RU2811725C1 - Method for extracting wood capillary and cellular moisture - Google Patents
Method for extracting wood capillary and cellular moisture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811725C1 RU2811725C1 RU2023115926A RU2023115926A RU2811725C1 RU 2811725 C1 RU2811725 C1 RU 2811725C1 RU 2023115926 A RU2023115926 A RU 2023115926A RU 2023115926 A RU2023115926 A RU 2023115926A RU 2811725 C1 RU2811725 C1 RU 2811725C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- capillary
- chamber
- microwave
- vacuum chamber
- Prior art date
Links
- 239000002023 wood Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000000341 volatile oil Substances 0.000 claims description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N (S)-(-)-alpha-terpineol Chemical compound CC1=CC[C@@H](C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N 0.000 description 4
- WRYLYDPHFGVWKC-UHFFFAOYSA-N 4-terpineol Chemical compound CC(C)C1(O)CCC(C)=CC1 WRYLYDPHFGVWKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N Oxazole Chemical compound C1=COC=N1 ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- DSSYKIVIOFKYAU-XCBNKYQSSA-N (R)-camphor Chemical compound C1C[C@@]2(C)C(=O)C[C@@H]1C2(C)C DSSYKIVIOFKYAU-XCBNKYQSSA-N 0.000 description 2
- WRYLYDPHFGVWKC-SNVBAGLBSA-N 4-Terpineol Natural products CC(C)[C@]1(O)CCC(C)=CC1 WRYLYDPHFGVWKC-SNVBAGLBSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZYEMGPIYFIJGTP-UHFFFAOYSA-N O-methyleugenol Chemical compound COC1=CC=C(CC=C)C=C1OC ZYEMGPIYFIJGTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000736893 Thunbergia Species 0.000 description 2
- OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N alpha-Terpineol Natural products CC(=C)C1(O)CCC(C)=CC1 OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940088601 alpha-terpineol Drugs 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N nonanoic acid Chemical compound CCCCCCCCC(O)=O FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- LPMBTLLQQJBUOO-KTKRTIGZSA-N (z)-n,n-bis(2-hydroxyethyl)octadec-9-enamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)N(CCO)CCO LPMBTLLQQJBUOO-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEKQSHDKCBTWRO-UHFFFAOYSA-N 4h-chromene-2-carboxylic acid Chemical compound C1=CC=C2OC(C(=O)O)=CCC2=C1 VEKQSHDKCBTWRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000000412 Avitaminosis Diseases 0.000 description 1
- JHTMKDMYXXLUKZ-KITICAMGSA-N CC(C1=CC[C@H]2[C@@H]3C=CC4CCCC[C@]4(C)[C@H]3C(C[C@]12C)O)O Chemical compound CC(C1=CC[C@H]2[C@@H]3C=CC4CCCC[C@]4(C)[C@H]3C(C[C@]12C)O)O JHTMKDMYXXLUKZ-KITICAMGSA-N 0.000 description 1
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N Caprylic acid Natural products CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218645 Cedrus Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010021135 Hypovitaminosis Diseases 0.000 description 1
- 206010033645 Pancreatitis Diseases 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 208000007107 Stomach Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 208000014151 Stomatognathic disease Diseases 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N benzyl(trichloro)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CC1=CC=CC=C1 GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHBHHEUCDDSMHQ-UHFFFAOYSA-N bicyclo[3.1.1]hept-2-en-4-one Chemical compound O=C1C=CC2CC1C2 XHBHHEUCDDSMHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012742 biochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001764 biostimulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229940124600 folk medicine Drugs 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000011132 hemopoiesis Effects 0.000 description 1
- 230000002443 hepatoprotective effect Effects 0.000 description 1
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- HQCYVSPJIOJEGA-UHFFFAOYSA-N methoxycoumarin Chemical compound C1=CC=C2OC(=O)C(OC)=CC2=C1 HQCYVSPJIOJEGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRHTXAOWJQTLBO-UHFFFAOYSA-N methyleugenol Natural products COC1=CC=C(C(C)=C)C=C1OC PRHTXAOWJQTLBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116837 methyleugenol Drugs 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N n-hexanoic acid Natural products CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- -1 pentyltridec-2-ynyl ester Chemical class 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000932 sedative agent Substances 0.000 description 1
- 230000001624 sedative effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 208000030401 vitamin deficiency disease Diseases 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
- HUNXMJYCHXQEGX-UHFFFAOYSA-N zaleplon Chemical compound CCN(C(C)=O)C1=CC=CC(C=2N3N=CC(=C3N=CC=2)C#N)=C1 HUNXMJYCHXQEGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004010 zaleplon Drugs 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к устройству для извлечения из стволов деревьев, а также пиломатериалов различных пород и сечений капиллярной и клеточной влаги (воды), содержащей полезные и лечебные вещества, применяемые в медицине, фармакологии, косметологии. The invention relates to a device for extracting from tree trunks, as well as lumber of various species and sections, capillary and cellular moisture (water), containing useful and medicinal substances used in medicine, pharmacology, and cosmetology.
