Автоклавная просочування деревини, технологічні схеми

Є ряд технологічних схем (або способів) автоклавної просочення, що розрізняються послідовністю операцій впливу на деревину підвищеного і зниженого тиску просочує рідини і повітря. Змінюючи цю послідовність, рівень тиску і температури, а також тривалість операцій, можна управляти результатами просочення відповідно до ставляться до неї вимогами.

У промисловості в даний час застосовують такі способи:

  • «Вакуум - тиск - вакуум» (скорочено ВДВ);
  • «Тиск - тиск - вакуум» (ДДЗ);
  • многоціклічние;
  • «Вакуум - атмосферний тиск - вакуум» (Вадва);
  • автоклавно-дифузійна просочування;
  • поєднана сушка - просочення.

Просочування деревини способом ВДВ

Графік просочення цим способом, званим також способом повного поглинання, наведено на рис. 1, а.
Автоклав завантажується деревиною. Потім послідовно виконуються наступні операції:

  1. - створення повітряного вакууму;
  2. - витримка деревини в вакуумі;
  3. - заповнення автоклава рідиною;
  4. - створення рідинного тиску;
  5. - витримка деревини в рідини під тиском; 6 скидання тиску до атмосферного;
  6. - злив рідини з автоклава; 8- створення повітряного вакууму;
  7. - витримка у вакуумі;
  8. - скидання вакууму і розвантаження автоклава.

Мал. 1. Графіки автоклавної просочення: а - спосіб повного поглинання (ВДВ); б - спосіб обмеженого поглинання (ДДЗ); в - многоціклічний спосіб МЛТІ; г - вакуумний спосіб (Вадва)

Власне просочення відбувається під час витримки деревини під тиском. Початковий вакуум сприяє підвищенню глибини просочення і збільшення поглинання деревиною рідини, так як з порожнин клітин видаляється повітря, що перешкоджає її руху. Повторний вакуум призначений для підсушування поверхні сортиментів.

Спосіб ВДВ застосовують переважно для просочення деревини водорозчинними речовинами. Для просочення маслами цей спосіб використовується в тих випадках, коли потрібна висока поглинання просочують речовин. Він є також основним при просочуванні антипіренами, які, як зазначалося вище, необхідно вводити в деревину у великій кількості.

Результати просочення (її глибина і поглинання) визначаються властивостями просочується деревини, а також режимом процесу, який регламентує тривалість основних операцій, тиск і температуру рідини. Залежно від породи і розмірів сортиментів, їх призначення і характеру просочує рідини параметри режимів просочення змінюються в наступних межах: глибина вакууму 0,08. 0,09 МПа; рідинне тиск 0,6. 1,5 МПа; тривалість витримки під вакуумом - 0,25. 0,35 ч, під тиском - 0,5. 8 год; температура розчинів солей - 20. 60 ° С, масел - 85. 95 ° С.

Конкретні режими просочування встановлюються технічними умовами підприємств. Для прикладу в табл. 6.2 наведено режим просочування деталей градирень розчином ХМ-11.

Просочення способом ДДЗ

Процес просочення способом ДДЗ, званим також способом обмеженого поглинання, складається з наступних операцій (рис. 6.13, б):

  1. - завантаження автоклава і створення в ньому повітряного тиску;
  2. - витримки деревини під повітряним тиском;
  3. - заповнення автоклава рідиною;
  4. - підйому рідинного тиску;
  5. - витримки в рідини під тиском;
  6. - скидання тиску;
  7. - зливу рідини;
  8. - створення вакууму;
  9. - витримки під вакуумом;
  10. - скидання вакууму і розвантаження автоклава.

Режим просочення способом ВДВ соснових деталей градирень товщиною до 30 мм розчином антисептика ХМ-11 (ТУ Полтаваского мачтопропіточного заводу)

Різновидом розглянутого методу є спосіб «тиск - вакуум» (ДВ). званий також способом напівобмеженого поглинання. Він відрізняється від ДДЗ відсутністю операції витримки під надлишковим повітряним тиском (на рис. 1, б показано пунктиром). Так як кількість стисненого повітря в деревині в кінці просочення тут буде менше, ніж при способі ДЦВ, то і кількість витісненої рідини також зменшується Цей спосіб використовують для просочення маслами, коли потрібно трохи більше поглинання, ніж це забезпечує спосіб ДЦВ.

Способи ВДВ, ДЦВ і ДВ відомі дуже давно, з кінця позаминулого століття, і можуть бути названі класичними способами автоклавної просочення. Вони застосовуються для консервування сухих або підсушених (W

Просочення міогоціклічнимі способами. Збільшити глибину просочення труднопропітиваемой деревини можна не тільки за допомогою наколювання, але і шляхом 2 - 3-кратного повторення циклів ВДВ, ДДЗ або ДВ. Така просочення з послідовним чергуванням декількох одиничних циклів називається многоціклічной.

Технологічних варіантів многоціклічной просочення може бути досить багато. Хороший результат показав розроблений в МЛТІ спосіб, заснований на застосуванні «мокрого» вакууму, т. Е. Вакууму, створюваного в автоклаві, заповненому просочує рідиною. Графік цього варіанту показаний на рис. 1, е. Наприклад, для просочення пиломатеріалів препаратом ХМФ рекомендується наступний режим: глибина «мокрого» вакууму 0,09 МПа, «сухого» вакууму 0,08 МПа, тривалість витримки у вакуумі 45 хв (3 рази по 15 хв), величина рідинного надлишкового тиску 1,1 МПа, тривалість першої витримки під тиском 60 хв, другий - 30 хв.

