Способ консервирующего хранения свежего круглого леса и пиломатериалов

 

Изобретение относится к способу консервирующего хранения свежего круглого леса и свежих пиломатериалов, закладываемых на хранение в воздухо- и светонепроницаемозакрывающей оболочке. Находящийся в оболочке кислород разлагается за счет дыхательных процессов грибков, бактерий, а также еще живых клеток древесины с образованием СО₂ и Н₂О. Далее процессы брожения приводят к разрушению хемицеллюлоз и сахаров, превращающихся в органические кислоты и СО₂. Содержание кислорода составляет в оболочке менее 0,1 об.% после продолжительности установления 3-10 дней во время всего хранения, а содержание СО₂ возрастает до 21-40 об.%. Этим способом можно хранить свежий круглый лес и свежие пиломатериалы в течение длительного времени без потерь и загрязнения окружающей среды. 14 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу консервирующего хранения свежего круглого леса и свежих пиломатериалов, например из древесины хвойных или лиственных пород, для сохранения в течение длительных отрезков времени без потери качества.

До сих пор обычные распространенные способы консервирования касаются преимущественно пищевых продуктов, которые либо стерилизуют без доступа воздуха и при нагреве (уваривание), либо окуривают в сухом состоянии диоксидом углерода (защита зерна от поражения долгоносиком), либо обрабатывают защитными газами особого состава (хранение и дозаривание фруктов в атмосфере азота и диоксида углерода), либо освобождают от насекомых в чистом азоте (реставрация деревянных предметов, красящие пигменты которых пострадали бы от диоксида углерода).

Применявшиеся до сих пор, особенно при консервировании свежего круглого леса, способы основаны на хранении в воде или орошении водой. Целью является получение высокой влажности древесины свыше 100% с тем, чтобы предотвратить рост грибков. Недостатком являются высокий расход воды и загрязнение грунтовых вод содержащимися в древесине веществами в сочетании с разной влажностью внутри штабеля с возможным последствием грибкового поражения (опенок).

Далее с помощью инсектицидов и фунгицидов можно временно консервировать круглый лес и пиломатериалы. Использование пестицидов связано с загрязнением окружающей среды и угрозой здоровью человека.

Возможность надежного консервирования заключается в быстрой разделке и сушке древесины. Это вынуждает иметь большие резервы распиловщиков и сушильщиков с тем, чтобы можно было быстро перерабатывать массовые поступления круглого леса (в результате стихийных бедствий, буревала).

Попытки консервирования свежего круглого леса в сухом штабеле также известны. Способ связан однако с высоким риском поражения грибком и насекомыми.

Способы воздействия на свойства древесины с помощью грибковых культур известны из выложенных заявок ФРГ N 2857355 и 3434551.

Согласно выложенной заявке ФРГ N 2857355 известен способ микробиологического изменения древесины лиственных пород за счет воздействия микроорганизмами. С помощью микроорганизмов вызывают выборочное изменение древесины лиственных пород, причем температуру, влагосодержание древесины, содержание 0₂ и содержание C0₂ регулируют с учетом микроорганизмов. Согласно выложенной заявке ФРГ N 3434551 у круглого леса целенаправленное изменение цвета вызывают путем обработки посредством разрушающих древесину грибков. Изменение цвета происходит в том месте, где была нанесена грибковая культура. Описано также нанесение нескольких грибковых культур, что связано с предпочтительным образованием пограничного слоя.

Согласно заявке США N 2617202 свежие пиломатериалы древесины породы Black Oak штабелируют 3-5 дней и весь штабель или только вершину штабеля пиломатериалов покрывают пленкой, что в результате нагрева древесины может вызывать процессы брожения. Затем на втором этапе способа каждую доску кладут на землю и через равные промежутки времени переворачивают, что должно обеспечивать щадящую сушку и тем самым предотвращать нежелательное трещинообразование.

В публикации Mahler, G.: Konservierung von Holz durch Schutzgas. AFZ 47 (1992), 19, стр. 1024-1025 сообщается о попытках консервирования древесины посредством защитного газа. Во время испытаний лесоматериал стандартных размеров упаковывали в силосующую пленку. Штабели окуривали азотом, а также диоксидом углерода; объема газа требовалось каждый раз примерно в три раза больше объема древесины. Таким образом, содержание кислорода было снижено до 4-5% и поддерживалось в течение длительного времени (более 6 месяцев). После раскрытия штабеля на лесоматериале был зафиксирован грибной налет, которому приписывается антагонистическое действие, и указывается на то, что за счет способствования развитию грибков с антагонистическим действием можно было бы предотвратить поражение разрушающими древесину грибками. Недостатками представляются описанные высокие затраты на окуривание и относительно высокое содержание кислорода.

