Способ вакуумной сушки древесных пиломатериалов



Способ вакуумной сушки древесных пиломатериалов
Способ вакуумной сушки древесных пиломатериалов

 


Владельцы патента RU 2617214:

Машковцев Лев Владимирович (RU)

Изобретение может использоваться для сушки пиломатериалов древесины всех пород при любой толщине, любых значениях длины и ширины досок, от любой начальной до заданной конечной влажности. Способ вакуумной сушки заключается в создании в зоне нахождения пиломатериалов пониженного давления в пределах от 5 до 150 мм рт.ст. и температуры в пределах на 5-25°С больше, чем температура вскипания влаги при заданном пониженном давлении. Перед сушкой древесный пиломатериал 1 помещают в герметичную продолговатую оболочку 2, открытую с одной из торцевых сторон горловину 3. После этого пиломатериал, размещенный в оболочке, помещается в термокамеру, которая может работать как на СВЧ излучениях, так и по конвекционному принципу (термокамера на чертеже не показана). Через горловину 3 внутренняя полость оболочки 2 соединяется с вакуум-насосом. С одновременным включением термокамеры включается вакуум-насос (последний на чертеже не показан). Время сушки определяется влажностью древесины, после чего термокамера выключается. Герметичная оболочка 2 с ее содержимым вынимается из термокамеры и освобождается от пиломатериала. Техническим результатом изобретения является повышение кпд. 1 ил.

 

Изобретение может использоваться для сушки пиломатериалов древесины всех пород при любой толщине, любых значениях длины и ширины досок, от любой начальной до заданной конечной влажности.

Известен способ сушки изделий из древесины путем их нагрева до температуры 90-120° С в поле СВЧ частотой 0,03-60 ГГц в воздушной среде при напряженности поля 10-800 В/см и времени нагрева 10-1200 с [А.с. СССР 1183798, F26В 3/34, 1985 г.].

Известен способ сушки капиллярно-пористых материалов путем их нагревания в электрическом поле высокой частоты и воздействия ультразвуковыми колебаниями путем амплитудной модуляции электрических высокочастотных колебаний гармоническими колебаниями ультразвуковой частоты по отношению к эквивалентной добротности контура, в поле конденсатора которого помещают капиллярно-пористый материал [Пат. РФ № 2013724, F26В 7/00, 1994 г.].

Известны (СВЧ-энергетика, под ред. Э. Окресса. - М.: Мир, 1971, т. 2, стр. 183-202) волноводные установки СВЧ-сушки пиломатериалов, типа "Меандр", в которых кпд процесса сушки превышает 0,8, а с учетом кпд мощных СВЧ-генераторов 0,7 полный кпд установки превышает 0,5. Высокий кпд процесса сушки, в сравнении с установками, использующими резонансные камеры, здесь достигается, во-первых, благодаря тому, что при распространении волны в волноводе, имеющем сечение, соответствующее распространению волны типа Н10, рассеивание энергии в стенках волновода составляет доли процента, и, во-вторых, сушимый материал, проходя в волновод через осевую щель в его широкой стенке, всегда находится в максимуме распределения поля. Основными недостатками установки типа "Меандр" являются:

- прохождение доски через волновод под прямым углом к его оси вызывает существенное отражение падающей волны от доски, что, с одной стороны, приводит к снижению кпд установки, а с другой - к нарушению нормальной работы магнетрона СВЧ-генератора; этот фактор ограничивает сушку пиломатериалов как толщиной доски (не более 20 мм), так и начальной ее влажностью (менее 20-25%);

- различные уровни мощности СВЧ-электромагнитных волн, подаваемые на сушимый материал с разных сторон, снижают равномерность распределения в нем поля и, следовательно, приводят к возникновению внутренних напряжений в доске, что ограничивает допустимое значение мощности СВЧ-генератора и, соответственно, скорость сушки, то есть производительность установки;

- зависимость мощности каждого последующего облучения от текущей влажности пиломатериала и от распределения влажности по сечению доски делает практически невозможным оптимизацию процесса и управление им.