Температура розчину (близько 40 СС) підтримується на рівні точки його кипіння у вакуумі. При цих умовах має місце збільшення глибини просочення на 50% (в ядрового зоні сортименту) в порівнянні з іншими многоціклічнимі способами і дворазове в порівнянні зі способом ВДВ. Спосіб був застосований для просочення дерев'яної обшивки суден спеціального призначення.

Просочення способом Вадва. Цей спосіб, званий іноді просто вакуумним, передбачає використання автоклавів або герметичних резервуарів спрощених конструкцій, не розрахованих на високий тиск. Послідовність просочення цим способом (рис. 1, г) така: спочатку деревину, завантажену в автоклав, витримують 15. 20 хв під вакуумом глибиною 0,08. 0,09 МПа, потім автоклав заповнюють просочувальної рідиною і вакуум скидають. Власне просочення відбувається протягом 30. 60 хв під дією атмосферного тиску, надмірної по відношенню до тиску в деревині.

Після цього автоклав звільняють від рідини і знову створюють в ньому короткочасний вакуум для підсушування поверхні сортиментів. Спосіб Вадва застосовують в тих випадках, коли в деревину потрібно ввести обмежену кількість просочує рідини на невелику глибину (по заболоні 5. 10 мм, по ядру 1. 2 мм). Значно кращі результати просочення (не менше ніж на 50%) мають місце при застосуванні початкового «мокрого» вакууму і температурі водного розчину близького до температури кипіння води при даній глибині вакууму. Такий спосіб (А.І.Расев) прийнятий до застосування на одному з підприємств Вологодської області для просочення стовпів з деревини берези.

Автоклавно-дифузійна просочування

Усі розглянуті раніше автоклавні способи забезпечують задовільну просочення лише підсушеної деревини вологістю не вище межі насичення клітинних стінок. Автоклавно-дифузний спосіб - один із способів просочення сирої деревини з метою її консервування. Сутність його полягає в наступному. Сиру деревину завантажують в автоклав, нагрівають в середовищі насиченої водяної пари, а потім піддають витримці в вакуумі. В результаті такої обробки вологість поверхневих зон деревних сортиментів знижується на 20. 30% (при вологості деревини менш 70. 80% пропарювання можна не проводити).

Потім в підсушену зону під надлишковим тиском вводять на глибину 5. 10 мм концентрований водний розчин антисептика. Найбільш доцільно застосовувати невимиваемие препарати (ХМ-11, ХМФ і ін.), Які легко дифундують в деревину. Після просочення деревину вивантажують з автоклава і витримують на складі протягом 2-4 тижнів. В цей час за рахунок дифузії відбувається просочення внутрішніх шарів матеріалу. Можливий варіант, при якому після введення в деревину антисептика робиться короткочасна поверхнева обробка гідрофобною рідиною при температурі 90. 100 СС, що забезпечує фіксацію антисептика в цій зоні. Деревина в цьому випадку відправляється споживачеві без витримки.

Автоклавно-дифузійним способом просочують в основному круглі лісоматеріали (стовпи), що йдуть на виготовлення опор ЛЕП та зв'язку. Інститутом «Енергожіліндустрпроект» (Волгоград) і МЛТІ розроблена технологія їх автоклавно-дифузійної просочення, що передбачає заміну пропарювання деревини її сушінням в нагрітому насиченому розчині бішофіту (MgCl).

Поєднана сушка - просочення. Цей спосіб застосовують при консервуванні деревини маслами або розчинами антисептиків в органічних розчинниках, які є гідрофобними рідинами і здатні бути сушильними агентами. Поєднана сушка просочення включає два процеси, послідовно протікають в одному автоклаві: сушку деревини в рідини і її подальшу просочення тієї ж рідиною.

Сушку в автоклаві можна проводити при атмосферному тиску або під вакуумом. У першому випадку температура рідини повинна бути вище 100 ° С, а в другому може бути і нижче 100 СС, але вище точки кипіння води при підтримуваному зниженому тиску. Більш простий і економічний варіант сушіння при атмосферному тиску. Оптимальна температура рідини тут 120. 130 ° С. Недолік цього варіанту - зниження експлуатаційної міцності деревини при впливі такої температури.

Сушінням у вакуумі глибиною 0,07. 0,085 МПа (чому відповідає точка кипіння води 65. 50 о С) зазначений недолік усувається, так як температура рідини може бути знижена до 70. 90 ° С. Для вакуумної сушки потрібно більш складне обладнання. Але вона буде цілком виправдана, якщо за умовами експлуатації не допускається зниження міцності деревини (наприклад, для шпал і перевідних брусів) Технологія вакуумного варіанта суміщеної сушки - просочення (розробка ВНИИЖТ і МЛТІ) була прийнята для впровадження на заводах з виробництва шпал.

Тривалість сушіння в просочує рідини залежить від форми і розмірів оброблюваних сортиментів, породи деревини, її початкової і кінцевої вологості, а також від потужності теплового обладнання просочувальних установок. Вона коливається від 3 до 20 год і може бути розрахована за методикою, наведеною в підручнику «Теплова обробка і сушка деревини». Після закінчення сушіння в автоклаві проводять власне просочення, при цьому в залежності від необхідного поглинання застосовують один з раніше розглянутих класичних способів (ДДЗ, ДВ або ВДВ).

Схожі статті