FI58212C - Torkning av virke - Google Patents

Description

fai ^KUULUTUSJULKAISU γ q λ λ a W| LBJ utlAggningsskrift ο o2 1 2 tent V131 ^ ^ (51) K».lk.3/lnt.CI.3 P 26 B ?/00 SUOM I —FI N LAN D (21) fctenttlhtlwimi* — PKwwuMeknIni ^59/73 (22) Hak«ml«pltv< — AnaCMcnlnfad·! 19-02.73 (23) AlkupUvl—GUtightadai 15-02.73 (41) Tulkit JulktMksI — Bllvlt off«ntll| 2 3.0 8.7 3 ]m rekisterihallitus nnmu+mo» j. kuaij.iu.u* p*m. -

Patent-och refl*ter*tyrel«en ' Amekan utiagd oeh uti.*krtft«rt pgbiic«r*4 29.08.80 (32)(33)(31) Pyr«l««y rtuolkeut —Begird priorltet 22.02.72

Ruotsi-Sverige(SE) 2189/72 (71) Hager Aktiebolag, Heleneborgsgatan 9, 117 31 Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bror Olof Häger, Djursholm, Ruotsi-Sverige(SE) (7^) Berggren Oy Ab (5*0 Puutavaran kuivatusmenetelmä - Torkning av virke

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää puutavaran kuivattamiseksi hyvin nopeasti ja hellävaraisesti.

Nopea kuivatus vaatii, paitsi riittävää lämmön tuontia veden haihduttamiseksi, ennen kaikkea myös sitä, että puutavaran lämmitys suoritetaan kaikissa suhteissa niin hellävaraisesti että puutavara ei vahingoitu. Tähän liittyvät kysymykset ovat osoittautuneet vaikeasti hallittaviksi.

Perinnäisessä laitteistossa ilmalla kuivatettaessa, on oltava hyvin varovainen jotta puutavara ei vahingoittuisi. Erityisen tärkeätä on, että puutavaran pinta ei kuivu liian nopeasti puutavaran sisustaan verrattuna, koska tällöin syntyy kieroutta, halkeamia ja väri-vikoja. Kuivatusilman lämpötila on sen vuoksi pidettävä alhaisena, ja lisäksi siinä on oltava tietty määrä kosteucta. Tämä tekee kuivatuksen hitaaksi. Siinäkin tapauksessa, että nämä probleemat voitaisiin paremmin hallita ilmakuivatuksessa - mikä ei näytä todennäköiseltä - jää jäljelle kysymys lämmön tuonnista. Nopeaan kuivatukseen tarpeellinen lämmön tuonti on vaikeasti aikaansaatavissa, jos kuiva-tusväliaineena on ilma. Tähän tarpeelliset lämpötilaerot tulevat aivan liian suuriksi.

5821 2

Suorittamalla kuivatus tietyillä muilla kaasuilla kuin ilmalla voidaan saavuttaa teknisiä etuja. Kaasut korvaavat osan puutavarasta poistuvaan vesihöyryyn vaikuttavasta ilmanpaineesta. Muodostuu ikäänkuin tyhjiö,jonka johdosta haihdutettavan veden kiehu-mapiste alenee, niin että vesi poistuu nopeammin. Yleensä on käytetty kaasuja,jotka voidaan lauhduttamalla ottaa talteen kuivatuksen jälkeen.

Kuivatus voidaan tässä tapauksessa periaatteessa suorittaa nopeammin ja alemmassa lämpötilassa kuin ilmaa käytettäessä. Puu- . tavarassa olevan veden haihduttamiseen tarpeellinen lämpömäärä ei tietenkään pienene, höyrystymislämpöhän on molemmissa tapauksissa sama. Tässäkin esiintyy pinnan liian nopean kuivumisen vaara siitä johtuvine puutavaran vioittumisineen. Lisäksi kaasulla - niin kuin ilmallakin - on alhainen lämpökapasiteetti. Se ei sen vuoksi ole mikään tehokas lämmön kantaja. Kuivatus kaasulla on monimutkaisempaa kuin ilmalla. Kokonaisuutena kaasukuivatus ei tarjoa merkitseviä etuja.

Amerikkalaisen patentin 3 205 589 mukaan kuivatetaan vaneria kosteuspitoisuuteen 2-7 % 121-1^9°C:ssa normaalipaineessa. Tällainen käsittely ei sopisi tavalliselle puutavaralle. Amerikkalaisen patentin 3 571 9^3 kautta tunnetaan menetelmä puutavaran kuivaamiseksi 51~135°C edullisesti ylipaineessa säilytysainetta sisältävän hiilivedyn esim. pentakloorifenolin läsnäollessa, jonka kuivatuksen jälkeen puutavaraa käsitellään alipaineessa.

Tietyillä sähköisillä menetelmillä on mahdollista välittömästi lämmittää puutavaran sisäosia. Tällä tavoin voidaan saavuttaa nopea ja varsin tasainen kuivatus vahinkoja aiheuttamatta.

Nämä menetelmät ovat kuitenkin vaikeita suorittaa suurehkoille puutavarapaketeille, ja sitä paitsi menetelmien käyttökustannukset ovat korkeat.

On myös ehdotettu kuivatusmenetelmiä, joissa puutavara lämmitetään erilaisissa nesteväliaineissa, mutta eri syistä - pääasiassa vaikutuksensa vuoksi puutavaran laatuun - ne eivät ole levinneet laaj emmalti.