Известно (Н.Я. Фельдман. Некоторые вопросы сушки древесины в микроволновом поле. "Деревообрабатывающая промышленность", 6/96), что ввод доски в волновод не под прямым углом, а под углом 50-70° к перпендикуляру уменьшает отраженную доской мощность, что позволяет снять ограничения по толщине и начальной влажности доски, присущее установкам типа "Меандр".

Известен способ сушки пиломатериалов (патент РФ на изобретение №20660276 26В 3/347) в СВЧ-печи, в котором предусмотрена СВЧ-конвейерная камера, в которую непрерывно подают с помощью конвейерной ленты пристыкованные один к другому пакеты пиломатериалов, часть пакета, находящуюся в печи нагревают до 80°С, контролируя температуру с помощью радиометра, а после выхода очередного пакета из камеры его доски (брусья) кладут с зазорами на стеллаж, где их сушат и охлаждают с помощью окружающего воздуха, замеряют их влажность, после чего вновь собирают в пакет и, пристыковывая к последнему входящему в камеру пакету, вновь вводят в СВЧ-камеру сушки, повторяя этот процесс до достижения требуемой конечной влажности пиломатериалов.

Недостатками этой установки являются, во-первых, использование резонансной камеры для СВЧ-сушки древесины. Но кпд процессов СВЧ-нагрева и сушки древесины в такой камере не превосходит 0,2. Вторым недостатком этой установки является очень большой объем вспомогательных операций.

Известно (Н.Я. Фельдман. Принципы построения эффективных волновых установок для микроволновой сушки древесины. "Деревообрабатывающая промышленность", 1/2000), что равная мощность на входе всех волноводных камер, через которые последовательно проходит сушимый материал, может быть достигнута параллельным подключением (через разветвитель) к генератору, по крайней мере, четырех камер. При этом последовательное подключение к каждой из них еще одной, двух камер, создавая дополнительные второй, третий ряды сушки, обеспечивает практически полное использование мощности СВЧ-генератора. Подключение между последовательно включенными камерами измерителя мощности позволяет определять, вне зависимости от мощности СВЧ-генератора и характеристик (порода, влажность, ширина, толщина) сушимого в предыдущих рядах материала, фактически подаваемую мощность на вход камер каждого ряда сушки, что делает возможным управление процессом путем изменения скорости движения транспортера каждого ряда сушки. Это устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемой установке и поэтому выбрано в качестве ближайшего аналога.

Его недостатками являются:

- подача мощности на сушимый материал при прохождении доской (брусом) всех камер сушки осуществляется постоянно с одной и той же стороны, что создает значительную неравномерность распределения поглощенной мощности по сечению доски;

- в ряде случаев число последовательно проходимых доской камер сушки недостаточно для достижения за один проход требуемой влажности, что приводит к необходимости возврата доски в начало установки для ее повторной сушки, в этом случае имеет место потеря энергии на повторный нагрев досок и существенно возрастают трудозатраты;

- измерение мощности СВЧ-колебаний между камерами соседних рядов в интересах управления процессом сушки в данном проходе не предусматривает одновременное измерение текущей влажности доски, не предусмотрены также измерения, определяющие момент завершения сушки по достижению заданной конечной влажности.

Известно (проф. И.В. Кречетов. Сушка древесины. М.: Издание "Бриз", 1997 г., стр. 428), что при СВЧ-сушке древесины резко сокращается опасность растрескивания материала, благодаря чему продолжительность сушки как хвойных, так и лиственных пиломатериалов сокращается в 10-20 раз и более. Но недостатком СВЧ-сушки является низкий кпд установки, то есть высокие удельные энергозатраты при сушке и сложность управления процессом сушки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании результату является способ сушки древесины, включающий нагревание древесины в камере до начальной температуры, меньшей, чем температура кипения влаги, содержащейся в древесине при начальном давлении в камере, вакуумирование камеры до заданного пониженного давления, величина которого меньше значения давления вскипания влаги при начальной температуре, конденсацию и/или удаление парогазовой среды и отвод выделяющейся влаги, отличающийся тем, что после вакуумирования камеры до заданного пониженного давления, изменением давления, и/или конденсацией, и/или удалением парогазовой среды в камере, и/или удалением влаги из камеры, и/или нагреванием древесины создают в камере условия, соответствующие периоду сушки с постоянной скоростью, а во время переходного процесса от периода сушки с постоянной скоростью к периоду сушки с падающей скоростью нагреванием древесины начинают повышение температуры до величины, не превышающей предельного значения, и продолжают обработку древесины до достижения значения относительной влажности среды в камере, при котором величина остаточной влажности древесины не превышает заданной конечной влажности [Заявка РФ № 96113721/06, F26В 5/04, БИ № 24 от 27.08.98 г.]

