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DE69807516T2 - Verfahren zur trocknung von schnittholz und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur trocknung von schnittholz und vorrichtung zur durchführung des verfahrens

Info

Publication number
DE69807516T2
DE69807516T2 DE69807516T DE69807516T DE69807516T2 DE 69807516 T2 DE69807516 T2 DE 69807516T2 DE 69807516 T DE69807516 T DE 69807516T DE 69807516 T DE69807516 T DE 69807516T DE 69807516 T2 DE69807516 T2 DE 69807516T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wood
pressure
container
process according
drying process
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69807516T
Other languages
English (en)
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DE69807516D1 (de
Inventor
Abdelaaziz Bouirdene
Bernard Dedieu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeurs Bois Industrie
Original Assignee
Valeurs Bois Industrie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeurs Bois Industrie filed Critical Valeurs Bois Industrie
Publication of DE69807516D1 publication Critical patent/DE69807516D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69807516T2 publication Critical patent/DE69807516T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08Humidity
    • F26B21/086Humidity by condensing the moisture in the drying medium, which may be recycled, e.g. using a heat pump cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/10Temperature; Pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/32Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
    • F26B3/34Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects
    • F26B3/343Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects in combination with convection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B7/00Drying solid materials or objects by processes using a combination of processes not covered by a single one of groups F26B3/00 and F26B5/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
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    • F26B2210/00Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2210/16Wood, e.g. lumber, timber

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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Sägeholz oder Gegenständen aus Holz.
  • Die Erfindung ist besonders nützlich zur Behandlung von "Sägeholz". Unter dem Begriff "Sägeholz" versteht man Holz, das direkt von der ersten Bearbeitung (Sägen) kommt.
  • Aus der Patentanmeldung WO 82/01766 ist ein Verfahren zum Trocknen von Holz bekannt, bei dem Mikrowellen einer Frequenz von 915 MHz verwendet werden, die auf zu trocknende Holzteile gerichtet werden, um ihre Innentemperatur zu erhöhen und sie Wasser abgeben zu lassen. Das so abgegebene Wasser wird an der Holzoberfläche durch mit niedriger Geschwindigkeit umlaufende Luft, die mit Hilfe von Ventilatoren erzeugt wird, verdampft. Die mit Feuchtigkeit in der Größenordnung von 80% beladene Luft strömt über Kondensoren, um diese Feuchtigkeit abzuscheiden.
  • Im Dokument WO 82/01411 wird dasselbe Prinzip angewandt, aber es wird zusätzlich gelehrt, dass die Temperatur der Luft immer niedriger sein muß als die Innentemperatur des Holzes. Gemäß diesem Dokument ist es ein Nachteil, dass die Materialoberfläche mit Hilfe der Mikrowellen erhitzt wird, bevor der Kern des Materials erhitzt wird. In dem Dokument wird deshalb vorgeschlagen, den Prozeß der Umwandlung elektromagnetischer Energie in Wärmeenergie zu steuern, um die Wellen auf das in dem Material befindliche Wasser zu konzentrieren. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, auf das Klima im Inneren der Kammer einzuwirken, indem ein ausreichend hoher Prozentsatz an Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten wird, damit die Oberfläche des Produkts nicht austrocknet, bevor die Feuchtigkeit aus dem Kern des Holzes extrahiert worden ist. Zu diesem Zweck wird während der Anfangsphase des Trocknungsverfahrens Wasser in atomisierter Form in die Kammer eingeführt, um einen erhöhten Feuchtigkeitsgehalt aufrechtzuerhalten.
  • Ebenso wird in dem in der Zeitschrift "Holz als Roh- und Werkstoff" 1995, Seiten 333 bis 338, Edition Springer-Verlag erschienenen Artikel von A. LANTTI mit dem Titel "Microwave drying of pine and spruce" gelehrt, Holz mit Mikrowellen zu trocknen, die in den Frequenzen 915 oder 2450 MHz und mit einer Leistungsdichte im Bereich von 25 bis 78 kW/m³ arbeiten, um die Holzinnentemperatur auf etwa 140ºC zu erhöhen und im Inneren des Holzes einen Dampfdruck von 25 kPa zu erzeugen. Der so erzeugte Innendruck ist sehr hoch und gestattet eine sehr schnelle Evakuierung des Wassers. Der Nachteil des Verfahrens ist das Auftreten von Faserbrüchen. Das Trocknungsverfahren beginnt mit einer schnellen Trocknung durch Mikrowellen bei etwa 70ºC, gefolgt von einer intermittierenden Mikrowellenbehandlung während der Trocknung und schließlich einem Trocknungsvorgang durch Steuerung der Holztemperatur unter der Sättigung der Fasern, indem die Höchsttemperatur auf 110ºC begrenzt wird.