Puutavaran painekyllästyksen, kuivatuksen ja värjäyksen yhteydessä Hager-prosessin mukaan - ruotsalainen patentti 301 870 -on viimevuosina osoittautunut, että puutavaran kuivatus korkealla kiehuvalla öljyllä voidaan suorittaa yllättävän nopeasti ja hellävaraisesti. Tässä prosessissa puutavara absorboi-jonkin verran kui-vatusöljyä, jota ei saada poistettua. Erityisillä toimenpiteillä 3 58212 absorboitunut määrä pidetään niin alhaisena kuin mahdollista. Tämä määrä voidaan vähentää niin pieneksi, ettei se ylitä sitä mikä on toivottavaa eräiden Hager-prosessissa haluttujen, erityisten vaikutusten saavuttamiseksi. Tavallisessa kuivatuksessa näitä öljymääriä ei puutavaraan haluta sisällyttää. Saksalaisen patentin 1 492 511 kautta tunnetaan edellä mainitun tapainen menetelmä puun painekyllästämiseksi ja kuivattamiseksi. Tässä menetelmässä pyritään tekemään kyllästetyn puun pinta vettä hylkiväksi ja tämän vuoksi tietyn öljymäärän jääminen puun pintaan on suota- · vaa.

Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä on eräitä yhtäläisyyksiä Hager-prosessin kanssa. Lyhyesti selitettynä me-t netelmä on seuraavanlainen.

Kostea puutavara - joka on tarkoitus kuivattaa - viedään rautasylinteriin, joka suljetaan. Sylinteriin viedään myös maa-öljytuotetta, jolla kuivattaminen tapahtuu. Se kiehuu noin 200°C:ssa. Lämpöä tuodaan siten, että maaöljytuote pysyy 80°C:ssa. Lisäksi aikaansaadaan suuri alipaine, niin että puutavarassa oleva vesi kiehuu pois.

Puutavarasta poistuva vesihöyry ynnä sen mukana seuraava haihtunut kuivatusväliaine johdetaan jäähdyttimeen lauhdutettavaksi. Sieltä lauhde johdetaan keräysastiaan. Keräysastiasta kuivatusväliaine erotetaan ja otetaan talteen uudelleen käytettäväksi.

Kun puutavara on halutussa määrin kuivunut, kuivatusväliaine poistetaan sylinteristä. Tämä tapahtuu säilyttäen alipaine. Alipainetta sylinterissä ylläpidetään myös jonkin aikaa sen jälkeen kun kuivatusväliaine on poistettu. Lämpimästä puutavarasta poistuu tällöin puutavaran pintaan jäljelle jäänyt kuivatusväliaine. Puutavara on nyt valmiiksi käsitelty.

Esillä olevan keksinnön mukaan on kehitetty menetelmä puun ja muiden kuitutuotteiden kuivaamiseksi lämmittämällä suljetussa tilassa 50-90°C:ssa, edullisesti 80°C:ssa, alennetussa paineessa veteen sekoittamattomassa korkeassa lämpötilassa kiehuvassa kui-vatusväliaineessa, joka kuivauksen jälkeen poistetaan säilyttäen alennettu paine, ja keksinnölle on tunnusomaista se, että väliaineen kiehumispiste ilmakehän paineessa on 150-250°C, edulli- " 58212 sesti noin 200°C, ja että alennettu paine on sovitettu siten, että se ylittää kuivatusväliaineen höyrynpaineen muutamia kertoja - esim. 2 tai M kertaa - kyseessä olevissa kuivatuslämpöti-loissa ja että alennettu paine säilytetään niin kauan väliaineen poistamisen jälkeen, että olennaisesti kaikki tuotteiden pinnalla ja pinnassa oleva väliaine haihtuu.

Laitteistona on sopivasti rautasylinteri, jonka pääty on avattavissa. Sylinterille on sovitettu lämmitysvaippa, niin että sylinteriä ja sen sisältöä voidaan lämmittää. Lämmitys voidaan suorittaa muullakin tavalla, esimerkiksi sylinterin sisäisillä lämmityskierukoilla. Lämmönsiirtoväliaineena käytetään esimerkiksi vettä, muuta nestettä tai höyryä. Sylinterin on oltava lämpö-eristetty. Kuivatusväliaineen poisto on voitava suorittaa sylinterin ollessa alipaineessa, esimerkiksi sopivalla nestepumpulla, tai valuttamalla alempana olevaan alipaineiseen säiliöön. Sylinteristä johtaa lisäksi putkijohto poistuvia kaasuja varten jääh-dyttimeen, jossa kaasut lauhtuvat vedeksi ja nestemäiseksi kui-vatusväliaineeksi. Jäähdyttimestä lauhde johdetaan säiliöön jossa vesi ja kuivatusväliaine erotetaan toisistaan. Väliaine otetaan talteen - ei haittaa vaikka jonkin verran vettä seuraa sen mukana - sitä vastoin erottunut vesi ei saa sisältää kuivatusvä-liainetta. Tarvittava alipainepumppu, joka kehittää alipaineen sylinteriin, jäähdyttimiin ja erotussäiliöön, on sopivasti kytketty jäähdyttimeen tai säiliöön. Sitä paitsi on oltava käytettävissä sopiva mittaus- ja säätökojeisto. Tämän kaluston yksityiskohtia voidaan vaihdella, eikä niitä tarvinne lähemmin käsitellä.