Недостатком этого способа является низкое кпд, так как создавать вакуум приходится в больших объемах, в чем нет необходимости при единичной сушке пиломатериалов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение кпд.

Поставленный технический результат достигается тем, что перед сушкой древесных пиломатериалов, заключающейся в создании в зоне нахождения пиломатериалов пониженного давления в пределах от 5 до 150 мм рт.ст. и температуры в пределах на 5-25°С больше, чем температура вскипания влаги при заданном пониженном давлении, древесный пиломатериал помещают в герметичную продолговатую оболочку, открытую с одной из торцевых сторон горловину, через которую внутреннюю полость оболочки соединяют с вакуум-насосом.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, где позицией 1 показан пиловочник (пиломатериал); позицией 2 - герметичная продолговатая оболочка с открытой с одной из торцевых сторон горловиной 3.

Предлагаемый способ вакумной сушки заключается в создании в зоне нахождения пиломатериалов пониженного давления в пределах от 5 до 150 мм рт.ст. и температуры в пределах на 5-25°С больше, чем температура вскипания влаги при заданном пониженном давлении. С целью интенсификации процесса температура может быть значительно выше указанных пределов. Перед сушкой древесный пиломатериал 1 помещают в герметичную продолговатую оболочку 2, открытую с одной из торцевых сторон горловину 3. После этого пиловочник, размещенный в оболочке, помещается в термокамеру, которая может работать как на СВЧ излучениях, так и по конвекционному принципу (термокамера на чертеже не показана). В предлагаемом случае вариант СВЧ сушки предпочтительнее, так как при нем обеспечивается прогрев материала во всем объеме пиломатериала. Это предотвращает растрескивание верхних слоев пиломатериала, которое чаще всего происходит при конвекционной сушке, при которой сначала сохнут верхние слои материала. Через горловину 3 внутренняя полость оболочки 2 соединяется с вакуум-насосом. С одновременным включением термокамеры включается вакуум-насос (поледний на чертеже не показан). Время сушки определяется влажностью древесины, до которой необходимо ее довести. После доведения древесины до необходимой влажности термокамера выключается. Герметичная оболочка 2 с ее содержимым вынимается из термокамеры и освобождается от пиломатериала.

Более высокий кпд является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.

Способ вакуумной сушки древесных пиломатериалов, заключающийся в создании в зоне нахождения пиломатериалов пониженного давления в пределах от 5 до 150 мм рт.ст. и температуры в пределах на 5-25°C больше, чем температура вскипания влаги при заданном пониженном давлении, отличающийся тем, что перед сушкой древесный пиломатериал помещают в герметичную продолговатую оболочку, открытую с одной из торцевых сторон горловину, через которую внутреннюю полость оболочки соединяют с вакуум-насосом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам передачи тепловой энергии в вакуумных машинах обезвоживания и сушки и способу подвода и передачи тепловой энергии в вакуумных сушилках, выпарных машинах и устройствах низкотемпературного обезвоживания в вакууме различных материалов и может быть использовано для переработки и утилизации отходов птицеводческих и свиноводческих хозяйств, заводов, производящих спирт, пиво, а также в пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, и может быть использовано при сушке крупномерных лесоматериалов. Сушильная камера состоит из вращающегося цилиндрического корпуса, расположенного на опорных роликах, и перемещающихся на каретках опорных щитов, на которых закрепляются лесоматериалы.

Изобретение относится к пищевой, фармакологической и другим отраслям промышленности и служит для определения периодов процесса сушки зернистых материалов в вакуумной сушильной установке.

Изобретение может быть использовано при строительстве и капитальном ремонте магистральных газопроводов после испытаний для их осушки. Способ отличается тем, что с целью повышения эффективности осушки в условиях отрицательных температур осушаемой среды полость газопровода вакуумируют и в процессе вакуумирования через заданные равные интервалы времени измеряют параметры, характеризующие термодинамическое состояние среды в полости газопровода.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству сухих пищевых продуктов. Измельченный пищевой продукт толщиной слоя от 5 до 30 мм помещают в вакуумную камеру.