  • In allen Fällen der Zeichnung ist klar, dass die Luft als Träger zum Austragen der von dem Holz abgegebenen Feuchtigkeit verwendet wird. Deshalb muß der Feuchtigkeitsgehalt der Luft unterhalb des Sättigungsgehaltes der Luft an Wasserdampf bleiben. Es ist daher bei den bekannten Vorrichtungen notwendig, die Luft zu entfeuchten, um die Trocknung des Holzes bewirken zu können. Außerdem ist es nötig, eine Lufttemperatur zu haben, die unterhalb derjenigen des Holzes liegt, um eine Verdampfung zu gestatten. Alle diese Vorrichtungen besitzen den Nachteil, mit großen Energieverlusten verbunden zu sein und den Energieverbrauch nicht zu optimieren. Je mehr die Temperaturen des Holzes erhöht werden müssen, um so mehr muß die Leistung der Mikrowellengeneratoren, und damit die Kosten, erhöht werden, wobei eine Trocknungsdauer von mehreren Stunden berücksichtigt werden muß. Somit ist der Energieverbrauch hoch. In der Tat kann man in dem oben zitierten Artikel sehen, dass die Trocknungsdauer zwischen 3 und 5 Stunden liegt, je nach der Dicke des Holzes und der Stärke des Materials. Überdies gelingt es mit keinem der bekannten Verfahren, einen Feuchtigkeitsgehalt von unter 30% im Holz nach der Trocknung zu erreichen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es gestattet, die Energie zu optimieren und die Leistung der Mikrowellenvorrichtungen zu reduzieren, und dabei sehr schnell eine vollständige Trocknung des Holzes zu erreichen, vom Grünzustand bis zu einem Restfeuchtigkeitsgehalt in der Größenordnung von 10% oder sogar weniger, je nach den Ausführungsbedingungen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Verfahren zum Trocknen von Holz die folgenden Schritte umfasst:
  • - Ein dichter Behälter (1) wird mittels Einspritzung oder Erzeugung von sättigendem Wasserdampf unter einen vorbestimmten Druck gesetzt, und dieser Druck wird für eine bestimmte Dauer aufrechterhalten, wobei in dem Behälter ein Zwangsumlauf von Luft und sättigendem Wasserdampf sichergestellt wird;
  • - der Kern des Holzes und der Kernbereich der zu trocknenden Holzstücke werden durch Mikrowellenstrahlung erhitzt;
  • - die aus dem Holz austretenden flüssigen Absonderungen, die sich durch Ausrieseln am Boden des Behälters (1) ansammeln, werden abgetrennt.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die flüssigen Absonderungen kontinuierlich abgezogen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Absonderungen absatzweise abgezogen.
  • Ein anderes Merkmal besteht darin, dass sich an den Schritt der Abtrennung ein Schritt der fortschreitenden Reduzierung des Drucks bis auf den Druck der Atmosphäre nach dem Abschalten der Mikrowellen anschließt.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal umfasst der Schritt der Abtrennung einen Schritt der physikalisch-chemischen Behandlung der Absonderungen, um diese so aufzubereiten, dass sie in die Kanalisation eingeleitet werden können.
  • Bei einer anderen Ausführungsform schließt sich an den Schritt der Abtrennung der flüssigen Absonderungen ein Schritt der Regenerierung in einem Behälter in Form einer chemischen Aufarbeitung an.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Schritt der Reduzierung des Drucks durch einen Schritt der Entfeuchtung der Raumluft des Behälters vervollständigt, und zwar durch den Durchtritt des vom Behälter kommenden Luftstroms durch eine Feuchtigkeitsabsorptionsvorrichtung sowie durch Kühlung der Behälterluft.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal nehmen die Abstrahlungsleistungen der angewandten Mikrowellen vom Kern der Holzstücke nach außen hin ab.