Kun kostea puutavara on viety sylinterin sisään, se lukitaan paikalleen, niin että se ei pääse nousemaan sylinterin yläosaa kohti prosessin aikana. Kuivatusväliaientta panostetaan tavallisesti niin suuri määrä, että se vaahtoavana, so. kun siihen kuivatuksen aikana on sekoittuneena poistuvia höyrykuplia, peittää puutavaran, mutta ei enempää. Kuivatusväliaine ei siis saa täyttää koko sylinteriä, vaan se muodostaa vapaan vaahtoavan pinnan puutavaran yläpuolelle, josta vettä ja kuivatusväliai-netta poistuu kaasumaisena jäähdyttimeen johtavaan johtoon. Kui-vatusväliainetta ei kuivatuksen aikana tavallisesti tarvitse lisätä.

5 58212

Kuivatusväliaineena käytetään veteen sekoittamattomia nesteitä, jotka kiehuvat tietyllä alueella (eli joilla on sopiva höyrynpainekäy-rä). Kiehumapistettä rajoittaa alhaalta se, että puutavara on voitava lämmittää alipaineessa kuivatusväliaineen kiehumatta, tai vaahtoa-matta liian rajusti, niin että se nopeasti haihtuu, sillä tämä kuormittaisi prosessia tarpeettomasti. Kuivatus kävisi hitaammin, kuivatus-väliainetta täytyisi lisätä alinomaa, lämmön kulutus suurenisi ja suurempia määriä kuivatusväliainetta täytyisi ottaa talteen.

Kuivatus voidaan suorittaa varsin alhaalla kiehuvilla kuivatus-väliaineilla. Väliaineita, jotka kiehuvat välillä 150-160 C ja jopa alempanakin,voidaan käyttää. Käytännössä käyttökelpoisemmiksi kui-vatusväliaineet tulevat vasta kun kiehumapiste nousee l80°C:een. Kui-vatusprosessi on kuitenkin helpompi suorittaa, jos väliaineen kiehumapiste on korkea. Kiehumapiste ei toisaalta saa olla liian korkea, niin että väliainetta jää puutavaraan kuivatuksen jälkeen, vaan se täytyy voida haihduttaa pois puutavarasta. Kiehumapisteen yläraja näyttää olevan 250°C:ssa tai heti sen alapuolella. Eri näkökannoilta parhaiten sopivia ovat väliaineet, jotka kiehuvat 200 ja 250°C välillä, mieluummin 200 ja 220°C välillä, so. noin 200°C:ssa tai hiukan sen yläpuolella.

Kuivatusväliaineena voidaan käyttää esimerkiksi maaöljytuotteitä. Erilaisia orgaanisia liuottimia voidaan myös käyttää, esimerkiksi klooripitoisia. Yleer.sä käytetään ensisijaisesti maaöljytuott eitä, koska ne ovat niin halpoja. On sopivaa valita sellaisia, jotka ovat hajuttomia tai ainakin vailla epämiellyttävää hajua. Tällä on olennainen merkitys jos on olemassa se vaara, että pieniä määriä väliaineen korkealla kiehuvia osia voi jäädä puutavaraan. Leimahduspisteen on oltava niin korkea kuin mahdollista. Orgaanisista liuottimista klooratuilla tuotteilla on se etu, että ne ovat vaikeasti palavia. Ne ovat selvästi kalliimpia kuin maaöljytuotteet, minkä vuoksi niiden mahdollisimman täydellinen talteenotto voi myös olla tärkeämpää. Näille aineille voidaan valita jonkin verran alempi kiehumapiste niiden talteenoton helpottamiseksi, killoinkin kun kuivatus suoritetaan suljetussa järjestelmässä, on otettava huomioon ne ympäristövaarat joita klooratut tuotteet voivat aiheuttaa. Kun käytetään maaöljytuotteita, voidaan kloorattuja aineita käyttää lisäyksenä leimahduspisteen korottamiseksi.

Maaöljytuotteilla, jotka ovat tyypillisiä, runsaasti aromaatte-ja sisältäviä liuottimia, samoin kuin muut erityisemmat liuottimet, pyrkivät liuottamaan aineita puutavarasta. Väliaineet värjäytyvät tällöin usein voimakkaasti keltaisiksi. Muutaman puutavaraerän kä- 6 58212 sittelyn jälkeen muodostuu näissä tapauksissa yleensä tasapaino (kyllcästys), niin että väliaine luovuttaa yhtä paljon puun :i.nkru::t<·ja kuin puusta liottuu. Huolimatta siitä, että tämä näin ollen oi ole1 niin hälyyttävää kuin ensisilmäykseltä luulisi, näitä väliaineita ei pidä valita ensisijaisina. Niukasti aromaatteja sisältävät maa-öljytuotteet ovat tähän mennessä osoittautuneet sopivammiksi, ja sitä paitsi ne eivät yleensä haise häiritsevästi.

Eräät tämän lajin maaöljytuotteet ovat herkkiä hapettumaan ilmassa. Hapettuessa voi muodostua korkeammalla kiehuvia tuotteita ja saostumia. Ilmassa hapettumisesta ei kuitenkaan ole menetelmässä ollut haittaa. Tämä johtuu todennäköisesti siitä, että kuivatus suoritetaan alipaineessa, so. hapettava ilma ei ylipäänsä joudu kosketukseen kuivatusvä.liaineen kanssa.

