способ сушки дубовых заготовок

Формула изобретения

Способ сушки дубовых заготовок, включающий укладку заготовок в штабель, СВЧ-нагрев с одновременным обдувом воздухом, поступающим из системы охлаждения СВЧ-генераторов, отличающийся тем, что перед началом сушки штабель укрывают влагонепроницаемой пленкой и при мощности СВЧ-генератора 15 кВт осуществляют прогрев заготовок до температуры сушки, равной 58 - 60^oC, затем пленку удаляют и при мощности СВЧ-генератора 5 кВт сушат заготовки до влажности 30%, при мощности СВЧ-генератора 4 кВт - до влажности 20%, при мощности СВЧ-генератора 3 кВт - до влажности 12% и при мощности СВЧ-генератора 2 кВт сушат заготовки до требуемой влажности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике сушки древесины, в частности мореного дуба, и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях, например при производстве мебели.

Известен способ сушки заготовок из твердых пород древесины, в т.ч. дуба, включающий многостадийную продувку теплоносителем с индивидуальными параметрами в каждой из них до получения требуемой влажности (см. патент РФ N 2023963, кл. F 26 B 3/04, 1993).

Недостатками этого способа являются низкое качество и длительное время сушки древесины.

Для сушки мореного дуба разработаны способы сушки, учитывающие специфику этого ценного с красивым цветом и текстурой материала. Он используется для производства дорогой мебели, декоративных и отделочных элементов.

Мореный дуб - это древесина дуба, длительное время (80 и более лет) пролежавшая в воде.

В процессе сушки мореного дуба возникают большие трудности, вызванные изменениями в строение древесины вследствие вымывания водой дубильных, экстрактивных и других веществ, что приводит к большому количеству брака при сушке из-за растрескивания и коробления древесины.

Известен способ сушки заготовок из мореного дуба путем предварительной обработки заготовок паром и последующей сушки (см. "Разработка упрощенной технологии хранения кругляка и атмосферной сушки пиломатериалов мореного дуба": Отчет по НИР N 4 /Сенежская лаборатория консервирования древесины. Руководитель Горшин С.Н. - Москва, 1990, стр. 48). Недостаток данного способа - значительная длительность процесса.

Известен также способ сушки мореного дуба токами высокой частоты (см. "Разработка упрощенной технологии хранения кругляка и атмосферной сушки пиломатериалов мореного дуба" : Отчет по НИР N 4 /Сенежская лаборатория консервирования древесины. Руководитель Горшин С.Н. - Москва, 1990, стр. 48).

Древесина, высушенная таким способом, имеет низкие физико-механические показатели.

Наиболее близким по технической сущности является способ сушки дубовых брусков в СВЧ-камере, включающий укладку заготовок в штабель, СВЧ-нагрев с одновременным обдувом воздухом, поступающим из системы охлаждения СВЧ-генераторов, сушку брусков при температуре 65^oC до влажности 30%, при температуре 70^oC - до влажности 20%, при температуре 80^oC - до конечной влажности (см. статью Ю. В. Карпенко. В. Н.Нефедов, С.В.Корнеев. Обоснование режима сушки дубовых брусков в СВЧ-камере. "Лес". Деревообрабатывающая промышленность, 1996, N 1, стр. 14-17).

Однако использование известного способа для сушки мореного дуба не обеспечивает высокого качества высушиваемых заготовок.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, - повышение качества сушки мореного дуба.

Для решения этой задачи в известном способе сушки дубовых заготовок, включающем укладку заготовок в штабель, СВЧ-нагрев с одновременным обдувом воздухом, поступающим из системы охлаждения СВЧ-генераторов, перед началом сушки штабель укрывают влагонепроницаемой пленкой и при мощности СВЧ-генератора 15 кВт осуществляют прогрев заготовок до температуры сушки, равной 58-60^oC, затем пленку удаляют и при мощности СВЧ-генератора 5 кВт сушат заготовки до влажности 30%, при мощности СВЧ-генератора 4 кВт - до влажности 20%, при мощности СВЧ-генератора 3 кВт - до влажности 12% и при мощности СВЧ- генератора 2 кВт сушат заготовки до требуемой влажности.

Способ осуществляется следующим образом.

