Способ получения древесной массы

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ, включающий на1. рев влажной кусковой цревесины, обработку потоком СВЧ-иэлучения до вскипания влаги, разделение на волокна с отводом образующегося пара отличающийся тем, что, с целью повыщения качества древесной массы и сни жения энергоемкости процесса, перец нагревом древесины выравнивают ее абсолютную влажность, формируют из нее слой постоянной толщины с ориентацией кусков древесины по направлению волокон , нагрев слоя ведут при 75-95 Ссо стороны, противоположной воздействию СВЧ-излучения, а обрабатывают потоком СВЧ-излучения с удельной плотностью 1-150 кВт/см и ориентация вектора напряженности электрического поля под углом 20-90 к направлению § волокон древесины в слое. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU 105114 з(я) D 21 B 1/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

% (21) 3334063/29-12 (22 ) 18.06. 81 (46) 30.10.83. Бюл, М 40 (72) Г, И. Торговников, А. П. Уваров и С. С. Красновский (71) центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности (53) 676.1,021 ° 3 (088.8) (56) 1. Патент Швеции % 385027, D 21 В 1/30, 1977. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ, включаюший наг рев влажной кусковой древесины, обработку потоком СВЧ-излучения до вскипания влаги, разделение на волокна с отводом образуюшегося пара, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества древесной массы и сни жения энергоемкости процесса, перец нагревом древесины выравнивают ее аб солютную влажность, формируют из нее слой постоянной толшины с ориентацией кусков древесины по направлению воло кон, нагрев слоя ведут при 7S BS С со о стороны, противоположной воздействию

СВЧ-излучения, а обрабатывают потоком СВЧ-излучения с удельной плот ностью 1-150 кВт/см и ориентации вектора напряженности электрического поля под углом 20-90 к направлению волокон древесины в слое.

1051 148

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с s тем, что поток СВЧ-излуче»

i ния направляют навстречу движению сформированного слоя.

Изобретение относится к технологии переработки древесины, касается способа получения иэ нее древесной массы, и может быть использовано в целлюлознобумажной промышленности.

Известен способ получения древесной массы, включающий нагрев влажной кус ковой древесины; обработку потоком

СВЧ-излучения цо вскипания влаги набухания, разцеление на волокна с отвоцом 10 образующегося пара

Однако получаемая древесная масса имеет низкое качество, так как куски древесины при воздействии на них СВЧизлучения не ориентйрованы по направле f 5

:нию волокон, а вектор поля электрической напряженности не ориентирован относительно направления волокон в древесине..:

Коэффициент поглощения влажной древесиной СВЧ-энергии зависит от ориентации 20 вектора поля электрической напряженно» сти относительно волокон. При параллельной ориентации он в 1,5-4 раза выше, чем при поперечной, а это приводит к неравномерному нагреву древесины по 25 толщине слоя, так как куски древесины, волокна которых ориентированы параллельно вектору электрической напряженности, буцут нагреваться и разрушаться интенсивнее, чем те, волокна которых перпендикулярны вектору электрической напряженности, ведет к неравномерному измельчению цревесины, т.е. к ухудшению качества получаемой волокнистой массы.

Неравномерная влажность древесины также ведет к снижению качества древесной массы:

Импульсный характер воздействия опре целяет цикличность процесса подачи ма 4g териала и требует синхронизации выдачи импульса и перемещения. материала, что усложняет осуществление процесса.

Отсутствие же синхронизации может привести к перегреву материала и его вос- 45 пламенению.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что образующийся . после разделения пар направляют на нагрев слоя цревесины.

Причем хаотическая ориентация волокон относительно вектора электрической напряженности поля и неравномерная влажность кусков цревесины требуют цля осуществления процесса большей мощности, и больших затрат энергии. Кроме того„ не используется энергия непоглощенного излучения и энергия пара, образующегося в процессе разрушения древесины.