187 ja 212°C välillä kiehuva maaöljytuote on osoittautunut hyvin sopivaksi. Se oli väritön, vailla aromaatteja, ja merkillistä kyllä sillä ei ollut mitään hajua. Leimahduspiste oli 55°C. Tällä aineella puutavara on saatu kuivatuksi nopeasti, säilyttäen sen tuore väri ja saaden väliaine erinomaisesti talteen. Tuotteen kauppanimi on Shellsol T. Toisen samankaltaisen tuotteen kiehuma-alue oli 191 ja 257°C välillä. Loppukiehumapiste näyttää tässä vähän korkeanlai-selta ja kiehuma-alue laajanlaiselta. Leimahduspiste oli 66°C. Tämän aineen kauppanimi oli Shellsol K.

Muita kokeiltuja kuivatusväliaineita - jotka kuitenkaan eivät ole olleet yhtä sopivia käytettäviksi - ovat olleet diklooribentsee-ni, diklooripentaani, tetraliini ym.

Väliaineeseen voidaan lisätä aineita, jotka vaikuttavat puutavaraan. Tällaisia ovat esimerkiksi vaha, joka tekee pinnan vettä hylkiväksi, valkaisevat aineet, jotka vaalentavat puutavaraa, aineet, jotka tekevät pinnan kovaksi kuten hartsi ja pellavaöljy, suoja-aineet lahoa, sinistymistä tai paloa vastaan, ja myös väriä voidaan lisätä. Nämä lisäaineet tai niiden vaikutukset jäävät puutavaran pintaan.

Vaahdon muodostuksen kuivatuksen aikana pienentämiseksi voidaan - mutta ei näytä välttämättömältä - lisätä väliaineeseen vaahtoa-mista hillitseviä aineita, joista eräs hyvä on oktyylialkoholi.

Kuivatuslämpötilaksi on edellä olevassa esimerkissä mainittu 80°C. Tämä lämpötila lienee useimmissa tapauksissa sopivin. Tietenkin kuivatus voidaan suorittaa muissakin lämpötiloissa. Herkkää puutavaraa varten voidaan käyttää 50-60°C tai jopa tätäkin alempaa lämpötilaa. Kuivatus vaatii tällöin huomattavasti .enemmän aikaa. Se on kuitenkin vielä varsin nopea, varsinkin jos verrataan niihin hyvin rajoitettuihin mahdollisuuksiin mitä näissä tapauksissa on kuivattaa perinnäiseen tapaan. Ei näytä välttämättömänä käyttää yli 90°C lämpötiloja.

7 58212

Alipaineen on oltava niin suuri, että vesi kiehuu, mutta ei niin suuri että kuivatusväliaine haihtuu liian nopeasti. Kuivatus käy parhaiten, jos alipaine on niin suuri kuin se kuivatusväliaineen kannalta voi olla. Mitä korkeampi väliaineen kiehumapiste on, sitä suurempi voi ja pitää alipaineen olla. Käytetyn alipaineen ja veden kiehumapistettä vastaavan alipaineen välinen paine-ero on varsin ratkaiseva tekijä. Tämän paine-eron on voitettava monia esteitä. Sen ei ole ainoastaan myötävaikutettava veden höyrystymiseen ja höyryn poistamiseen. Sen on myös vaikutettava jonkin matkaa puutavaran sisään. Puutavaran sisässähän alipaine ei tule yhtä suureksi kuin sen ulkopuolella sylinterissä. Puutavarahan ei ole esteettömästä läpäisevä' Puutavaran sisässäkin vallitsevan alipaineen on oltava riittävä veden keittämiseen ja paine-erojen tarpeeksi suuret höyryn ulos tunkemiseksi. Suuren alipaineen tärkeyttä tähdentää vielä se, että lämpötila vähitellen alenee puutavaran sisään päin. Tästä seuraa, että mitä karkeampaa puutavara on, sitä suurempi alipaine ja korkeampi lämpötila on toivottava.

Erästä toistakin yksityiskohtaa pitänee kosketella. Sen puutavaran osalta, joka on jonkin matkaa kuivatusväliaineen pinnan alapuolella - erityisesti sen joka on sylinterin pohjalla - alipaineen on voitettava kuivatusväliaineen paine. Tämä paine on kuitenkin melko pieni sen johdosta, että kuivatusväliaineeseen on sekoittuneena melkoisia määriä höyrykuplia. Tämän neste-höyryseoksen tilavuuspaino on näin ollen verraten alhainen. Vaikka kuivatusedellytykset sylinterin pohjalla siis ovatkin jonkin verran huonommat, niin erotus on niin pieni, että sillä yleensä ei ole käytännöllistä merkitystä.

Kuivatusväliaineen sopivimman kiehumapisteen, kuivatuslämpö-tilan ja alipaineen rajat riippuvat näin ollen olosuhteista. Muutkin erityiset seikat voivat niihin vaikuttaa. Halvahkon kuivatusväliaineen tapauksessa voidaan sallia tietty ylitislaukseen liittyvä hankaluus, jos väliaine on helposti haihtuvaa, tai tietty puutavaraan jäävän väliaineen häviö jos se on vaikeasti haihtuvaa. Tämä kuuluu kuitenkin poikkeuksiin.