В основе изобретения лежит задача разработки способа, с помощью которого с приемлемыми затратами можно в течение длительного времени хранить свежий круглый лес или свежие пиломатериалы древесины любых пород без снижения качества и прочностных свойств, а также без необходимости предварительных стерилизации, увлажнения, сушки или обработки специальными защитными газами.

Задача решается посредством признаков способа, приведенных в п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты приведены в зависимых пунктах.

Прежде всего следует констатировать, что определенная неожиданность состоит в том, что влажная неокоренная древесина в лишенной обмена атмосфере не плесневеет и не гниет. Существенным в изобретении является однако то, что в результате дыхательных процессов еще живых клеток древесины и при необходимости процессов обмена веществ грибков, бактерий, помещаемых в оболочку вместе со свежим круглым лесом или пиломатериалом, создается почти лишенная кислорода и обогащенная диоксидом углерода атмосфера.

Воздухонепроницаемая оболочка обеспечивает с одной стороны то, что снаружи не сможет проникнуть кислород, а с другой стороны то, что из оболочки не сможет выйти образовавшийся диоксид углерода.

Вопреки мнению, изложенному в Mahler, G; Konservierung von Holz durch Schutzgas. AFZ 47 (1992), 19, стр. 1024-1025, решающее значение имеет не действие грибковых антагонистов, предотвращающее рост разрушающих древесину грибков. Напротив, очень низкое содержание кислорода менее 0,1 об.% имеет существенное значение для длительного хранения.

Это низкое содержание кислорода достигается за счет того, что после обычных при хранении овощей дыхательных процессов, при которых высвобождаются CO₂ и H₂O и которые заканчиваются поглощением O₂, начинается другой цикл. При этом происходят процессы брожения, во время которых дополнительно высвобождается CO₂, так что доля CO₂ может быть и далее повышена.

Инициирование процессов брожения является существенным преимуществом изобретения (в противоположность хранению фруктов). Разрушения целлюлозы и лигнина не происходит, поскольку разрушаются только легко растворимые сахара. Таким образом, сохраняется прочность круглого леса или пиломатериалов.

Запущенный после прекращения доступа воздуха биотехнологический процесс может быть ускорен за счет минимизации участвующего воздушного объема в оболочке. Для изготовления воздушного затвора используют кожух, предпочтительно пленку с высоким диффузионным сопротивлением. Во избежание риска утечки пленка может быть в два слоя. Преимущество эластичной оболочки состоит в том, что воздушный объем может быть уменьшен до минимума (отсос, пока пленка не будет плотно охватывать поверхность штабеля пиломатериалов).

Воздушный затвор может быть достигнут также в специально оборудованных складских помещениях, контейнерах, грузовых трюмах судов, облицованных ямах, силосных башнях или горных штольнях.

После кратковременного открывания воздухонепроницаемой оболочки с целью извлечения древесины через несколько дней после повторного закрывания снова устанавливается почти лишенная кислорода атмосфера. Независимо от времени года микроорганизмы способны снова вызвать благоприятное для них состояние. Кроме того, CO₂, накопленный в древесине как в пористом теле и растворенный в связанной в древесине воде, может быть снова отдан для создания нового газового равновесия.

При пленочном хранении воздушный затвор штабелей короткомерной или длинномерной древесины, а у ценных стволов для изготовления фанеры также отдельная защита могут быть рационально достигнуты с помощью двойного сварного шва на оберточной пленке или посредством склеивания или же зажатием гладко прилегающих друг к другу полотнищ пленки планками, на которые затем пленку плотно наматывают и фиксируют от разматывания зажимами.

Существенное преимущество способа согласно изобретению состоит в том, что консервирующее хранение обходится без дополнительной обработки газом.

Изобретение более подробно поясняется ниже с помощью нескольких примеров выполнения на чертежах, где на фиг. 1 показано устройство с несколькими кругляками и со сварной или склеенной двойной пленочной оболочкой; на фиг. 2 - устройство с одним кругляком и со сварной или склеенной двойной пленочной оболочкой; на фиг. 3 - зажимное соединение на краях пленки; на фиг. 4 - диаграмму с изображением газовыделения при хранении без доступа воздуха; на фиг. 5 - диаграмму с изображением изгибной прочности по мере хранения без доступа кислорода с нулевым образцом и значением DIN.