  • Gemäß einem anderen Merkmal liegt der Druck des sättigenden Wasserdampfs im Bereich zwischen 2 bar und 15 bar.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal beträgt der Dampfdruck weniger als 10 bar, um einen Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 6% im behandelten Holz zu erhalten.
  • Bei einer anderen Ausführungsform beträgt der Dampfdruck mindestens während einer bestimmten Trocknungsdauer zwischen 10 und 15 bar und erreicht die erzeugte Temperatur einen Wert im Bereich von 200 bis 220ºC, um ein trockenes, auf natürliche Weise polymerisiertes Holz mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nahe 0% zu erhalten.
  • Gemäß einem anderen Merkmal wird die Leistung des Mikrowellengenerators so berechnet, dass die Innenwärme des Holzes über der Temperatur des sättigenden Wasserdampfs liegt.
  • Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die die Durchführung des Verfahrens gestattet.
  • Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass die Vorrichtung einen dichten, druckfesten Behälter aufweist, der durch Fenster aus Quarz oder jedem anderen, für Mikrowellen geeigneten Material mit einem Wellenleiter, der über Impedanz-Adapter mit einem Mikrowellengenerator verbunden ist, kommuniziert, wobei die Fenster transversal zum Holzstoß angeordnet sind und der Behälter mit einer Bahn für den Umlauf von Druckluft versehen ist, die Luft von einer Seite des Holzstoßes durch Gitter ansaugt und sie von der anderen Seite des Holzstoßes durch Diffusionsgitter zurückfördert, und wobei ein Druckdampferzeuger mit dem Behälter verbunden ist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Dampfkondensationskreis auf, der parallel zur Bahn für den Umlauf der Luft und auf selektive Weise über Ventile angeschlossen ist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Vorrichtung in ihrem untersten Teil eine Öffnung für die Abtrennung von Rieselwässern mittels Schwerkraft auf, die durch ein Ventil gesteuert wird.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung:
  • - ein durch eine automatische Tür, die Druckdichtheit und Dichtheit gegenüber Mikrowellen sicherstellt, verschließbares Ende;
  • - Mittel zur Überführung von Chargen an zu trocknendem, grünem Holz, die elektrisch getrennt sind von Transportmitteln, die auf der anderen Seite der automatischen Schleuse, in bezug auf den Behälter, angeordnet sind.
  • Gemäß einem anderen Merkmal ist die Gesamtheit aus dem Behälter und der Vorbeschickungszone von einem zweiten Schutzbehälter gegen das Entweichen von Strahlung umschlossen, wobei dieser Schutzbehälter von außen durch nachgiebige Türen zugänglich ist.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal ist der Mikrowellengenerator in die Erde eingegraben und mit dem Trocknungsbehälter über einen Wellenleiter verbunden.
  • Gemäß einem anderen Merkmal weist der Behälter ein Sicherheitsventil auf.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal ist das Ventil mit Unterbrechungen geöffnet.
  • Gemäß einem anderen Merkmal ist das Ventil dauernd geöffnet.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist die Öffnung mit einer Vorrichtung zur physikalisch-chemischen Behandlung verbunden, welche die Absonderungen so behandelt, dass sie den Vorschriften für die Einleitung in die Kanalisation entsprechen.
  • Der Erfindung liegt schließlich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Extraktion chemischer Bestandteile durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen, welches darin besteht,
  • - eine einzige Art von grünem Holz durch Anwendung von Mikrowellen in einer Umgebung von sättigendem Wasserdampf unter definierten Bedingungen von Druck und Temperatur zu behandeln,
  • - die durch die Behandlung der einzigen Holzart erzeugte flüssige Absonderung rückzugewinnen,
  • - und gegebenenfalls diese Absonderung mittels physikalisch-chemischer Verfahren aufzubereiten, um daraus verschiedene chemische Bestandteile zu extrahieren, die in der kosmetischen, Parfüm-, Landwirtschafts- und Lebensmittel-Industrie, der pharmazeutischen und chemischen Industrie verwendbar sind.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal gestattet die Behandlung einer Kiefernholzart die Gewinnung einer Absonderung mit insektiziden Eigenschaften.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung, worin
  • - Fig. 1A eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist,
  • - Fig. 1B eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt ist, und
  • - Fig. 2 eine Seitenansicht der aufgestellten Vorrichtung ist.