Yleensä on kuitenkin verraten helppoa määrittää rationaalimman menetelmän puitteet tietyllä kuivatusväliaineella. Tämän ja siihen liittyvien kysymysten sekä edellä esitetyn valaisemiseksi seuraava taulukko saattaa olla opastuksena.

8 58212

Veden ja 120 ja 220°C:ssa kiehuvien orgaanisten nesteiden

höyrynpaineet 30 ja 60°C:ssa Kiehumapiste 80°C 60°C

100°C 355 mm Hg 149 mm Hg (vesi) 120 200 90 160 50 20 180 20 5 200 10 3 220 5 2

Ensiksi on ehkä huomautettava, että taulukon tarkoituksena on antaa yleiskatsaus. Orgaanisista aineista annetut arvot ovat kaaviollisia. Höyrynpainekäyräthän eri aineilla joilla on sama kiehuma-piste, eivät tietenkään ole samanlaiset, joskin eroavaisuudet yleensä ovat pienet.

Shellsol T:n höyrynpainearvot ovat seuraavat Lämpötila Paine 25°C 1,4 mm Hg 50 4,2 75 10,6 100 46,0

Edellä olevasta käy ilmi1, että aineilla, jotka kiehuvat noin 120°C:ssa, on verraten korkeat höyrynpaineet esitetyissä kuivatus-lämpötiloissa. Höyrynpaine on olennaisesti alempi aineilla, jotka kiehuvat l60°C:ssa. Höyrynpaine on vielä huomattavasti alempi aineilla, jotka kiehuvat l80°C:ssa, joita aineita voidaan käyttää kuivatukseen 60°C:ssa, ehkä jopa 80°C:ssa. Viimeksi mainitussa tapauksessa on kuitenkin parempi käyttää korkeammalla kiehuvia väliaineita. Aineilla, jotka kiehuvat 200°C:ssa, höyrynpaine on riittävän alhainen kuivatusta varten 80°C:ssa.

80°C:ssa vesihöyryn paine on 355 mm. Jotta vesi kiehuisi, paineen on siis oltava tätä arvoa alempi. Vastaava arvo 60°C:ssa on 149 mm. Näin ollen 80°C:ssa on olennaisesti suuremmat mahdollisuudet kuin 60°C:ssa saada alipaineen avulla syntymään riittävä paine-ero jotta höyry voittaisi puutavaran sisäisen vastuksen, väliaineen paineen ja painehäviöt jäähdyttimeen ym. Tämä merkitsee siis sitä, että kuivatusedellytykset ovat ratkaisevasti paremmat 80°C:ssa kuin 60°C:ssa. Edellä mainittiin, että alipaineen on oltava niin korkea kuin se kuivatusväliaine huomioonottaen voi olla. Miten korkeata alipainetta kuivatusväliaine sietää? Se on osaksi kysymys siitä, miten paljon sitä sallitaan tislautuvan yli. Rationaalia näyttää ole- 9 58212 van, että painetta (alipainetta) ei pidetä alempana kuin 2-iJ kertaa väliaineen höyrynpaine kyseessä olevassa lämpötilassa. Tavallisesti toimitaan 80-93 % alipaineessa, so. 15-150 mn alipaineessa, suuremmassa alipaineessa korkealla kiehuvilla väliaineilla ja pienemmässä alempana kiehuvilla. 60°C:ssa on suuri alipaine toivottavampi - koska marginaalit ovat pienemmät - kuin 8o°C:ssa. Shellsol T:ttä käytettäessä on 80°C kuivatuslämpötilassa yleensä käytetty 20-120 mm painetta.

Jotta pystyttäisiin ylläpitämään hyvää alipainetta ja saamaan hyvä kuivatus, on välttämätöntä ylläpitää tehokasta jäähdytystä. Jäähdytyksen huonotessa syntyy lämmitysväliaineen häviöitä alipaine-pumpun kautta, ja tämä joutuu suuresti kuormitetuksi höyryjen poistamisessa. Jos jäähdytys on hyvä, ei synny mitään häviöitä ja alipaine-pumpun kuormitus jää hyvin pieneksi (periaatteessa nollaksi).

Eräs tähän yhteyteen kuuluva yksityiskohta on se, että alipaine voi käsittelyn alussa olla pienempi ja sitten vähitellen nousta haluttuun arvoon. Alussa puutavarasta poistuu suuria määriä pinnassa olevaa vettä ja syntyy voimakasta vaahtoamista. Tätä vaahtoamista voidaan vähentää käyttämällä alussa pienempää alipainetta. Raju vaah-toaminen lisää tavallisesti huomattavasti kuivatusväliaineen poistumista .

Sen sijaan ei näytä olevan syytä pitää alussa alhaista lämpötilaa. Tässä on erotus perinnäiseen kuivatukseen verrattuna. Jos lämpötila pidetään korkeana alusta saakka, puutavaraan saadaan tuoduksi mahdollisimman paljon lämpöä, joka lämpö sitten tulee hyödyksi kun alipaine suurenee. Toinen asia on, että käytettävissä oleva lämpökapasiteetti yleensä on riittämätön korkeamman lämpötilan ylläpitämiseen alusta saakka. Alkulämpötila jää tällöin tästä syystä alemmaksi. Tässä tapauksessa tämä alempi lämpötila myötävaikuttaa vaahtoami-sen vähenemiseen prosessia käynnistettäessä.