Бель изобретения - повышение качества цревесной массы и снижение энергоемкости процесса.

Поставленная цель достигается согласно способу получения древесной массы, включающему нагрев влажной кусковой древесины, обработку потоком СВЧизлучения цо вскипания влаги, разделение на волокна с отводом образующегося пара, перец нагревом цревесины выравнивают ее абсолютную влажность, формируют из нее слой постоянной толщины с ориентацией кусков древесины по нап равлению волокон, нагрев слоя вецут до

75-90 С со стороны, противоположной воздействию СВЧ-излучения, а обрабатывают потоком СВЧ-излучения с уцельной плотностью 1-150 кВт/см -при ориенС7 2 тации вектора напряженности электрического поля поц углом 20-90 к направо лению волокон древесины в слое.

При этом поток СВЧ-излучения направляют навстречу цвижению сформированного слоя.

Образующийся после разделения пар направляют на нагрев слоя цревесины.

На фиг. 2 и фиг. 2 изображены принципиальные схемы осуществления способа и варианты устройств для осуществления процесса разделения цревесины на волок- . на.

Устройство (фиг. 1) состоит из трубы 1, в которой цвижется лента 2 иэ радиопрозрачного диэлектрика. На ленте 2 трансп.ортируется древесина 3 в виде кусков, щепы или стружки. СВЧустановка состоит из генератора 4; из3 1051 лучателя 5, закрытого рациопрозрачным экраном 6, волновоцов 7 и 8, в стенке которых и трубе 1 имеются щели 9, Измельченная цревесина 10 цвижется по ленте 2. Вентилятор 11 отсасывает

5 образующийся водяной пар.

Крестиками и кружками показано ! что вектор Е напряженности электрического поля ориентирован перпенцику« лярно направлению цвижения ленты. 10

Устройство (фиг. 2) состоит из вибротранспортера 12, который транспортирует сформированный из кусков, щепы или стружки слойдревесины З,камеры 13 ° цля подогрева сырья паром, трубопрово 15 да. 14 цля транспортировки измельченной древесины 10, отцелителя 15, трубопро.воца 16 и конвейера 17.

СВЧ-установка соцержит генератор 4, излучатель 5, закрытый рациопрозрачным 20 экраном 6. Стрелками от буквы E обозначена ориентация вектора напряженности электрического поля.

Способ осуществляют слецующим образом. 25

Для обеспечения равномерного измельчения цревесину цовоцят цо абсолютной влажности (50-80%), затем ориентируют куски древесины так, чтобы волокна цревесины всех кусков были параллельны 30 цруг цругу, формируют слой эацанной толщины и поцают его на ленточный кон,вейер 2 (фиг. 1) или виброконвейер 12 (фиг. 2). Слой прогревают отвоцимым иэ зоны разрушения паром. В случае, когца излучение направлено перпенцикулярно цвижению материала (фиг. 1), ниж. ние слои, прилегающие к ленте, должны быть прогреты, что необхоцимо цля равномерного послецуюшего измельчения 40 цревесины, так как близлежащие к излучателю (верхние) слои буцут поглощать большую цолю энергии и преимущественный прецварительный поцогрев нижних слоев будет способствовать более равно- 45 мерному разрушению цревесины по .всей толщине слоя. Поэтому непоглошенная

СВЧ-энергия (фиг. 1) поцвоцится со стороны, противоположной направлению возцействия СВЧ-излучения в зоне разрушения.

Одинаковая ориентация волокон всех кусков цревесины обеспечиваег, кроме ,получения более равномерного воэцействия СВЧ- излучения по глубине слоя, 55 управление процессом разрушения путем изменения ориентации вектора напряженности электрического поля относи.

148 тельно волокон от перпенцикулярного

0 (90 ), когца проницаемость СВЧ-поля наибольшая, цо 20, когца проницаемость еше значительно отличается от минимальной, имеющей место при параллельной ориентации вектора Е относительно волокон.