Изобретение относится к области сушки твердых материалов или предметов с применением тепла и касается способа сушки 5(6)-амино-2-(4-аминофенил)бензимдазола, используемого в качестве мономера в производстве высокопрочных термостойких волокон и пленок.

Изобретение относится к сушильной технике, а более конкретно к сушильным аппаратам с активными гидродинамическими режимами, предназначенными для сушки дисперсных материалов во взвешенном закрученном слое, и может найти применение при переработке сельскохозяйственных продуктов, получении медицинских препаратов и т.п.

Изобретение относится к установкам для вакуумной сушки пищевых продуктов, в том числе ягод, использующим технологию удаления влаги с помощью создания определенного вакуума вокруг продукта.

Изобретение относится к области сушки растительных материалов, в частности к вакуумным сушилкам периодического действия, и может быть использовано для сушки пищевых продуктов, а именно овощей, грибов, фруктов, зелени и др.

Изобретение относится к оборудованию для сушки сыпучих материалов и может быть использовано для сушки фруктов, овощей, ягод, а также для производства сушеных грибов, зелени и т.д.

Изобретение относится к оборудованию для сушки крупномерных лесоматериалов и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей отраслях промышленности для сушки оцилиндрованных и строительных бревен, пиленых брусьев, при изготовлении срубов жилых домов.

Изобретение относится к сушке сельскохозяйственных продуктов, преимущественно топинамбура, и может быть применено в сельском хозяйстве и в медицинской промышленности.

Изобретение относится к устройствам для СВЧ сушки материалов и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. Для реализации устройства штабель древесины помещают в замкнутую металлическую полость - резонатор лесосушильной камеры; размеры резонатора выбирают много больше длины волны λ питающего генератора СВЧ так, что обеспечивается возможность возбуждения в ненагруженном состоянии в полости множества колебаний различной пространственной структуры.

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, и может быть использовано при сушке крупномерных лесоматериалов. Сушильная камера состоит из вращающегося цилиндрического корпуса, расположенного на опорных роликах, и перемещающихся на каретках опорных щитов, на которых закрепляются лесоматериалы.

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, комбикормовой промышленности для сушки продуктов растительного и животного происхождения.

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, комбикормовой промышленности для сушки продуктов растительного и животного происхождения.
Изобретение относится к области деревообрабатывающей промышленности, в частности к технологии сушки древесины путем обработки ее в герметичной камере давлением воздуха в 10-40 атмосфер с нагреванием до требуемой температуры энергией СВЧ-излучения с последующим сбросом давления.

Изобретение относится к способам обработки зерна электромагнитными полями сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) и может быть использовано в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, преимущественно для получения «взорванного зерна» при производстве быстрорастворимой зерновой продукции и кормов для животных.

Изобретение относится к области СВЧ-энергетики и может быть использовано при СВЧ -сушке и СВЧ-обработке строительных материалов. Способ СВЧ-обработки диэлектрических материалов по первому варианту состоит в том, что диэлектрический материал с известной диэлектрической проницаемостью и тангенсом угла диэлектрических потерь помещают в металлическую камеру, облучают СВЧ-излучением, причем диэлектрический материал размещают в металлической камере напротив и перпендикулярно СВЧ-излучателю, облучая СВЧ-излучением подачей электромагнитных волн перпендикулярно его поверхности, подбирают размеры раскрыва СВЧ-излучателя и компенсируют реактивную составляющую входного сопротивления.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ предусматривает размещение продукта в герметичной камере, воздействием на него микроволнового излучения в течение времени, достаточного для достижения характерной температуры, определяемой терморезистивностью уничтожаемого класса бактерий, вакуумированием до давления 5-50 мбар и последующим напуском газовой смеси.

Изобретение может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности при импульсной сушке пиломатериалов хвойных и лиственных пород древесины. Сушку пиломатериалов осуществляют в несколько этапов, включающих предварительный нагрев, сушку и дополнительную выдержку.
Наверх