Kuivatuksen jälkeen kuivatusväliaine poistetaan sylinteristä säilyttäen alipaine, niin kuin edellä on mainittu. Jos alipaine keskeytyy kuivatusväliaineen ollessa jäljellä sylinterissä, ulkoinen (ilman) paine puristaa suuria määriä kuivatusväliainetta alipaineisen puutavaran sisään. Kun väliaine on poistettu, puutavara saa jäädä sylinteriin, pysytettyyn tai jos mahdollista, suurennettuun alipaineeseen. Tällöin jäljellä oleva kuivatusväliaine haihtuu, samalla kun puutavaran lämpötila alenee. Kun käsittely on suoritettu tällä tavoin, vain pieniä määriä väliainetta on puutavarassa jäljellä. Tämä on sijoittuneena puutavaran pintakerrokseen. Kuivatusjakson aikana puutavaraan on tuotu huomattava lämpömäärä. Tämä riittää olennaisesti tai 10 5821 2 kokonaan haihduttamaan kuivatusväliaineen. Tässä yhteydessä on huomattava, että puutavaran sisältämä suuri lämpömäärä on hyvin eristettynä. Toisaalta sylinteri on lämpöeristetty, toisaalta vallitsee lämpöäeristävä alipaine. Sitä paitsi puutavara on huonosti lämpöä johtava (hyvä eriste) minkä vuoksi tietyssä kohdassa puutavarassa oleva lämpö johtuu vain hitaasti pois. Puutavaran sisältämä suuri lämpömäärä voidaan näin ollen käytännöllisesti kokonaan käyttää hyödyksi puutavaraan jäljelle jääneen kuivatusväliaineen haihduttamiseen.

Esitettäköön tässä eräitä eroavuuksia verrattuna tilanteeseen tavallisessa ilmakuivatuksessa. Viimeksimainitussa on tärkeätä, että puutavarayksiköiden väleissä on hyvää tilaa, ja että on järjestetty voimakas kaikkiin soppiin ulottuva ilmanvaihto. Sen sijaan esillä olevassa menetelmässä vallitsee päinvastoin tietty yhtäläisyys höyrylämmityksen olosuhteiden kanssa.

Höyry etsiytyy itsestään kylmään paikaan, luovuttaa siihen läm-pösisältönsä lauhtumalla juuri siihen missä lämpöä tarvitaan. Lisäksi lauhtumisen johdosta syntyy alipaine, uutta höyryä kertyy paikalle niin kauan kun lämpöä tarvitaan, vaikka kulkutiet olisivat ahtaatkin. Se, että paikallinen lämpömäärä höyrystää kuivatusväliaineen, markitsee sitä, että muodostuu ylipaine ympäristöön nähden. Höyry poistuu näin ollen siinäkin tapauksessa, että sen kulkutiet ovat ahtaat.

Muita etuja prosessin kannalta on, että kyseessä olevan väliaineen höyrystymislämpö on pieni. Yleensä se on vain viidesosa veden höyrystymislämmöstä. Puutavarasta haihtumisen pienenemisen johdosta tämän jakson aikana alipaine helposti suurenee vähitellen, mikä lisää väliaineen mahdollisuuksia poistua puutavarasta. Huolimatta siitä, että käsittely näin ollen on varsin tehokas, tätä jaksoa ei pidä tehdä liian lyhyeksi. On eduksi -mm. sateen, kosteuden jne. kannalta - jos puutavara saa jäähtyä ennen kuin se otetaan ulos kuivatussylinteristä.

Esillä oleva keksintö eroaa myös edellä mainituista patenteista. Ruotsalainen patentti 301 870 ja saksalainen patentti 1 492 511 koskevat kuivatusta korkealla kiehuvalla öljyllä, öljyä jää aina tietty määrä puutavaraan ja tarkoituksena on an- 11 5821 2 taa puulle täten pintasuoja ja väriä. Näissä menetelmissä öljy poistetaan alipaineen vallitessa, jotta öljy ei ulkoisen paineen vaikutuksesta suurissa määrin puristuisi puutavaran sisäosiin. Alipainetta ylläpidetään kunnes öljy on pumpattu pois, mutta sitä ei ylläpidetä tämän jälkeen kuivausväliaineen poistamiseksi kuten esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä.

Puutavaraerässä jäljellä olevan väliaineen varsin hyvien haihdutusedellytysten haluttaessa edelleen parantamiseksi voidaan suorittaa erilaisia toimenpitetä. Paitsi alipainetta, voidaan myös lämpötilaa korottaa kuivatusjakson loppua kohti. Edelleen voidaan lämmintä ilmaa rajoitetussa määrin syöttää sisään. Tämä hetkellisesti jossain määrin pienentää alipainetta. Tähän liittyvät vaarat ovat tässä vaiheessa pienet. Esiintyvät kuivatusvä-liainemäärät ovat nyt niin pienet, että ulkopuolinen paineen nousu ei pysty viemään niitä puutavaran sisään. Ne ovat absorboituina solujen seinämiin, eivätkä ole mekaanisesti liikkuvia. Ilman sijasta voidaan sisään syöttää höyryä. Sopiva toimenpide tässä tapauksessa on syöttää sylinterin pohjalle jokin määrä lämmintä vettä ja jatkaa lämmön tuontia. Tämä vesi haihtuu vähitellen ja saattaa puutavaran höyrykäsittelyyn. Tällainen höyrykäsittely (pasutus) merkitsee väliaineen vesihöyrytislausta, jossa aineet, joiden kie-humapiste on verraten korkea, helposti saadaan haihtumaan mukana. Niiden pienten väliainemäärien, jotka mahdollisesti jäävät jäljelle puutavaraan, täytyy olla verraten korkealla kiehuvia. Niillä tuskin on mitään häiritsevää vaikutusta.

