Спосіб електромагнітного сушіння деревини

1 Спосіб електромагнітного сушіння деревини, що включає опромінення деревини електромагнітними хвилями, який відрізняється тим, що поверхню пласта тангеціального або радіального розпилу деревини опромінюють на відкритих виробничих площах електромагнітними хвилями частотою порядку 1,1-1014с1, при цьому питомий потік енергії становить 0,5 Дж м 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що поверхню пласта тангенціального або радіального розпилу деревини опромінюють періодично ри, системою протяжно-витяжною вентиляцією В об'ємі камери змонтовані охолоджуючі конденсатори, а для евакуації конденсату вмонтована система трубопроводів (Дьяконов К Ф , Горяев А А Сушка древесины токами высокой частоты -М Лесная промышленность 1981, с 181) Процес сушіння деревини електромагнітними хвилями реалізується в процесі опромінення поверхонь деревини двох пляст, двох бокових і двох торцевих Діелектричне тепло генерується в структурі деревини зв'язаними і вільними електричними зарядами електронами, диполями, іонами з додатними і від ємними зарядами Під дією діелектричного нагріву волога в деревині переміщається із внутрішніх шарів до поверхневих, утворюючи дві зони дифузійну - біля поверхні і капілярну зону в середині деревини По мірі висихання деревини дифузійна зона поглиблюється В мікрокапілярах деревини молекули пароповітряної суміші постійно стикаючись із стінками мікрокапілярів рухаються незалежно одна від другої в сторону поверхні з більшою температурою Інтенсивне випарування з усіх поверхонь вологи викликає утворення "корки" або так званої "загартованої поверхні" В результаті великих градієнтів вологи по січені деревини, різної швидкості переміщення вологи в напрямі площин анізотропії і гідравлічного опору, в деревині виникають внутрішні напруги, які перевищують її МІЦНІСТЬ, що приводить до розтріскування деревини і її деформації Для вирівнювання вологи в деревині в сушильну камеру періодично впус О со ю ю 54534 кають зволожувальну пару Однак цей спосіб із-за недостатньо обґрунтованих технологічних рекомендацій по вибору режимів і проведення процесу сушіння а також значних енерговитрат (наприклад, установка типу ЛД23 60 споживає 105кВт, 125л/хв води і 180м /год повітря) і складного дорогого технологічного обладнання (сушильна камера і системою металевих екранів, високочастотний коливальний контур із потужної генераторною лампою і джерелом високовольтної напруги, системи протяжно-витяжної вентиляції, системи впуска пари, її конденсації і відводу конденсату і об'єму камери) не знайшов практичного промислового використання В основу винаходу поставлено задачу створення такого способу сушіння деревини електромагнітними хвилями, який реалізував би процес сушіння н відкритих виробничих площах із мінімальними енергетичними і матеріальними затратами без застосування сушильної камери і складного допоміжного технологічного обладнання Поставлена технічна задача вирішується тим, що на відкритих виробнича площах поверхню пласта тангенціального або радіального розпилу деревині періодично опромінюють електромагнітниW=co(v,T)-c-S-t = 8 • 3,14(1,1 • 101 ми хвилями реалізуючи осциллятивнии режим сушіння (діелектричне нагрівання і наступне природне охолодження пляста деревини) Спосіб сушіння деревини здійснюється наступним чином Обрізні дошки (бруски, сортимент) для рівномірного опромінена електромагнітними хвилями поверхні пляста розміщують по периметру пристрой П-подібної форми, в центрі якого укріплене джерело електромагнітних хвилі (патент України "Пристрій для сушіння деревини" по заявці № 97115466) Джерелом електромагнітних хвиль служить, наприклад, ніхромова спіраль, ТЕН або інше "сіре тіло", яке при нагріві джоулевим теплом випромінює спектр електромагнітних хвиль по закону Віна v = с Т/в, де Т - температура нагріву, К, с - швидкість світла 2,99 108м • с 1 , в- постійна 0,002889 • град, v - частота, Гц Потік енергії електромагнітних хвиль на одиницю опромінюваної поверхні плясту S за час t (з урахуванням частоти випромшення температури нагріву джерела електромагнітних хвиль) 8mThSt J^-.c.S.t =( he he -6,6254-10~34Дж-с -2,99-10Vc"1 -1м2-1с = 0,5Дж-м 1,38-10-23Дж-!С1-1073< де h - постійна Планка, 6,6254 10 Дж с, К - постійна Больцмана, 1,38 • 10 2 3 Дж • К71 Діапазон частот електромагнітних хвиль для діелектричного нагріву не залежить від породи деревини (твердої - дуб, бук і др або м'якої ялина, сосна та ш) Опромінюють електромагнітними хвилями тільки одну поверхню пляста тангенціального або радіального розпилу деревини (протилежний пляст, дві бокові і дві торцеві поверхні дошки зберігають температуру оточуючого повітря) Тепло в структурі опромінюваного пляста генерується зв'язаними і вільними електричними зарядами в процесі їх поляризації електромагнітними хвилями, що зумовлює виникнення молекулярного мікроструму (дифузія, електродифузія, капілярний ефект), який інтенсифікує вологопереміщення в структурі деревини в напрямі площин з меншим температурним градієнтом Інтенсивний вологообмін і вологопереміщення з приповерхневих шарів опромінюваного пляста приводить до швидкого зниження вологи до гігроскопічного стану, що сприяє збільшенню температурного перепаду між протилежними плястами дошки Висока інтенсивність переміщення вологи із внутрішніх структур деревини до площини пляста з температурою оточуючого повітря приводить до виникнен ня значних внутрішніх напруг (деформації деревини, тріщин) Для зняття внутрішніх напруг процес опромінення проводять періодично, тобто проводять діелектричний нагрів з наступним природнім охолодженням опромінюваної поверхні пляста, реалізуючи осциллятивнии режим сушіння Наприклад, для сушіння електромагнітними хвилями хвойних дощок 4,0 х 0,5 х 0,05 з початковою вологістю 100% з допомогою пристрою П подібної форми на відкритій виробничій площі при температурі оточуючого повітря процес опромінення проводять періодично Юхв опромінюють з наступним Юхв природнім охолодженням Частота генератора електромагнітних хвиль не повинна бути меншою 1,1 • 10 1 4 с 1 Віддаль між генератором електромагнітних хвиль, (наприклад, ТЕН потужністю 6,0кВт) і поверхнею опромінюваного пляста повинна дорівнювати приблизно 0,31 м Сумарний час опромінення пляста 35 год При дотримані вказаних режимів електромагнітного опромінення пляста вологість хвойних дощок становить 8 - 9% Електромагнітний спосіб сушіння деревини різко підвищує якість продукції (не розрушує структуру деревини), умови праці, культуру виробництва, різко знижує енергетичні і матеріальні затрати 54534 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24