Верхний предел абсолютной влажности, при которой может происхоцит разрушение цревесины, не ограничен. Однако оптимальная абсолютная влажность, с точки зрения энергетических затрат, при осуществлении способа цолжна нахоциться в прецелах от 20 цо 80%.

Прочность влажной цревесины (осины, сосны, ели и цр. пороц) при растяжении поперек волокон при 130-150 С о и абсолютной влажности более прецела гигроскопичности (т.е. более 20-30%) снижается до 30-40 н/см (0,3-0,4МПа).

Слецовательно цля разрушения цревесной клетки необхоцимо соэцать в ней избыточное цавление 0,3-0,4 МПа, возникающее как известно при температуре воаяного пара 144-154 С. Нагрев влаги в клетке и парообразование цолжны происхоцигь с такой скоростью, чтобы обеспечить повышение цавления внутри клетки цо разрушающего за короткое время (менее 0,2 с), компенсируя при этом паром объем вытесняемой через стенки клетки влаги.

Воца облацает аномально высокой поглощаемостью энергии электромагнитного поля в СВЧ-циапазоне. Максимум поглошаемости наблюцается по алине волны 1,5-1,9 см. Диапазон же используемых цля разрушения алин волн нахоцится в преаелах от 110 цо 0,1 см, т.е. 0,3-300 ГГц. Выбор наиболее выгоц» ной цля разрушения частоты опрепеляется толщиной разрушаемого слоя. С увеличением частоты необхопимая уцельная мощность СВЧ-излучения снижается от

150 по 1 кВт/см .

Пример 1 . Древесина, например, в виае стружки цовоцится цо абсолютной влажности (50%), затем ориентируется так, чтобы волокна были параллельны направлению цвижения ленты 2 конвейера (фиг. 1)., например с помощью потока воэцуха, а затем уклацывается равномерным слоем толщиной 3 сМ на ленту 2 иэ рациопрозрачного циэлектрика, прохоаяшую по трубе 1. B трубе слой древесины 3 прогревается сверху цо 70 С паром, засасываемым из зоны разрушения вентилятора 11, а снизу

1051148 прогревается СВЧ-ене ргией, поступающей по волноводам 7 и 8 через щели 9. Llpeвесина, прилегающая к ленте 2, прогревается go 90-95 С. Таким образом, о по толщине слоя создается градиент температуры в 20 25 С, способствующий о в дальнейшем равномерному нагреву слоя в зоне разрушения.

Подогретый слой поступае г в зону раэ. рушения, СВЧ излучение с частотой

f0

5,8 ГГц непрерывно поступает от генератора 4 через излучатель 5 и радиопроэрачный экран 6 на древесину. Вектор Е напряженности электрического поля излучения ориентирован.под углом 90 к направлению движения транспортера, а слецовательно, и к волокнам древесины.

Плотность потока СВЧ-энергии цля измельчения сырья на частоте 5,8 ГГц при толщине слоя древесины 3 см и влажности 50% составляет 12,3 кВт/см .

При ширине зоны СВЧ-воэцействия

2 см и времени пребывания в ней материала 0,02 с скорость цвижения ленты транспортера coc é eT 100 c+/с

Слой древесины в зоне разрушения быстро нагревается. Влага в клетках и цавление пара поцнимается qo 0,4 МПа, клеточные оболочки разрушаются, древе- - >0 сина измельчается, образуя древесную массу, и транспортируется далее по ленте 2. Пар, образующийся в процессе:. разрушения древесины, отсасывается вентилятором 1 и. используется цля прецварительного нагрева цревесины.