Pienenä tietona voidaan ilmoittaa, että yksi ml Shellsol T kellolasilla 80°C:ssa haihtuu 80 minuutissa, 60°C:ssa 210 minuutissa, ja 20°C:ssa hiukan alle 1 vuorokaudessa. Vastaavat luvut Shellsol K:sta ovat 200 minuuttia, 12 tuntia ja 10 vuorokautta. Viimeksimainitun tuotteen korkealla kiehuvat osat viivyttävät huomattavasti täydellistä haihtumista. Alipainetta ei käytetty.

Yleensä puutavaraa ei tarvitse rimoittaa. Kuivatuksen aikana puutavara on väliaineen ympäröimänä. Väliaineella on suuri lämpö-kapasiteetti, se joutuu rajuun hämmennysliikkeeseen puutavarasta lähtevien höyrykuplien johdosta joilla suuren alipaineen johdosta sitä paitsi on hyvin suuri tilavuus. Lisäksi tulee se, että puutavaran ja kuivatusväliaineen tilavuuspainot ovat likimäärin samat, minkä johdosta yksityisten puutavarakappaleiden välillä ei esiinny painetta tai vain hyvin alhainen paine, mutta sen sijaan kappaleet saavat tietyn liikkeen väliaineessa.

12 5821 2

Kuivatusprosessin alussa kostea puutavara yleensä on raskaampaa kuin kuivatusväliaineen ja höyrykuplien seos. Prosessin aikana puutavara kuivuu ja tulee keveämmäksi, ja samalla höyrykuplien määrä kuivatusväliaineessa vähenee, mistä seuraa että väliaineen ja kuplien seos tulee yhä raskaammaksi. Puutavaran ja väliaine-kuplaseok-sen entisestään läheiset tilavuuspainot kohtaavat näin ollen toisensa. Ne pysyvät yhtä suurina huomattavan osan kuivatusjaksosta.

Mahdollisella rimoituksella on yleensä enemmän mielenkiintoa kuivatusväliaineen lopullisen haihtumisen kannalta puutavarasta kuin varsinaisen kuivatuksen kannalta. Mutta niin kuin aikaisemmin on mainittu, kuivatusväliaineen lopulliselle haihdutukselle on olemassa joukko suotuisesti vaikuttavia tekijöitä. Sitä paitsi voidaan ryhtyä erilaisiin toimenpiteisiin yhä parempien tuloksien saavuttamiseksi.

Mikään ei kuitenkaan estä käyttämästä rimoja. Jos niin tehdään, ne voidaan tehdä ohuiksi ja sijoittaa harvaan, niin että ne vaativat vain vähän tilaa.

On vaikeata esittää tarkkoja numeroita kuivatuksen aikana yli-tislautuneista väliainemääristä. Ne riippuvat suuresti väliaineen kiehumapisteestä, käytetystä alipaineesta, ja kuivatusajasta. Rationaalissa käytössä väliainetta haihtuu likimäärin yhtä paljon tai jonkin verran enemmän kuin vettä. Jos kuitenkin käytetään väliainetta, jonka kiehumapiste on alhainen, tai liian suurta alipainetta, haihtunut määrä väliainetta suurenee varsin nopeasti. Määrä voi helposti kymmenkertaistua. Silloinkin, kun väliaine on verraten helposti talteenotettavissa erotusvaiheessa, ylitislautuneen väliaineen määrä on pysytettävä pienenä aikaisemmin kosketelluista syistä.

Puutavarassa jäljellä olevan kuivatusväliaineen määrä vaihte-lee myös väliaineen kiehumapisteestä ja suoritetuista toimenpiteistä riippuen. Jäljellä oleva määrä on tietenkin enemmän sidottu puutavaran pinta-alaan kuin sen tilavuuteen. Koska lämpömäärä pääasiassa on sidottu puutavaran tilavuuteen, käy näin ollen helpommaksi poistaa kuivatusväliaineen jäänteet karkeammasta puutavarasta. Jäljellä oleva kuivatusväliaineen määrä on yleensä alle 5 kg puutavara-m^ kohti jos käytetään 200°C:ssa kiehuvia kuivatusväliaineita ja noin 80°C kuiva-tuslämpötilaa. Määriä on ollut vaikea määrittää tarkasti. Tulokset viittaavat kuitenkin siihen, että kuivatusväliainehäviöt eivät ylit- 7 täne 2 kg puutavara-m kohti. Tämän vaatima kustannus on merkityksetön.

25 mm paksuisen puutavaran kuivatus voidaan sopivalla menetelmällä - noin 200-220°C:ssa kiehuva kuivatusväliaine ja 80°C kuivaus- 13 5821 2 lämpötila - suorittaa 4-6 tunnissa. Jos puutavaran paksuus kahdentuu -50 mm - kuivatusaika pätenee 6-8 tunniksi. Tämä merkitsee monta kymmentä kertaa nopeampaa kuivatusta kuin mitä tavanomaisissa laitteissa saavutetaan ilmaa kuivatusväliaineena käytettäessä. Kuivatusväli-aineen haihtumiseen kuluva aika on tunti tai pari, mutta niin kuin edellä on sanottu, on eduksi jos tämä aika voidaan tehdä pidemmäksi. Kuivatus on edullista suorittaa siten, että erä kuivatetaan päivällä ja puutavara saa jäädä sylinteriin yöksi luovuttamaan kuivatusväli-aineen ja jäähtymään.