  • Wie in Fig. 1A dargestellt, weist die Vorrichtung einen vorzugsweise zylindrischen Behälter (1) aus Metall auf, der einerseits zugleich eine gute Wärmeisolation und Dichtigkeit gegenüber dem Luftdruck und andererseits Dichtigkeit gegenüber Wellen sicherstellt. Dieser Behälter ist an einem Ende durch eine oder zwei Türen (16, Fig. 1B) offen. Der Behälter weist Öffnungen (14) auf, die Fenster aus einem Material bilden, das luftdicht, aber durchlässig für Mikrowellenstrahlung ist. Diese druckbeaufschlagten Fenster (14) bestehen aus einem Material, das die Abstrahlung von Wellen in das Innere des Behälters gestattet, und werden "Abstrahlungsfenster" genannt. Die Wellen werden durch einen Wellenleiter (40) zu einer Mehrzahl von Fenstern geführt, die in Längsrichtung und auf jeder Seite in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen entlang des Holzstoßes (3) angeordnet sind, um eine Wellenverteilung in größtmöglicher Homogenität zu erhalten. Der Wellenleiter (40) kommuniziert über einen Impedanz-Adapter (41) und einen 3 Dezibel-Teiler (42) mit einem Isolator (43) und dem Mikrowellengenerator (44). Zwischen jedem Abstrahlungsfenster (14) oder zwischen den Abstrahlungsfenstern an den Enden und jedem Behälterboden ist vorzugsweise eine Mehrzahl von Bahnen für den durch einen Ventilator V erzwungenen Luftumlauf angeordnet. Diese Bahnen (12) kommunizieren auf einer etwa der Höhe des Holzstoßes entsprechenden Höhe durch Gitter (13) mit dem Innenbereich des Behälters, der den Holzstoß (3) enthält, welcher auf einem Transportmittel wie z. B. einem Wagen, der aus auf eine Trägerplatte (31) montierten Rädern (32) besteht, transportiert wird. Der Holzstoß besteht vorzugsweise aus Stücken (30) in Form von Balken oder Brettern oder Bohlen beliebiger Dicke und Länge, die gesägt sind und in Längsrichtung nebeneinander über ihre Länge unter Bildung einer Schicht angeordnet sind. Jede Holzschicht ist von der darunter liegenden Schicht durch Leisten oder Stäbe (33) beabstandet, die senkrecht, aber nicht nebeneinander angeordnet sind, um zwischen den schichtweise nebeneinanderliegenden Holzstücken Kanäle für die Zirkulation von Luft, Wellen und Wasser auszusparen. Die Bahn für die Luftzirkulation wird ebenfalls aus einem Material hergestellt, das die Reflexion der Wellen in Richtung auf das Innere des Behälters und des Holzes begünstigt. Der Behälter wird über eine Rohrleitung (15) mit einem Dampferzeugungssystem (2) und gegebenenfalls mit einem Luftkompressor (20) verbunden. Die Feuchtigkeit kommt vom Dampferzeuger über Diffusionsgitter (13) an, was eine homogene Verteilung derselben in dem Behälter gestattet, ohne das Risiko eines Frontalangriffs auf das Holz zu schaffen. Der Luftkompressor (20) wird zur Erzeugung komprimierter Luft verwendet, die zur Beschleunigung der Wasserzirkulation im Holz und, falls das Dampferzeugungssystem (2) keinen Dampf unter ausreichendem Druck erzeugen kann, zum Steigen auf die gewünschte Temperatur oder zur Begleitung des Temperaturanstiegs und zur Beschleunigung der Zirkulation des Wassers des Holzes. Wenn man dagegen ein Dampferzeugungssystem mit ausreichendem Druck zur Erreichung der gewünschten Temperaturen und Drücke verwendet, kann der Luftkompressor weggelassen werden. Die Wagenräder ruhen auf Schienen (10A, 10B), die mit dem Boden des Bottichs (1) einstückig verbunden sind; diese sind mit einer Vorrichtung zur Vermeidung elektrischer Bögen ausgestattet. Ein Gitter (19) erlaubt die Vermeidung der Ausbreitung der Wellen gegen die flüssigen Absonderungen oder Rieselwässer, die sich am Boden des Bottichs ansammeln. Diese Rieselwässer werden durch eine Rohrleitung (18), gesteuert durch ein Ventil (17), abgetrennt. Diese Rohrleitung (18) mündet in einen tragbaren oder entleerbaren Behälter zur Rückgewinnung der aus dem Trocknungsverfahren stammenden flüssigen Absonderungen. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Rohrleitung dauernd oder zeitweise offen. Bei einer weiteren Ausführungsform mündet die Rohrleitung in eine Vorrichtung zur physikalischchemischen Behandlung, welche die Absonderungen so behandelt, dass sie den Vorschriften für die Einleitung in die Kanalisation entsprechen. Schließlich weist der obere Teil des Bottichs ein Sicherheitsventil (11) auf; das es gestattet, den Bottich unter einem gewünschten Druck zu halten, den Druck abzulassen, wenn er zu hoch ist, und den Behälter unter Atmosphärendruck zu setzen, sobald das Trocknungsverfahren beendet ist.
  • Bei dem Ausführungsschema der Fig. 2 ist der Bottich (1) in einem Behälter (5) eingeschlossen, mit dem er durch die Schleuse der automatischen Tür (16) am Ende und am Anfang durch ein elektronisches Kontrollsystem verbunden ist. Eine Vorbeschickungszone (50) gestattet es, die Wagen über ein Schienenpaar (IOC, 10D), das nicht mit den Schienen (10A, 10B) des Behälters (1) elektrisch verbunden ist, heranzuführen. Ein Verdampfer (52) gestattet das Versprühen von Wasser während der Phase der Anwendung von Mikrowellen; um jedes Entweichen von Strahlung nach außen zu vermeiden. Ein nicht dargestellter, tragbarer und entleerbarer Reservebottich ist über eine Rohrleitung (18) mit dem Behälter (1) verbunden und gestattet das Auffangen flüssiger Absonderungen, die sich aus der Holztrocknung ergeben. Um die Verminderung der Verluste sicherzustellen, ist der Mikrowellengenerator (44) ebenso wie der Reservebottich (6) in die Erde eingegraben und mit dem Trocknungsbehälter (1) durch den Wellenleiter (40) verbunden.
  • Das Trocknungsverfahren umfasst die folgenden Vorgänge: Das Einbringen einer Charge grünen Holzes in den Behälter mit Hilfe von Transportmitteln; das automatische Verschließen der Behältertür, vorzugsweise um Fehler und Schläge infolge der Handhabung zu vermeiden; die Beaufschlagung des Behälters mit Druck und die Verteilung von sättigendem Dampf in dem Behälter bis zum Erreichen des der gewünschten Betriebstemperatur in sättigendem Dampf entsprechenden Drucks. Man kann einen Druck von 2 bar für eine Sättigungsdampftemperatur von 120ºC und einen Druck von 2,7 bar für eine Sättigungsdampftemperatur von 130ºC verwenden. Notfalls kann man bis zu Sättigungsdampftemperaturen von beispielsweise mehr als 180ºC, 200ºC oder sogar 220ºC steigen, indem man den Druck bis zu 10 bar bzw. 15 bar erhöht. Die Temperatur- und Druckanstiege des Verfahrens können in aufeinanderfolgenden Stufen, über Kurven oder über Zyklen durchgeführt werden, die die Optimierung des gewünschten Ergebnisses gestatten, nämlich eine vollständige Trocknung von 0%, eine Trocknung bis zu einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt oder der Erzeugung flüssiger Absonderungen, die chemisch verwertet werden können. Diese Phase der Vortrocknung unter einem bestimmten Druck und einer bestimmten Sättigungsdampftemperatur dauert so