия температурой 20-22°С и выдерживают при атмосферном давлении в течение 1,5-2,5 часов.

Сущность технического решения заключается в том, что на этапе нагрева древесины в автоклаве сухим насыщенным паром с выдержкой при температуре 120-122°С и давлении 1,4-1,5 атм создаются условия для разрушения тил в древесине дуба мореного и при проведении последующих этапов сушки создаются условия для беспрепятственного удаления влаги из древесины. Время выдержки выбирается опытным путем в зависимости от размера заготовок и начальной влажности древесины в пределах интервала 1-2 часа, являющегося оптимальным для разрушения тил в выбранном режиме обработки в автоклаве.

На втором этапе при погружении нагретой древесины в раствор хлорида натрия при температуре 20-22°С и атмосферном давлении за счет разницы температур и внешнего давления в процессе выдержки создаются благоприятные условия не только для формирования гигроскопического слоя на наружной поверхности заготовок, но и удаления влаги из древесины. Двухэтапное проведение гидротермической обработки древесины дуба мореного в выбранных режимах позволяет снизить начальную влажность заготовок перед конвекционной сушкой по сравнению с прототипом на 2-3% и значительно сократить продолжительность процесса сушки. Так, при ступенчатом процессе конвективной сушки количество ступеней повышения температуры сокращается как минимум на одну.

Примеры осуществления способа.

Три партии заготовок из древесины дуба мореного в форме брусков размером 19×100×500 мм, 32×100×500 мм и 50×100×500 мм с начальной влажностью W н =90% на первом этапе гидротермической обработки помещали в автоклав и проводили гидротермическую обработку сухим насыщенным паром, осуществляя их нагрев до температуры 120-122°С и дальнейшую выдержку под давлением 1,4-1,5 атм соответственно в течение 1 часа для первой партии, 1,5 часа - для второй и 2 часа - для третьей.

Из автоклава нагретые заготовки помещали в раствор хлорида натрия с концентрацией 15-17% при температуре 20-22°С и выдерживали при атмосферном давлении первую партию в течение 1,5 часов, вторую в течение 2 часов и третью - 2,5 часов.

Извлеченные из раствора заготовки помещались в конвективную лесосушильную камеру.

Сушку первой партии осуществляли при температуре 64°С. По достижении заготовками влажности 8% сушку прекращали. Время сушки составило 18 часов.

Сушка второй и третьей партий заготовок проводилась с трехступенчатым повышением температуры агента сушки. Режимы сушки выбирали согласно "Руководящих технических материалов (РТМ) по технологии камерной сушки древесины", - Архангельск, 2001 г., осуществляя переход на следующую ступень повышения температуры агента сушки по мере уменьшения текущей влажности древесины до значения переходной относительной влажности. Конечная влажность древесины заготовок в партиях составляла 7,9%. Продолжительность сушки для второй партии заготовок составила 2,5 суток, третьей - 4 суток.

Высушенные заготовки во всех партиях соответствовали второй категории качества.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ сушки древесины мореного дуба, предусматривающий гидротермическую обработку и конвективную сушку, отличающийся тем, что гидротермическую обработку проводят в два этапа - на первом осуществляют нагрев в автоклаве сухим насыщенным паром с выдержкой в течение 1-2 ч при температуре 120-122°С и давлении 1,4-1,5 атм, на втором - нагретую древесину погружают в раствор хлорида натрия с температурой 20-22°С и выдерживают при атмосферном давлении в течение 1,5-2,5 ч.