Древесная капиллярная и клеточная влага богата различными полезными веществами и широко используется в косметической промышленности, народной медицине при лечении язвы желудка, панкреатита, авитаминоза, стоматологических заболеваний, нервной системы. Она обладает ранозаживляющим, противоожоговым, противовоспалительным, противовирусным, адаптогенным, дезинтоксикационным, гепатозащитным, биостимулирующим, общеукрепляющим, седативным, косметическим воздействием на организм человека, стимулируют кроветворение, иммунную систему и процессы регенерации, обогащает организм полезными микро- и макроэлементами, выводят из организма радионуклиды.Wood capillary and cellular moisture is rich in various beneficial substances and is widely used in the cosmetic industry, folk medicine in the treatment of stomach ulcers, pancreatitis, vitamin deficiency, dental diseases, and the nervous system. It has wound-healing, anti-burn, anti-inflammatory, antiviral, adaptogenic, detoxification, hepatoprotective, biostimulating, restorative, sedative, cosmetic effects on the human body, stimulates hematopoiesis, the immune system and regeneration processes, enriches the body with useful micro- and macroelements, and removes radionuclides from the body.
Из уровня техники известен способ экстракции натурального продукта из биологического материала (патент на изобретение РФ № 2115700, МПК C11B 9/02, C11B 1/10, опубл. 20.07.1998 г.), согласно которому, способ позволяет осуществлять экстракцию в отсутствии растворителя и позволяет получать экстракт, лишенный любых остатков растворителя. Биологический материал помещают в камеру при полном отсутствии растворителя. Снижают давление прерывистым образом. Одновременно воздействуют на биологический материал СВЧ-полем. Получают смесь паров экстрагента и экстрагируемого продукта. Камеру нагревают. Нагрев камеры, воздействие СВЧ-полем, понижение давления внутри камеры комбинируют таким образом, чтобы осуществить гидродистилляцию продукта парами воды из указанного биологического материала. Нагрев камеры проводят преимущественно при 100oС. Воздействуют СВЧ-полем преимущественно с частотой 300 МГц. Мощность прикладывают в диапазоне преимущественно от 100 до 10000 Вт/кг обрабатываемого материала.A method for extracting a natural product from biological material is known from the prior art (RF patent for invention No. 2115700, IPC C11B 9/02, C11B 1/10, published July 20, 1998), according to which the method allows extraction in the absence of a solvent and allows you to obtain an extract free of any solvent residues. Biological material is placed in a chamber in the complete absence of solvent. Reduce pressure intermittently. At the same time, the biological material is exposed to a microwave field. A mixture of extractant vapor and extracted product is obtained. The chamber is heated. Heating of the chamber, exposure to a microwave field, and lowering the pressure inside the chamber are combined in such a way as to carry out hydrodistillation of the product with water vapor from the specified biological material. The chamber is heated mainly at 100oC. They are exposed to a microwave field predominantly with a frequency of 300 MHz. The power is applied preferably in the range from 100 to 10,000 W/kg of processed material.