lange, wie nötig, um den Feuchtigkeitsgehalt des grünen Holzes von mindestens 65%, je nach Holzart, in einen "Sättigungsgehalt" von 30% überzuführen. Während dieser Phase der Vortrocknung ist es möglich, Mikrowellen auszulösen, um die Veränderung des Gehaltes des grünen Holzes zum Sättigungsgehalt zu beschleunigen. Wenn der gewünschte Sättigungsgehalt erreicht ist, wird die im Holz enthaltene Restfeuchtigkeit daran gehindert, aus dem Holz zu entweichen. Zu diesem Zeitpunkt gewinnt die Phase der Erhitzung des Holzes durch Mikrowellen ihre volle Bedeutung. Bei der Durchführung der Phase der Erhitzung durch Mikrowellen kann die Leistung der durch das zentrale Fenster (14c) emittierten Mikrowellen höher sein als die Leistung der durch die Fenster (141) emittierten Wellen, welche auf beiden Seiten des zentralen Fensters angeordnet sind, damit in dem Holz ein Temperaturdifferenzial erhalten wird, das einem Dampfdruckdifferenzial im Holz entspricht. Dieses Druckdifferenzial ist derart ausgerichtet, dass der Abzug des Wassers zum Äußeren des Holzes hin und in Richtung der Fasern begünstigt wird, sobald die bestimmte Betriebstemperatur erreicht ist. Die Leistung der Mikrowellengeneratoren wird so berechnet, dass eine Holztemperatur erreicht wird, die über derjenigen des sättigenden Dampfes liegt und die nahe 120ºC oder darüber liegen kann und den gewünschten Effekt bei der Trocknung des Holzes von innen nach außen erzeugt.
  • Bei gegebenem Druck und mit Wasser gesättigter Luft können die flüssigen chemischen Bestandteile und das aus dem Holz entfernte Wasser in keinem Falle verdampft werden und rieseln infolge der Schwerkraft aus, um unter dem Gitter (19) durch den Siphon (18) aufgefangen zu werden. Der Siphon (18) wird in regelmäßigen Abständen durch das Steuersystem ausgelöst, sobald sich das Niveau dem Gitter annähert. Der Behälter besitzt einen Füllstandsmesser, der die automatische Öffnung des Ventils (17) gestattet. Auf jeden Zyklus der Entwässerung folgt ein Zyklus der Wiederherstellung des sättigenden Wasserdampfdrucks des Behälters. Die letztere Phase gestattet die Verminderung des Feuchtigkeitsgehalts des Holzes um 30% auf den gewünschten Restgehalt, der 20%, 10%, 6% oder 0% betragen kann. Um eine vollständige Trocknung des Holzes mit einem Gehalt nahe 0% zu erhalten, umfasst das Verfahren mindestens eine Phase bestimmter Dauer, während der die Temperatur im Bereich von etwa 200 bis 220ºC und Umgebung sowie bei einem Druck der Atmosphäre von sättigendem Dampf von mehr als 10 bar gehalten wird. Durch die Verwendung einer Atmosphäre von sättigendem Wasserdampf und höherer Mikrowellentemperatur, die aber trotz allem niedriger als die im allgemeinen bei "Rektifikations"-Verfahren in nicht mit Wasserdampf gesättigter Atmosphäre sind, erhält man eine Trocknung von Holz mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nahe 0% und gleichzeitig ein Phänomen natürlicher Polymerisation, was dem Holz Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, Dimensionsstabilität und eine sehr viel leichtere maschinelle Bearbeitbarkeit verleiht. Dieses Ergebnis wird in kürzerer Zeit erhalten als bei bekannten Verfahren und darüber hinaus unter Beibehaltung der natürlichen Farbe des Holzes. Das erfindungsgemäße Verfahren führt in der Tat nicht zum Phänomen der bekannten Brünierung, die bei der durch Temperaturen zwischen 240 und 300ºC erhaltenen Dörrung entsteht.