Keksinnön mukaan käytetään kyseessä olevassa kuivatuslämpöti-lassa nestemäistä kuivatusväliainetta. Tästä aiheutuu huomattavia etuja. Kun puutavara on kuivatuksen aikana nestemäisen väliaineen ympäröimänä, erilaisten pintavioittumien vaara jää hyvin pieneksi.

On ehkä niin, että väliaine osaksi korvaa veden puutavaran pinnassa kuivatusprosessin aikana ja siten estää kovettumien ja erilaisten vioittumien syntymisen. Kuivatusväliaineella voi myös olla tietty -suhteellisesti katsoen - 11 jarruttava" vaikutus veden poistumiseen itse pinnasta, niin että puutavara - huolimatta nopeasta veden poistumisesta - kuivuu tasaisemmin. Toisin sanoen kosteuspitoisuuden ero sisäosien ja ulko-osien välillä kuivatuksen aikana ei tule niin suureksi kuin ilmalla käsiteltäessä. Toinen etu on se, että kuivatus-väliaineella on riittävä lämpökapasiteetti. Nestemäisen väliaineen tilavuuspaino on noin 1000 kertaa suurempi kuin kaasun, niissä lämpötiloissa, jotka tässä ovat kyseessä. Lämpökapasiteetti on suuressa määrin sidottu väliaineen massaan. Tällä lämpökapasiteetilla toimitaan rajoittamattomasti myös alipaineessa, mikä ei tule kysymykseenkään ilman kanssa toimittaessa.

Nopein tapa kuivattaa puutavaraa lienee epäilemättä se, että lämpötilaa korotetaan niin paljon, että vesi kiehuu pois. Toiselta puolen on - väliaineen suojaavasta vaikutuksesta huolimatta - käytettävä alhaisinta mahdollista lämpötilaa epätasaisen kuivumisen välttämiseksi mistä seuraisi vioittumista. Nämä molemmat näkökohdat tulevat huomioon otetuiksi suorittamalla kuivatus alipaineessa. Tällainen kuivatus nestemäisellä väliaineella voidaan keksinnön mukaan suorittaa hyvällä teholla ilman haittoja sen ansiosta, että suoritetaan erityisiä toimenpiteitä. Tällöin pidetään mm. huoli siitä, että kui-vatusväliaine prosessin aikana ei tunkeudu puutavaran sisään vaan ainoastaan koskettaa puutavaran pintaa, sekä että väliaine poistetaan pinnasta sen jälkeen kun varsinainen kuivatus on suoritettu.

Claims (8)

1. 5821 2 li»
2. 1. Menetelmä puun ja muiden kuitutuotteiden kuivaamiseksi lämmittämällä suljetussa tilassa 50-90°C:ssa, edullisesti 80°C:ssa, alennetussa paineessa veteen sekoittumattomassa korkeassa lämpötilassa kiehuvassa kuivatusväliaineessa, joka kuivauksen jälkeen poistetaan säilyttäen alennettu paine, tunnettu siitä, että väliaineen kiehumispiste ilmakehän paineessa on 150-250°C, edullisesti noin 200°C, ja että alennettu paine on sovitettu siten, että se ylittää kuivatusväliaineen höyrynpaineen muutamia kertoja - esim. 2 tai H kertaa - kyseessä olevissa kuivatuslämpötiloissa ja että alennettu paine säilytetään niin kauan väliaineen poistamisen jälkeen, että olennaisesti kaikki tuotteiden pinnalla ja pinnassa oleva väliaine haihtuu.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivatus suoritetaan vähintään 80 %:n alipaineessa.
4. 3· Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alipaine rajoitetaan kuivatusjakson alkuvaiheessa ylitis-lautuneen väliaineen määrän pienentämiseksi.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötilaa korotetaan kuivatusjakson loppua kohti.
6. 5· Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alipainetta nostetaan väliaineen poistamisen yhteydessä tuotteista tai sen jälkeen.
7. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivatusväliaineeseen on lisätty vahaa, valkaisuaineita, hartsia, pellavaöljyä, väripigmenttejä tai lahonesto-, sinistymisen-esto- tai palonsuoja-aineita.
8. 1. Pörfarande för torkning av trä och andra fiberprodukter medels värmning i slutet rum vid temperatur mellan 50 och 90°C»företrädesvis omkring 80°C,under reducerat tryck med i vatten ej blandbart högko-kande torkmedium som efter torkningen bortföres med bibehället reducerat tryck, kännetecknat av, att mediet har kokpunkt vid atmosfärstryck mellan 150 och 250°C»företrädesvis omkring 200°C> och att det reducerade trycket är sä avpassat att det överstiger tork-mediets ängtryck nägra ganger - exempelvis 2 ä *1 ganger - vid aktuell torktemperatur och att det reducerade trycket bibehälles sä länge efter mediets bortförande, att väsentligen allt medium pä och i produkternas yta avdunstar.