Недостатками данного изобретения являются высокая температура нагрева материала, снижающая количество полезных веществ, риск перегрева материала и как следствие его подгары. Высокие затраты энергии на единицу объёма материала. Такую установку целесообразно использовать для трав и листвы. The disadvantages of this invention are the high heating temperature of the material, which reduces the amount of useful substances, the risk of overheating of the material and, as a result, its scorching. High energy consumption per unit volume of material. It is advisable to use this installation for herbs and foliage.
Из уровня техники известен способ сушки древесины с использованием микроволновой печи (патент на изобретение EP3816553, МПК B27K 3/02, B27K 5/00, F26B 3/347, опубл. 05.05.2021 г.), согласно которому, Способ сушки древесины с использованием микроволн включает стадии: подготовки древесины; обертывание по меньшей мере части древесины с использованием обертывающего элемента; воздействие микроволн на древесину, обернутую обертывающим элементом, для повышения температуры внутри обертывающего элемента; удаление обертывающего элемента с древесины, обернутой обертывающим элементом; и высыхание влаги наружного слоя древесины, с которой был удален оберточный элемент.A method of drying wood using a microwave oven is known from the prior art (patent for invention EP3816553, IPC B27K 3/02, B27K 5/00, F26B 3/347, published 05.05.2021), according to which, the Method of drying wood using microwaves includes the following stages: wood preparation; wrapping at least a portion of the wood using a wrapping member; exposing the wood wrapped in the wrapping element to microwaves to increase the temperature within the wrapping element; removing the wrapping element from the wood wrapped with the wrapping element; and drying the moisture of the outer layer of wood from which the wrapping element has been removed.
На этапе воздействия микроволн на древесину, обернутую обертывающим элементом, для повышения температуры внутри обертывающего элемента, микроволны, подаваемые извне, могут проникать в обертывающий элемент, так что микроволны падают внутрь обертывающего элемента. Обертывающий элемент может образовывать влажную пленку между внешней обшивкой древесины и обертывающим элементом. На этапе воздействия микроволн на древесину, обернутую обертывающим элементом, для повышения температуры внутри обертывающего элемента древесина может быть нагрета до температуры от 100 до 150°С.In the step of exposing the wood wrapped by the wrapping member to microwaves to raise the temperature inside the wrapping member, microwaves supplied from the outside may penetrate into the wrapping member so that the microwaves fall into the interior of the wrapping member. The wrapping element may form a wet film between the outer skin of the wood and the wrapping element. During the microwave exposure step of the wood wrapped in the wrapping element, the wood may be heated to a temperature of 100 to 150° C. to increase the temperature within the wrapping element.
Недостатками данного способа являются высокая температура нагрева материала, снижающая количество полезных веществ, риск перегрева материала и как следствие его подгара, выделение материалом вредных веществ, а также не удобный, с технологической точки зрения сбор влаги, влияющий на качество готового продукта. The disadvantages of this method are the high heating temperature of the material, which reduces the amount of useful substances, the risk of overheating of the material and, as a result, its burning, the release of harmful substances by the material, as well as the inconvenient, from a technological point of view, moisture collection, which affects the quality of the finished product.