Часть СВЧ-энергии, прошедшая через слой древесины в зоне разрушения, по волноводам 7 и 8 также поступает в зону попогрева материала, 40

Пример 2 . Древесина, например, в виде щепы доводится до влажности 80%, затем ориентируется так, что волокна перпендикулярны направлению движения щепы на виброконвейере 12 4 (фиг. 2); Слой щепы 3 на конвейере формируется одинаковой толщины. В камере 13 цревесина подогревается паром, поступающим иэ зоны разрушения по трубопровоцам 14 и 16. Затем сырье поступает в зону разрушения навстречу потоку СВЧ-излучения, идущему от генератора 4 через излучатель 5 и экран 6. Частота излучения составляет 85 ГГц, уцельная плотность потока мощности 37,5 кВг/см . Вектор Е ориен.

2 тирован перпенцикулярно волокнам щепы (фиг. 2).

Скорость подачи материала составляет 150 см/с, что обеспечивает время пребывания древесины в зоне разрушения в течение 0,03 с. Древесина нагревается в зоне разрушения, влага вскипает в клетках и разрывает их. Образующаяся масса 10 уносится потоком возпуха вместе с паром по трубе 14 в о целитель. Прошедшая через толщу слоя разрушаемой цревесины СВЧ-энергия нагревает последующие слои, В отцелителе 15.цревесная масса ивозцух, смешанный с паром, разделяются.

Измельченная древесина попадает на конвейер 17, а пар подается по трубопроводу 16 в камеру 13.

Для регулирования глубины проникновения СВЧ-излучения в слой древесины ориентацию вектора Е изменяют в пре делах 2090 относительно направления

0 волокон древесины в слов, что особен но необходимо при переработке цревеси ны различных пород и при пониженной влажносту.

Полученная предлагаемым способом древесная масса может быть использа вана пля производства древесноволокнис тых плит, а при увеличении удельной мощности СВЧ-установки степень из мельчения массы также увеличивается, что позволит использовать ее цля производства бумаги.

При прецлагаемом способе снижается энергоемкость процесса.

1051148

Составитель Е, Васильев

Редактор С. Юско Техреа М.Тепер Корректор Т. Витии>вич

Заказ 8620/29 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., a, 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения древесной массы Способ получения древесной массы Способ получения древесной массы Способ получения древесной массы Способ получения древесной массы 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП), а именно к области получения волокнистого полуфабриката из отходов ЦБП

Дефибрер // 1274629

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промьшшенности, в частности к способам разгрузки отдефибрированной древесины

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажного производства, в частности к устройствам для рыхления и распределения волокнистой массы , и позволяет интенсифицировать процесс обработки волокнистой массы за счет обеспечения возможности смешения ее с жидким химическим реагентом

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности ,в частности, к устройствам для разволокнения материала, преимущественно отходов из тканого и трикотажного материала, и позволяет интенсифицировать процесс за счет предотвращения образования комков

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к способам контроля запаса волокнистой суспензии в буферной емкости, и позволяет повысить точность контроля

Изобретение относится к устройствам для роспуска и очистки от инородных включений волокнистых материалов и может быть использовано в целлюлозно-бумажной , строительной и других отраслях промышленности при переработке загрязненных волокнистых материалов, в частности макулатуры

Изобретение относится к нанофибриллярным целлюлозным гелям, предназначенным для широкого применения в промышленности и при заживлении ран. Способ их производства включает (a) подготовку целлюлозных волокон; (b) подготовку по меньшей мере одного наполнителя и/или пигмента; (c) объединение целлюлозных волокон и наполнителя и/или пигмента; (d) фибриллирование целлюлозных волокон в присутствии по меньшей мере одного наполнителя и/или пигмента до образования геля только из первичных фибрилл, наполнитель и/или пигмент выбирают из группы, включающей осажденный карбонат кальция, природный измельченный карбонат кальция, доломит, тальк, бентонит, глину, магнезит, сатинит, сепиолит, гунтит, диатомит, силикаты и их смеси. Описываются также нанофибриллярный целлюлозный гель, полученный указанным способом, и его применение. Изобретение обеспечивает повышение производительности нанофибриллярных целлюлозных гелей при энергоэффективности производства. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл., 9 пр.
Наверх