СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ
WOOD DESICCATION METHOD

Изобретение относится к области деревообработки, конкретнее к подготовке древесины к использованию, а именно к сушке древесины.
Известен способ сушки древесины (см. патент РФ №2115870, Кл. F26B 3/34), включающий размещение древесины между электродами, обеспечение контакта электродов с серединой изделия и приложение коронного разряда между концами изделия при периодической смене полярности. Недостатком является необходимость периодической смены полярности на электродах и большое время сушки.
Наиболее близким к заявляемому является способ сушки древесины (см. патент РФ №2006769, МПК F26B 7/00), включающий размещение древесины между электродами, а в точках контакта электрода с поверхностью древесины создают градиент температуры путем изменения полярности электрического тока при падении его величины в цепи до нуля. Площадь контакта охлаждают до температуры окружающей среды подачей жидкости, которая просачивается из карманов электродов.
Недостатком прототипа является невысокое качество высушиваемой древесины, малая производительность и повышенный расход электроэнергии, связанный с подачей охлаждающей жидкости в место контакта электрода с древесиной, ее нагревом и испарением.
Задачей изобретения является повышение производительности, бездефектная сушка и снижение себестоимости процесса, что достигается одновременной сушкой и пропиткой древесины красящим и/или антисептическим веществами.
Для этого в способе сушки древесины, заключающемся в пропускании через древесину постоянного электрического тока, обрабатываемую древесину одним концом помещают в электрохимический электрод, состоящий из токоподводящей емкости с электролитом, а к другому концу прикладывают электрод из токопроводящего материала, причем в состав электролита включают красящее и/или антисептическое вещество, при этом периодически создают высокочастотный импульс тока.
В данном способе сушка - обезвоживание происходит за счет капиллярного эффекта. Известно, что структура древесины имеет капилляры, которые ориентированы параллельно оси ствола. Здесь отмечается капиллярность - самопроизвольное течение жидкости под действием капиллярных сил в капиллярах и полуоткрытых каналах.
Также используется такое явление, как электроосмос. Электроосмос - движение жидкости через капилляры, твердые мембраны и диафрагмы под действием внешнего электрического поля, так называемые электрокинетические явления. Электрокинетическими явлениями называют перемещение одной фазы относительно другой в электрическом поле и возникновение разности потенциалов при течении жидкости через пористые материалы, так называемый потенциал протекания либо при оседании частиц потенциал оседания. Электрокинетические явления проявляются в разбавленных растворах электролитов. Третьим эффектом можно считать приложение высокочастотного импульса тока, вызывающего ускорение вылетания частиц, то есть ускорение обезвоживания обеспечивается за счет явления электроактивного движения, когда электроны покидают молекулу таза и улетают под действием внешнего электромагнитного поля.
Способ поясняется чертежом, на котором изображены:
1 - источник питания постоянного тока;
2 - емкость для жидкого электролита;
3 - электролит;
4 - древесина;
5 - электрод из токопроводящего материала;
6 - генератор высокочастотных импульсов.
4
4
4
2+
В качестве примера выполнения способа сушки древесины рассмотрим случай, когда в качестве электролита применяют сульфат меди CuSO. К емкости 2 с электролитом 3 подключают положительный полюс источника питания 1, а к электроду 5 - отрицательный полюс. При этом в растворе электролита CuSO и жидкости древесины создается единое электрическое поле, под действием которого заряженные частицы могут двигаться через границу раздела: раствор электролита CuSO - жидкость древесины. Катионы меди Cu, двигаясь от положительного электрода к отрицательному, попадают в капилляры древесины, где их раньше не было. В то же время на положительном электроде окисляются молекулы воды:
+
с выделением кислорода, что подтверждается образованием пены на поверхности электролита в емкости 2. Образующиеся в результате реакции (1) катионы Н движутся к отрицательному электроду вместе с катионами меди. На отрицательном электроде происходит восстановление молекул воды и катионов водорода:
.
-
2+
Образующиеся по реакции (2) гидрооксид-ионы ОН, двигаясь от отрицательного электрода к положительному, вступают в капиллярах в химическое взаимодействие с катионами Cu с образованием нерастворимого гидрооксида меди голубого цвета:
.
Гидрооксид меди постепенно заполняет капилляры древесины, придавая ей на срезе характерную зелено-голубую окраску и уменьшая содержание воды.
Способ позволяет провести сушку без дефектов и коробления. Техническим эффектом способа является качественная и быстрая сушка до технической влажности 8-10% всего за сутки, в то время как заводские способы сушки проводятся в течение 12 суток летом и 14 суток зимой.