  • Das Trocknungsverfahren kann auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden, um eine flüssige Absonderung zu erzeugen, die chemische Moleküle enthält, die eine Holzart bilden, wie beispielsweise die Kiefer, den Eukalyptus, die Eiche, die Buche, die Fichte usw. oder eine bestimmte Mischung von Holzarten. Diese Absonderung wird aufgefangen und gegebenenfalls mittels physikalisch-chemischer Verfahren behandelt, um chemische Bestandteile zu erhalten, die in der kosmetischen, pharmazeutischen, Parfüm-, Landwirtschafts- und Lebensmittel-Industrie, in der Chemie oder Insektizidfabrikation verwertet werden können. Bei der Behandlung von ausschließlich. Kiefernholz besitzt die auf diese Weise erhaltene Absonderung insektizide Eigenschaften.
  • Am Ende der erforderlichen Zeit für den Erhalt des Restfeuchtigkeitsgehaltes, wenn das Holz getrocknet ist, wird die Zirkulation des sättigenden Wasserdampfes gestoppt und die Bahn des Dampferzeugers (2) wird erforderlichenfalls geschlossen. Die Ventile (191, 192) zur Verbindung mit dem Kondensor (19) sind geöffnet, um die Kondensation des Dampfes des Behälters und die Absenkung der Behältertemperatur zu ermöglichen. Am Ende einer bestimmten Zeit wird der Mikrowellengenerator ebenfalls gestoppt und der Druck vermindert, um progressiv den Atmosphärendruck zu erreichen.
  • Durch die Sättigung des das Holz umgebenden Milieus und die vernünftige Verwendung der Mikrowellenleistung mit Energieverbräuchen, die deutlich unter denen liegen, die üblicherweise im Stand der Technik verwendet wurden, wird das Verfahren zur Entfernung der inneren Feuchtigkeit des Holzes beschleunigt, und man erhält schnellere Trocknungsvorgänge mit geringerem Energieverbrauch. Leitungswasser kann in der Rieselvorrichtung verwendet werden.
  • Andere Abwandlungen im Bereich der Möglichkeiten eines Durchschnittsfachmanns sind ebenfalls Teil des Erfindungsgedankens. In diesem Sinne kann jedes Transportmittel anstelle des schienengebundenen Wagens verwendet werden. Ebenso gestatten Steuer- und Regelvorrichtungen das Einschalten der aufeinanderfolgenden Phasen des Verfahrens in Verbindung mit einer mehr oder weniger starken Automatisierung. Ebenso weist der Behälter ein Sicherheitsventil (11) auf, das es gestattet, den Behälter der freien Luft auszusetzen, sei es am Ende des Verfahrens, sei es in dem Falle, dass das Steuersystem einen Überdruck feststellt.

Claims (24)

1. Verfahren zum Trocknen von Holz, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
- ein dichter Behälter (1) wird mittels Einspritzung oder Erzeugung von sättigendem Wasserdampf unter einen vorbestimmten Druck gesetzt, und dieser Druck wird für eine bestimmte Dauer aufrechterhalten, wobei in dem Behälter ein Zwangsumlauf von Luft und sättigendem Wasserdampf sichergestellt wird;
- der Kern des Holzes und der Kernbereich der zu trocknenden Holzstücke werden durch Mikrowellenstrahlung erhitzt;
- die aus dem Holz austretenden flüssigen Absonderungen, die sich durch Ausrieseln am Boden des Behälters (1) ansammeln, werden abgetrennt.
2. Holztrocknungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Absonderungen kontinuierlich abgezogen werden.
3. Holztrocknungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Absonderungen absatzweise abgezogen werden.
4. Holztrocknungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Schritt der Abtrennung ein Schritt der fortschreitenden Reduzierung des Drucks bis auf den Druck der Atmosphäre nach dem Abschalten der Mikrowellen anschließt.
5. Holztrocknungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Abtrennung einen Schritt der physikalischchemischen Behandlung der Absonderungen umfaßt, um diese so aufzubereiten, daß sie in die Kanalisation eingeleitet werden können.
6. Holztrocknungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Schritt der Abtrennung der flüssigen Absonderungen ein Schritt der Regenerierung in einem Behälter in Form einer chemischen Aufarbeitung anschließt.
7. Holztrocknungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Reduzierung des Drucks durch einen Schritt der Entfeuchtung der Raumhaft des Behälters vervollständigt wird, und zwar durch den Durchtritt des vom Behälter kommenden Luftstroms durch eine Feuchtigkeitsabsorptionsvorrichtung sowie durch Kühlung der Behälterluft.
8. Holztrocknungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahlungsleistungen der angewandten Mikrowellen vom Kern der Holzstücke nach außen abnehmen.
9. Holztrocknungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des sättigenden Wasserdampfs im. Bereich zwischen 2 bar und 15 bar liegt.
10. Holztrocknungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfdruck weniger als 10 bar beträgt, um einen Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 6% im behandelten Holz zu erhalten.
11. Holztrocknungsverfahren nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfdruck mindestens während einer bestimmten Trocknungsdauer zwischen 10 und 15 bar beträgt und die erzeugte Temperatur einen Wert im Bereich von 200 bis 220ºC erreicht, um ein trockenes, polymerisiertes Holz mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nahe 0% zu erhalten.
12. Holztrocknungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Mikrowellengenerators so berechnet wird, daß die Innenwärme des Holzes über der Temperatur des sättigenden Wasserdampfs liegt.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen dichten, druckfesten Behälter (1) aufweist, der durch Fenster (14) aus Quarz oder jedem anderen, für Mikrowellen geeigneten Material mit einem Wellenleiter (40), der über Impedanz-Adapter (41) mit einem Mikrowellengenerator (44) verbunden ist, kommuniziert, wobei die Fenster (14) transversal zum Holzstoß (3) angeordnet sind und der Behälter mit einer Bahn (12) für den Umlauf von Druckluft versehen ist, die Luft von einer Seite des Holzstoßes durch Gitter (13a) ansaugt und sie von der anderen Seite des Holzstoßes (3) durch Diffusionsgitter (13r) zurückfördert, und wobei ein Druckdampferzeuger mit dem Behälter verbunden ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Dampfkondensationskreis (19) aufweist, der parallel zur Bahn (12) für den Umlauf der Luft und auf selektive Weise über Ventile (191, 192) angeschlossen · ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie in ihrem untersten Teil eine Öffnung (18) für die Abtrennung von Rieselwässern mittels Schwerkraft aufweist, die durch ein Ventil (17) gesteuert wird.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
- ein durch eine automatische Tür (16), die Druckdichtheit und Dichtheit gegenüber Mikrowellen sicherstellt, verschließbares Ende;
- Mittel zur Überführung von Chargen an zu trocknendem, grünem Holz, die elektrisch getrennt sind von Transportmitteln, die auf der anderen Seite der automatischen Schleuse, in bezug auf den Behälter, angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit aus dem Behälter und der Vorbeschickungszone von einem zweiten Schutzbehälter gegen das Entweichen von Strahlung umschlossen ist, wobei dieser Schutzbehälter von außen durch nachgiebige Türen zugänglich ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrowellengenerator in die Erde eingegraben ist und mit dem Trocknungsbehälter über einen Wellenleiter verbunden ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ein Sicherheitsventil (11) aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (17) mit Unterbrechungen geöffnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (17) dauernd geöffnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung mit einer Vorrichtung zur physikalisch-chemischen Behandlung verbunden ist, welche die Absonderungen so behandelt, daß sie den Vorschriften für die Einleitung in die Kanalisation entsprechen.
23. Verfahren zur Extraktion chemischer Bestandteile durch Anwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht,
- eine einzige Art von grünem Holz durch Anwendung von Mikrowellen in einer Umgebung von sättigendem Wasserdampf unter definierten Bedingungen von Druck und Temperatur zu behandeln,
- die durch die Behandlung der einzigen Holzart erzeugte flüssige Absonderung rückzugewinnen,
- und gegebenenfalls diese Absonderung mittels physikalisch-chemischer Verfahren aufzubereiten, um daraus verschiedene chemische Bestandteile zu extrahieren, die in der kosmetischen, Parfüm-, Landwirtschafts- und Lebensmittel-Industrie, der pharmazeutischen und chemischen Industrie verwendbar sind.
24. Verfahren zur Extraktion chemischer Bestandteile nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung einer Kiefernholzart die Gewinnung einer Absonderung mit insektiziden Eigenschaften gestattet.
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