СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
METHOD FOR THERMAL TREATMENT OF WOOD

Изобретение относится к технологическим процессам обработки древесных пиломатериалов и может быть использовано в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности при изготовлении изделий из древесины.
Известен способ термической обработки древесины, включающий загрузку в камеру древесины, ее нагрев и охлаждение, в котором нагрев осуществляют путем подогрева древесины воздухом в камере со скоростью 30-45 град/ч до температуры 130-165°С с последующим воздействием на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, после чего осуществляют подогрев образовавшейся парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, после чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С и выдерживают древесину при этой температуре 2,5-6 ч, далее воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, после чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С, а через 1-3,5 ч воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, причем воздействие на древесину водяным паром проводят путем подачи в камеру водяного пара с температурой от 120°С до 160°С, а охлаждение осуществляют отводом парогазовой среды из камеры, см. RU Патент №2235636, МПК 7 В27К 5/00, 2003.
Недостатком данного способа является сложность процесса за счет многостадийности, большие энергозатраты.
Наиболее близким по технической сущности является способ термической обработки древесины, включающий загрузку древесины в автоклав, ее нагрев и охлаждение, в котором нагревание древесины осуществляют до температуры 140-150°С в атмосфере воздуха в течение 2-3 часов, после чего в атмосфере водяного пара до температуры 210-220°С в течение 2-3 часов путем постоянного дозированного впрыска воды, затем нагревают до температуры 230-240°С в течение 30-60 мин с последующим впрыском воды, а охлаждение осуществляют в атмосфере 100% пересыщенного водяного пара путем регулируемого впрыска воды, см. RU Патент №2277045, МПК 8 В27К 3/02, 2006.
Недостатком известного способа является то, что полученная в результате обработки древесина обладает резким запахом жженой древесины в течение длительного срока (около года).
Задачей изобретения является создание способа термической обработки древесины, позволяющего получить пиломатериалы, не имеющие запаха жженой древесины.
Техническая задача решается тем, что в способе термической обработки древесины, включающем загрузку древесины в автоклав, ее нагрев и охлаждение, в котором после загрузки древесины осуществляют вакуумирование до 0,2 атм с последующей подачей водяного пара до давления в автоклаве 0,7-0,8 атм, нагрев древесины ведут водяным паром при температуре 180-220°С с последующей выдержкой в течение 2-5 часов, а охлаждение осуществляют не менее трех раз путем вакуумирования в течение 15-20 мин с последующей подачей насыщенного водяного пара до значения давления в автоклаве, близкого к атмосферному, и выдержкой при этом давлении в течение 5-10 мин.
Решение технической задачи позволяет получить пиломатериалы, не имеющие запаха жженой древесины.
Способ термической обработки древесины осуществляют следующим образом. Древесину с начальной влажностью 6-16% загружают в автоклав. После загрузки древесины при помощи вакуумного насоса осуществляют вакуумирование до достижения давления 0,2 атм. Далее в автоклав подают насыщенный водяной пар из парогенератора до достижения в автоклаве давления 0,7-0,8 атм. Нагрев древесины осуществляют водяным паром при температуре 180-220°С с последующей выдержкой в течение 2-5. Затем осуществляют охлаждение древесины путем чередования стадий вакуумирования в течение 15-20 мин и нагрева насыщенным водяным паром до достижения значения давления в автоклаве, близкого к атмосферному, с выдержкой при этом давлении в течение 5-10 мин. Охлаждение повторяют не менее трех раз.
Указанный способ можно представить в виде графика изменения давления в процессе термической обработки древесины, см. фиг.1, и схемы установки для осуществления указанного способа, см. фиг.2.
Установка включает автоклав 1, который снабжен нагревателями 2, 2', вакуумным насосом 3, парогенератором 4.
Пример 1. Пиломатериалы из сосны 5 загружают в автоклав 1. После герметизации автоклава при помощи вакуумного насоса 3 при открытых вакуумных клапанах 9, 10 ведут процесс вакуумирования (стадия I на фиг.1). При достижении давления 0,2 атм закрывают вакуумный клапан 10, включают термоэлектрические нагреватели 2, 2' и вентилятор 7 (стадия II на фиг.1). Одновременно с этим через трубы 6 в автоклав 1 подают насыщенный водяной пар из парогенератора 4 при открытом вентиле 8, осуществляют стадию постепенного нагрева в среде водяного пара. При достижении в автоклаве 1 давления 0,7 атм подачу пара из парогенератора 4 прекращают, вентиль 8 закрывают. Далее процесс осуществляют в среде водяного пара, перегретого термоэлектрическими нагревателями 2, 2' до температуры 180°С (стадия III на фиг.1), с последующей выдержкой в течение 2 часов (IV на фиг.1). После нагрева осуществляют охлаждение древесины путем чередования стадий вакуумирования (V) и подачей насыщенного водяного пара (VI). Для этого включают в работу конденсатор 12 и вакуумный насос 3 при открытом вакуумном клапане 10 и ведут вакуумирование в течение 15 мин. Далее вакуумный клапан 10 закрывают, отключают вакуумный насос 3 и открытием вентиля 8 подают насыщенный водяной пар из парогенератора 4 до достижения значения давления в автоклаве 1, близкого к атмосферному. Выдержку в среде насыщенного водяного пара осуществляют в течение 5 мин. Цикл (V-VI) повторяют три раза.
Обработанные пиломатериалы не обладают запахом жженой древесины.
Пример 2. Пиломатериалы из березы 5 загружают в автоклав 1. После герметизации автоклава при помощи вакуумного насоса 3 при открытых вакуумных клапанах 9, 10 ведут процесс вакуумирования (стадия I на фиг.1). При достижении давления 0,2 атм закрывают вакуумный клапан 10, включают термоэлектрические нагреватели 2, 2' и вентилятор 7 (стадия II на фиг.1). Одновременно с этим через трубы 6 в автоклав 1 подают насыщенный водяной пар из парогенератора 4 при открытом вентиле 8, осуществляют стадию постепенного нагрева в среде водяного пара. При достижении в автоклаве 1 давления 0,8 атм подачу пара из парогенератора 4 прекращают, вентиль 8 закрывают. Далее процесс осуществляют в среде водяного пара, перегретого термоэлектрическими нагревателями 2, 2' до температуры 220°С (стадия III на фиг.1), с последующей выдержкой в течение 5 часов (IV на фиг.1). После нагрева осуществляют охлаждение древесины путем чередования стадий вакуумирования (V) и подачей насыщенного водяного пара (VI). Для этого включают в работу конденсатор 12 и вакуумный насос 3 при открытом вакуумном клапане 10 и ведут вакуумирование в течение 20 мин. Далее вакуумный клапан 10 закрывают, отключают вакуумный насос 3 и открытием вентиля 8 подают насыщенный водяной пар из парогенератора 4 до достижения значения давления в автоклаве 1, близкого к атмосферному. Выдержку в среде насыщенного водяного пара осуществляют в течение 10 мин. Цикл (V-VI) повторяют пять раз.
Обработанные пиломатериалы не обладают запахом жженой древесины.
Таким образом, как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемый способ термической обработки древесины позволяет получить пиломатериалы, не имеющие запаха жженой древесины, и которые могут быть направлены на изготовление из них изделий.