Пример 1. Двойные двуслойные пленки расстилали на плоской поверхности и укладывали на них 30 м³ неокоренных еловых бревен диаметром 15-25 см, предназначенных для профильной распиловки. Два измерительных шланга размещали без давления в штабеле и закрепляли на пленке с помощью переборчатых резьбовых соединений. Согласно фиг. 1 затем выступающую пленку натягивали на штабель и обе пленки отдельно друг от друга сваривали двойным швом. Летом доля кислорода падает ниже 0,1% примерно через 3 дня, а зимой - примерно через 10 дней. Содержание диоксида углерода колеблется около 40% (см. фиг. 4). Через 24 месяца хранения не были обнаружены ни синева, ни краснополосица, ни поражение опенком. Измеренные по DIN 52186 значения изгибной прочности лежат после хранения не ниже значений изгибной прочности свежих сравнительных образцов (см. фиг. 5).

Пример 2. 1 м³ слоистой древесины сосны заворачивали, как показано на фиг. 2, в двойную двухслойную пленку. Оба конца пленки зажимали плашмя между двумя планками и туго наматывали на эти планки. Посредством зажимов образованный таким образом штабель предохраняли от разматывания. Тем самым без сварного шва с помощью имеющихся на месте средств можно создать предпосылки для установления газовой атмосферы.

Пример 3. По фиг. 3 фанерный кряж клена срединным диаметром 35 см и длиной 3 м закатан в двойную двухслойную пленку. Вблизи торцов ствола размещают по одному переборчатому резьбовому соединению. Затем пленки сваривают двойным швом. Через 2 недели устанавливается атмосфера, которая содержит менее 0,1% кислорода, а доля диоксида углерода в которой составляет до 30%.

Пример 4 Для обеспечения морских перевозок свежего круглого леса без повреждений древесину штабелируют в воздухонепроницаемо задраенных грузовых трюмах, по возможности, заполняя трюмное пространство. Поскольку грузовые трюмы за счет переборок уже могут быть влагонепроницаемо задраены, воздушный затвор следует обеспечить только с верхней стороны за счет воздухонепроницаемых или герметизированных люков. Для сокращения продолжительности установления в качестве начального окуривания в грузовой трюм подают выхлопные газы судовых дизелей.

Формула изобретения

1. Способ консервирующего хранения свежего круглого леса и пиломатериалов, при котором древесину закладывают на хранение под покрытием, что способствует дыхательным процессам и процессам брожения грибков, бактерий, а также дыхательным процессам еще живых клеток древесины, отличающийся тем, что свежий круглый лес или пиломатериалы закладывают на хранение в абсолютно воздухонепроницаемозакрывающей оболочке и тем самым содержание кислорода в оболочке после продолжительности установления 3-10 дней во время всего хранения составляет менее 0,1 об.%, а содержание СО₂ - свыше 21-40 об.%, что в значительной степени исключает рост разрушающих древесину грибков.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что свежий круглый лес или пиломатериалы закладывают на хранение в воздухо- и светонепроницаемозакрывающей оболочке.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что за счет дополнительной обработки с помощью СО₂ сокращают продолжительность установления.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что перед началом дыхательного процесса и процесса брожения воздушный объем в оболочке минимизируют.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве оболочки используют жесткий или эластичный кожух, причем внутреннее пространство кожуха воздухо- и светонепроницаемо закрывают относительно окружающего пространства.

6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что в качестве оболочки используют одинарную или двойную стойкую к УФ-излучению полимерную пленку с высоким диффузионным сопротивлением.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве пленки используют двуслойную пленку, черная внутренняя сторона которой препятствует проникновению света и тем самым росту водорослей, а белая наружная сторона отражает солнечное излучение.

8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что пленки по отдельности или одновременно сваривают двойным швом.

9. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что пленки склеивают между собой.

10. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что пленки плашмя укладывают друг на друга, зажимают между двумя планками, плотно наматывают на них и фиксируют держателем.

11. Способ по одному из пп.6-10, отличающийся тем, что на пленках размещают переборчатые резьбовые соединения для газоизмерительных шлангов, которые проходят сквозь пленку.

12. Способ по п.5 или 11, отличающийся тем, что переборчатые резьбовые соединения содержат внутри оболочки удлинительные шланги и концы шлангов укладывают в противоположные концы внутреннего пространства оболочки.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что к газоизмерительным шлангам посредством быстродействующих муфт присоединяют измерительные приборы, которыми контролируют процесс хранения с помощью состава газа.

14. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве жесткого кожуха используют контейнеры или грузовые трюмы.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что контейнеры или грузовые трюмы заполняют отработавшими газами от процесса сгорания транспортных средств или стационарных установок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5