СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ
METHOD OF TIMBER DRYING

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для сушки пиломатериалов из древесины различных пород.
Известен способ сушки древесины путем многократного чередования циклов, включающих продувку древесины теплоносителем с прогревом ее до среднеобъемной температуры 80-100°C, импульсное скоростное вакуумирование при помощи ресивера, быстродействующих клапанов и трубопроводов с последующей выдержкой под вакуумом, отличающийся тем, что продувку древесины осуществляют при атмосферном давлении, а импульсное вакуумирование проводят за время до 10 с отжимом свободной влаги из древесины без фазового перехода жидкой воды в пар с выдержкой под вакуумом до установившегося постоянного значения температуры древесины, после чего осуществляют сброс вакуума до атмосферного давления подачей воздушного теплоносителя, причем продувку древесины и сброс вакуума проводят воздушным теплоносителем с температурой 150-300°C, а в начале и в конце процесса сушки дополнительно проводят один или несколько циклов сушки с использованием в качестве теплоносителя пара с температурой 100-115°C при избыточном давлении не выше 0,07 МПа (патент на изобретение РФ №2400684 опубл. 27.09.2010 г.)
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является способ сушки древесины путем многократного чередования циклов, продувки древесины теплоносителем с отводом выделяющихся паров, нагрева древесины до среднеобъемной температуры 80-100°C, скоростного вакуумирования при помощи ресивера, быстродействующих клапанов и трубопроводов с нагревом древесины в изолированной от атмосферы сушильной камере, а выдержку древесины в камере ведут до давления, равного равновесному давлению пара, находящегося в свободном объеме сушильной камеры при данной температуре, отличающийся тем, что каждый цикл нагрева древесины после скоростного вакуумирования осуществляют с одновременным впрыском воды с температурой 90-100°C или пара до давления, равного равновесному давлению пара, находящегося в свободном объеме сушильной камеры при данной температуре (патент на изобретение РФ №2304747, опубл. 20.07.2008 г.).
Недостатком данного способа является невысокая скорость и интенсивность сушки древесины.
Технической задачей изобретения является повышение интенсивности сушки древесины.
Техническая задача достигается способом сушки древесины путем чередования циклов, включающих обработку в камере древесины теплоносителем с ее прогревом и последующее вакуумирование при помощи присоединенного к камере ресивера, отличающимся тем, что древесину нагревают до температуры 60-80°C, в ресивере создают вакуум и затем выравнивают давление в камере и ресивере до 0.8 МПа, после стабилизации давления в камере и ресивере соединение ресивера и камеры перекрывается, а сконденсированная в ресивере влага сливается из ресивера, затем в камеру подают сухой подогретый до температуры 60-80°C воздух, после стабилизации давления в камере цикл повторяют до достижения конечной влажности древесины. После достижения конечной влажности древесины возможно провести еще несколько циклов, понижая температуру подаваемого сухого воздуха до температуры воздуха вне камеры.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- древесину нагревают до температуры 60-80°C;
- в ресивере создают вакуум и затем выравнивают давление в камере и ресивере до 0.8 МПа;
- после стабилизации давления в камере и ресивере соединение ресивера и камеры перекрывается;
- сконденсированная в ресивере влага сливается из ресивера;
- в камеру подают сухой подогретый до температуры 60-80°C воздух;
- после стабилизации давления в камере цикл повторяют до достижения конечной влажности древесины;
- после достижения конечной влажности древесины проводится еще несколько циклов с понижением температуры подаваемого сухого воздуха до температуры воздуха вне камеры.
Поэтому можно предположить, что заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна».
Изобретение может быть реализовано на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Особенности процесса:
1) не ждем когда вся древесина в камере прогреется до температуры 60-80°C,
2) влага удаляется из камеры при каждом цикле,
3) максимальное парообразование (максимальное насыщение влагой),
4) один цикл составляет 10 минут,
5) последние циклы проводятся для снижения температуры древесины до ≈18°-20°C и повышения давления внутри нее. Это делается для того, чтобы после извлечения древесины из камеры она не набирала бы влаги из воздуха.
В процессе проведения патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков не выявлена, поэтому заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».
На чертеже схематично показана установка для реализации заявляемого способа. Установка содержит: 1 - сушильную камеру, например (СНВС-4,3.4,3.49/3-42), ресивер, 3 - емкость для сбора конденсата, 4 - калорифер, 5 - емкость с селикагелем, 6 - вакуумный насос, 7, 8, 9, запорные клапаны.
Способ реализуется следующим образом. Пиломатериал загружают в сушильную камеру (см. чертеж) и доводят температуру в камере до ≈60°-80°C. В емкости 2 создается вакуум, такой, что при открытии клапана 7 в сушильной камере и емкости 2 давление составляет ≈0,8 МПа. При открытии клапана 7 воздух, насыщенный парами влаги, попадает в емкость 2, температура в которой составляет ≈18°-20°C, где происходит конденсация влаги. Так как давление в сушильной камере становится меньше, чем внутри пиломатериала, то насыщенный парами влаги воздух выходит из пиломатериала. Как только давление в сушильной камере и емкости 2 стабилизируется, но остается меньше атмосферного, то клапан 7 закрывается и открывается клапан 8. Влага, сконденсированная в емкости 2, сливается в емкость 3. В это же время открывается клапан 9 и сухой воздух, пропущенный через селикагель, подогретый калорифером до температуры ≈60°-80°C, попадает в сушильную камеру. В результате перемешивания сухого воздуха с влажным процентное содержание влаги в смеси становится меньше, чем в воздухе, находящемся внутри древесины. Так как давление воздуха внутри древесины меньше, чем вне ее, то воздух смеси попадает внутрь древесины, где донасыщается влагой. После того как давление стабилизируется, цикл повторяется.
Таким образом, при каждом цикле влага, содержащаяся в воздухе, находящемся внутри древесины, выносится сначала в сушильную камеру, а затем в емкость пониженного давления, где конденсируется, а оттуда сливается в емкость для сбора конденсата.
По указанной методике проводилась сушка образцов дуба. Результаты экспериментов приведены в таблице 1
Таблица 1
1
Порода
Дуб
Дуб
Дуб
Дуб
Дуб
Дуб
Дуб
2
Начальная Масса (г)
90,39
135,95
141,84
140,28
136,235
136,235
134,7
3
Начальная влажность (%)
27
28
30
29
27
27
29
4
Давление разрежения (ат)
0,3
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
5
Время цикла (мин)
10
10
10
10
10
10
10
6
Температура в камере (°C)
60
80
75
75
75
75
75
7
Время сушки (час)
11
7
8
8
7
8
8
8
Конечнаявлажность (%)
8-10
8-10
8-10
9-10
8-10
8
8
9
Конечная масса (г)
77,48
116,545
122,96
118,98
113,755
115,775
112,035