Наиболее близким техническим решением является усовершенствование, внесенное в вакуумную печь для сушки древесины, которая сушит древесину с помощью энергии электромагнитных волн (патент на изобретение Турции № WO201190448, МПК F26B 05/04, опубл. 10.01.2011 г.), согласно которому сушат древесину, помещенную в печи, используя энергию электромагнитных волн высокой частоты (микроволновой). Печь в соответствии с изобретением содержит основную рассеивающую антенну, имеющую конструкцию в форме перевернутой буквы Т; рассеивающие электромагнитные волны антенны, которые изготавливаются путем соединения определенных деталей; соединения передатчика электромагнитных волн с токопроводящим элементом, которые изготовлены из алюминия и устойчивы к электромагнитным волнам, и расположены на участках, где указанные антенны обращены друг к другу; аэрационные трубы, которые проходят в камеру и всасывают воздух через множество отверстий, которые они несут для сбора указанного воздуха и перемещения его наружу; конденсационные трубы (медные), которые собирают капли воды, образующиеся на потолке камерыThe closest technical solution is the improvement made to the vacuum wood drying oven, which dries wood using the energy of electromagnetic waves (Turkish invention patent No. WO201190448, IPC F26B 05/04, publ. 01/10/2011), according to which wood is dried placed in an oven using high frequency electromagnetic wave (microwave) energy. The furnace according to the invention comprises a main dispersion antenna having an inverted T shape design; electromagnetic wave scattering antennas, which are made by connecting certain parts; connections between the electromagnetic wave transmitter and the conductive element, which are made of aluminum and are resistant to electromagnetic waves, and are located in areas where said antennas face each other; aeration tubes that extend into the chamber and draw air through a plurality of holes which they carry to collect said air and move it out; condensation pipes (copper) that collect water droplets that form on the ceiling of the chamber
Недостатками данного технического решения являются: управление СВЧ- модулем в частности, магнетроном, осуществляется по току анода и производится в ручном режиме. В следствие скачков тока анода на магнетроне процесс нагрева древесины менее стабилен. Попытки автоматизировать данный способ управления магнетроном не приводят к желаемому результату, в результате чего система управления громоздка, сложна и ненадежна. The disadvantages of this technical solution are: the microwave module, in particular the magnetron, is controlled by the anode current and is performed in manual mode. As a result of surges in the anode current on the magnetron, the wood heating process is less stable. Attempts to automate this method of controlling a magnetron do not lead to the desired result, as a result of which the control system is cumbersome, complex and unreliable.
Так же, недостатками данного изобретения являются недостаточная глубина вакуума, ограничивающая возможность извлечения древесной капиллярной и клеточной влаги в необходимом объеме и неравномерность распределения электромагнитных волн в штабеле, что ведет к образованию зон подгара древесины и непросушенных зон. Also, the disadvantages of this invention are the insufficient vacuum depth, which limits the possibility of extracting wood capillary and cellular moisture in the required volume and the uneven distribution of electromagnetic waves in the stack, which leads to the formation of burnt wood zones and undried zones.
Так же, относительно высокая температура парообразования из-за неглубокого вакуума приводит к утилизации множества полезных веществ в древесной влаге.Also, the relatively high temperature of vaporization due to a shallow vacuum leads to the utilization of many useful substances in wood moisture.
Камера изготовлена из черного металла, вступающего в реакцию с активными веществами древесной капиллярной и клеточной влаги, что ведет к помутнению, вследствие засора окислами железа. The chamber is made of ferrous metal, which reacts with the active substances of wood capillary and cellular moisture, which leads to clouding due to clogging with iron oxides.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в извлечении древесной капиллярной и клеточной влаги для последующего использования в медицине, фармакологии и косметологии.The problem to be solved by the claimed invention is the extraction of wood capillary and cellular moisture for subsequent use in medicine, pharmacology and cosmetology.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в эффективном извлечении древесной капиллярной и клеточной влаги из ствола дерева, с сохранением полезных веществ.The technical result achieved by using the present invention is the effective extraction of wood capillary and cellular moisture from the tree trunk, while preserving useful substances.
Технический результат достигается тем, что способ извлечения древесной капиллярной и клеточной влаги, включает загрузку древесины в штабеле в СВЧ-вакуумную камеру, вакуумирование СВЧ-вакуумной камеры, нагрев древесины микроволнами высокой частоты посредством СВЧ-модуля и связанных с ним волноводно-щелевых излучателей, отвод паровоздушной смеси, при этом, древесину в штабеле размещают с зазором, вакуумирование СВЧ-вакуумной камеры осуществляют посредством насоса, выполненного с возможностью создания вакуума в интервале 0,3-0,99 атм, а передачу энергии и нагрев древесины осуществляют посредством волноводно- щелевых излучателей, размещенных на боковых стенках СВЧ-вакуумной камеры по всей ее длине и высоте, причем конденсат, образованный на стенках СВЧ-вакуумной камеры, выводят из камеры через дренажную трубу, осуществляют грубую и тонкую очистку собранной древесной капиллярной и клеточной влаги и далее собирают ее в приемной емкости готового продукта. The technical result is achieved by the fact that the method for extracting wood capillary and cellular moisture includes loading wood in a stack into a microwave vacuum chamber, evacuation of the microwave vacuum chamber, heating the wood with high frequency microwaves using a microwave module and associated waveguide-slit emitters, removal steam-air mixture, in this case, the wood is placed in the stack with a gap, the evacuation of the microwave vacuum chamber is carried out using a pump designed to create a vacuum in the range of 0.3-0.99 atm, and energy transfer and heating of the wood is carried out using waveguide-slit emitters , placed on the side walls of the microwave vacuum chamber along its entire length and height, and the condensate formed on the walls of the microwave vacuum chamber is removed from the chamber through a drainage pipe, coarse and fine cleaning of the collected wood capillary and cellular moisture is carried out and then collected in receiving container of the finished product.
