Brevet FR2347635A1 — publié le 19771104

Procèdè de sèchage de matèriaux hygroscopiques par dèshumidification d' air en circuit fermé. Utilisation d'un fluide frigorifique diffèrent à celui employé jusqu'à ce jour dans les dites machines. Ce fluide permettant d'effectuer le sèchage en circuit fermé à haute température se situant dans les valeurs de 50 à 70 C alors que la technique actuelle ne permet d'atteindre que des températures maximum de 35"C. Fluide utilisé pour se faire: R 114 de la catégorie du forane, hydrocarbure chîornfluré fabriqué en France. Ce fluide permet ltélEvation de température et partant son utilisation dans une plage supérieure gracie à sa faible pression et sans rendement thermodynamique important dans ces conditions d'utilisation. On sait que le sèchage du bois est conditionné par trois paramètres princi: Température Etat hygromètrique Circulation de l'air. Ces facteurs ont individuellement et ensemble action sur l'échange de l1eau du matériau à l'air ambiant. Dans un système en circuit fermé, c'est-à-dire lorsque l'air est constamment recyclé au contact du bois après déshydratation, l'opération de sèchage se fait à partir d'un état hygromètrique élevé pour une température X, cet état hygromètrique bais s. au fur et à mesure de l'avance de sèchage pour une augmentation en général de la température X. Cette baisse de l'état hygromè- trique est liée: - à la puissance de l'appareil déshydrateur, - à la vitesse de diffusion d'eau dans les fibres, elle-mtme fonction de 1' épaisseur et de la constitution de la matière ligneuse, - à la quantité d'eau à évacuer du bois. Le problème capital à résoudre dans le but de sèchage du bois est d'allier les meilleures conditions climatiques ambiantes en fonction de l'état d1équili bre d'humidité du bois. Les consèquences d'un mauvais accord de ces conditions ont les répercutions suivantes : formation de gerves, collapses,déforma- tions à la suite des forces de contraintes importantes dans le matériau. Nous résoudrons le problème en imposant dans le sèchoir des conditions climatiques fixes tant en température, hygromètrie et circulation d'air constamment pendant la phase de sèchage correspondant à l'évacuation de l'eau libre et d'une partie de l'eau de constitution, c'est - à - dire c'est-à-dire pendant la pèriode des retraits. Ces conditions climatiques fixes sont déterminées par essai pour l'essence de bois concernée. Les avantages sont les suivants - Possibilité de donner une chaleur totale à l'air de sèchage plus importante sans risques de déformations du matériau. - Régularité de la diffusion d'eau du coeur vers la surface des bois puisque les conditions fixes donnent une vitesse de diffusion d'eau constante. - Limitation de la vitesse d'évaporation en surface du bois en conservant un écart fixe entre la température sèche et humide de l'air ambiant (cette limitation de l'évaporation en surface évite les gerces, d'autre part un écart plus faible est obtenu dans les répartitions d'humidité entre le coeur et la surface du bois). - Les forces de contraintes sont limitées pendant le retrait slans choc thermique. Les conditions climatiques fixes sont obtenues de la façon suivante ; tout d'abord le sèchage est réalisé en circuit fermé, l'air est régénéré par un appareil déshydrateur pour l'évacuation de l'eau échangée à l'air. Il est donc nécessaire d'humidifier pour maintenir l'état hygrométrique fixe. - La cellule de sèchage contenant le matériau à traiter est amenée à la température désirée. - L'appareil déshydrateur et plus particulièrement la partie servant à extraire l'eau de l'air ambiant est mis en service. Au bout d'un temps plus ou moins long l'humidité de l'air commence à baisser jusqu'à la valeur limite de compatibilité climatique, à ce moment là le système d'humidifica- tionpst mis en service et maintient donc l'état hygromètrique de l'air à sa valeur de consigne. - La température est maintenue constante dans la cellule par le système de déshydratation avec les techniques habituelles de climatisation. Le système permet d'évacuer exactement la quantité d'eau donnée par le bois à l'air dans ces conditions climatiques puisque le déshydrateur extrait l'eau compatible avec sa puissance propre de façon continue et que l'humidification apportée correspond au manque de diffusion d'eau du bois pour les raisons déjà citées, à savoir, épaisseur, densité, ou surpuissance de déshydratation. D'autre part, seul ce système permet de connaftre de façon précise puisque constante la vitesse de diffusion de l'eau à travers les fibres en fonc tion de l'épaisseur et de la densité du bois, ce qui permet d'adapter dans les meilleures conditions l'appareillage de déshydratation au volume du bois à traiter. Le système d'humidification est constitué par un bouilleur fournissant de la vapeur d'eau qui est introduite dans la veine d'air de soufflage du déshydrateur d'air. Une partie de l'eau condensée à l'évaporateur du système frigorie que est acheminée vers un échangeur de chaleur alimenté lui-même en fluide caloporteur par les gaz chauds sortant du compresseur frigorifique cSté haute pression, ceci permet d'obtenir de l'eau à une température voisine de 80"C avec de l1énergie gratuite puisqu'il est nécessaire d'évacuer les calories de travail de compression afin d'évier la montée en température dans la cellule. Cette eau est ensuite vaporisée dans un bouilleur qui l'amène à ébullition et la vapeur d'eau qui en rèsulte est injectée dans la veine d'air par des tuyères. La mise en ébullition peut être faite par un thermoplongeur électrique ou tout autre moyen disponible. Le système d'humidification peut également être constitué par un appareil à pulvérisation de très fines gouttelettfes d'eau à grande vitesse - et injectées dans la veine d'air de soufflage du déshydrateur. Dans ce -cas une partie de l'eau condensée à l'évapotateur est pompée dans l'appareillage pulvérisateur. Il est préférable d'utiliser l'eau du surplus condensé que par exemple l'eau de la ville car l'installation devient complètement autonome. R E V E N D I C A T I O N S 1) Procédé alliant l'humidification de l'air à la déshumidification dans le but de séchage du bois, ceci en imposant de préférence des conditions climatiques fixes tant en température état hygromètrique et circulation d'air, caractérisé par le fait qu'en circuit fermé un bouilleur fournit de la vapeur d'eau qui est introduite dans le déshydrateur d'air et une partie de l'eau condensée à l'éva- porateur su système frigorifique est acheminée vers un échangeur de chaleur alimenté lui-mEme en fluide caloporteur par les gaz chauds sortant du compresseur frigorifique cOté haute pression. 2) Procédé selon a revendication 1 caractérisé par le fait que l'humidification de l'air peut ètre réalisée par un système de bouilleur utilisant en partie com me énergie de chauffage' la chaleur de compression des gaz chauds du compresseur frigorifique. 3) Procédé selon la revendication 1 et 2 caractérisé par le fait que 1'humidifiva de l'air est réalisée de façon autonome sans apport d'eau extérieur à celle obtenue par condensation sur l'évaporateur point froid du système déshydraXr 4) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le séchage est réagit sé en circuit fermé, l'air est régénéré par un appareil déshydrateur ponr l'évacuation de l'eau changée à l'air. 5) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cellule de séchage contenant le matériau est amenée à la température désirée, puis le déshydra teur servant à extraire l'air commence à baisser jusqu'à la valeur limite de compatibilité climatique, à ce moment là le système d'1humidification en service et maintient l'état hygrométrique de l'air à sa valeur de consigne. 6) Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le séchage du bois peut etre réalisé de façon continue sans interruption éliminant les chocs thermiques et racourcissant la durée de sèchage des appareils à marche discontinue. 7) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la diffusion de l'eau du coeur vers la surface des bois se fait à vitesse constante.