Дубовые заготовки одинаковой толщины укладывают в штабель на тележку, применяя стандартные прокладки. Укрывают штабель со всех сторон влагонепроницаемой, например полиэтиленовой, пленкой и загружают в камеру. Использование пленки сокращает время прогрева заготовок. После включения вентиляционной системы подают СВЧ-энергию от магнетронов в камеру. Штабель обдувается теплым воздухом, поступающим из системы охлаждения источников СВЧ-энергии. Прогрев заготовок осуществляют при мощности СВЧ-генератора 15 кВт до достижения температуры сушки 58 - 60^oC. Необходимое время для прогрева заготовок до такой температуры составляет 2,5 - 3,5 часа. После этого отключают камеру и удаляют пленку со штабеля. При мощности СВЧ-генератора 5 кВт сушат до влажности 30%, контролируя влажность через каждые 2 часа. После этого снижают мощность СВЧ-генератора до 4 кВт и сушат до влажности 20%, затем снижают мощность СВЧ-генератора до 3 кВт и сушат до влажности 12%, после чего снижают мощность СВЧ-генератора до 2 кВт и сушат до требуемой влажности.

Для определения диапазона оптимальных температур сушки заготовки размером 25х100х320 мм с начальной влажностью W_н=105 % сушили при различных температурах. Результаты эксперимента приведены в таблице.

Из таблицы видно, что при температуре ниже 58^oC образуются трещины на пластях и торцевые трещины, а при температуре выше 62^oC образуются внутренние трещины и торцевые трещины, т.е. оптимальными являются температуры от 58 до 60^oC.

В процессе прогрева заготовок мощность СВЧ-генератора составляет 15 кВт, что обусловлено высокой энергоемкостью этого этапа сушки. При увеличении указанного уровня мощности температура повышается выше 62^oC, что приводит к образованию трещин. При снижении мощности температура опускается ниже 58^oC, что также приводит к образованию трещин и увеличивает продолжительность сушки. Укрытие штабеля водонепроницаемой пленкой сокращает время прогрева. Далее мощность СВЧ-генератора снижают до 5 кВт. При такой мощности обеспечивается оптимальная скорость удаления свободной влаги и не происходит растрескивание заготовок. При влажности около 30% в древесине остается только связанная влага, для обеспечения оптимальной скорости удаления которой и предотвращения возникновения внутренних напряжений мощность СВЧ-генератора ступенчато уменьшают до 4, 3, 2 кВт при достижении влажности заготовок соответственно 30,20 и 12%.

Пример 1. Заготовки из мореного дуба размером 25х150х6000 мм и влажностью 105% укладывали в штабель с прокладками 25х25 мм на тележку. Закрывали штабель со всех сторон полиэтиленовой пленкой и загружали в СВЧ-камеру. Включали вентиляционную систему и подавали СВЧ-энергию мощностью СВЧ-генератора 15 кВт. Прогрев заготовок до температуры сушки 60^oC продолжался 2,6 часа. Затем удаляли полиэтиленовою пленку и подавали мощность СВЧ-генератора 5 кВт. В процессе сушки влажность древесины контролировали через каждые 2 часа. Через 23 часа влажность составила 30%, после чего мощность СВЧ-генератора снизили до 4 кВт. Через 25 часов влажность древесины составила 20%, затем снизили мощность СВЧ-генератора до 3 кВт и сушили до влажности 12% в течение 27,4 часов, после чего уменьшили мощность СВЧ-генератора до 2 кВт и сушили в течение 12 часов до конечной влажности заготовок 8%. Суммарная продолжительность сушки составила 90 часов. Доля брака не превысила 0,98%.

Пример 2. Заготовки из мореного дуба размером 40х150х6000 мм и влажностью 105% укладывали в штабель с прокладками толщиной 25 мм на тележку. Укрывали штабель со всех сторон полиэтиленовой пленкой и загружали в СВЧ-камеру. Включали вентиляционную систему и подавали СВЧ-энергию в камеру. Прогрев осуществляли мощностью СВЧ-генератора 15 кВт до температуры 60^oC в течение 3 часов. После удалили полиэтиленовую пленку, предварительно отключив камеру. Сушку на первом этапе осуществляли мощностью СВЧ-генератора 5 кВт до достижения влажности древесины 30% в течение 49 часов, после чего снижали мощность СВЧ- генератора до 4 кВт и сушили в течение 54 часов до влажности 20%, затем снизили мощность СВЧ-генератора до 3 кВт и сушили до влажности 12% в течение 60 часов, снижали мощность СВЧ-генератора до 2 кВт и сушили до влажности 8% в течение 28 часов. Суммарная продолжительность сушки составила 194 часа. Доля брака не превысила 1,3%.

Использование предложенного способа позволяет существенно повысить качество сушки заготовок из мореного дуба по сравнению с традиционными способами сушки, при этом значительно сокращается продолжительность процесса.