Способ для извлечения древесной капиллярной и клеточной влаги в соответствии с изобретением позволяет проводить извлечение влаги из древесины, за счет глубокого вакуума, при не высоких температурах парообразования древесной жидкости в капиллярах и клетках дерева, исключая термическую деструкцию как самой древесины, так и извлекаемой древесной капиллярной и клеточной влаги. Исходным продуктом в технологическом процессе являются стволы деревьев и крупные ветви, а также пиломатериалы различных пород и сечений. Конечным продуктом является капиллярная и клеточная влага, содержащая полезные и лечебные вещества, применяемые в медицине, фармакологии, косметологии.The method for extracting wood capillary and cellular moisture in accordance with the invention allows for the extraction of moisture from wood, due to deep vacuum, at low temperatures of vaporization of wood liquid in the capillaries and cells of the tree, excluding thermal destruction of both the wood itself and the extracted wood capillary and cellular moisture. The starting product in the technological process is tree trunks and large branches, as well as lumber of various species and sections. The final product is capillary and cellular moisture containing useful and medicinal substances used in medicine, pharmacology, and cosmetology.
Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими чертежами: The claimed invention is illustrated by the following drawings:
Фиг. 1. Структурная схема СВЧ-вакуумной камеры.Fig. 1. Block diagram of a microwave vacuum chamber.
Фиг. 2. СВЧ-вакуумная камера с закрепленным на торце СВЧ-модулем.Fig. 2. Microwave vacuum chamber with a microwave module attached to the end.
Фиг.3. Структурная схема СВЧ-модуля с волноводно-щелевыми излучателями.Fig.3. Block diagram of a microwave module with waveguide-slot emitters.
Способ включает обработку штабелей древесины в СВЧ - вакуумной камере, откачку паровоздушной смеси из камеры, сбор сконденсированной древесной капиллярной и клеточной влаги в емкость для хранения, ее фильтрацию и сбор готовой древесной капиллярной и клеточной влаги.The method includes processing stacks of wood in a microwave vacuum chamber, pumping out the steam-air mixture from the chamber, collecting condensed wood capillary and cellular moisture into a storage container, filtering it and collecting the finished wood capillary and cellular moisture.
Способ извлечения древесной капиллярной и клеточной влаги реализуется с использованием устройства, включающего СВЧ - вакуумную камеру 1, станцию управления 2, СВЧ-модуль 3 с системой охлаждения 4, вакуумную систему, емкости первичного сбора 5 и хранения готовой продукции 6 и аппарат розлива 7.The method for extracting wood capillary and cellular moisture is implemented using a device that includes a microwave vacuum chamber 1, a control station 2, a microwave module 3 with a cooling system 4, a vacuum system, a primary collection tank 5 and storage of finished products 6, and a bottling apparatus 7.
СВЧ-вакуумная камера 1 представляет собой продольно ориентированную камеру, выполненную из нержавеющей стали, установленную на полу помещения при помощи опор с размещенными в них тензодатчиками весоизмерительного устройства, и имеет загрузочную дверь. В зависимости от длины камеры, количество тензодатчиков может быть от 4 до 8.Microwave vacuum chamber 1 is a longitudinally oriented chamber made of stainless steel, installed on the floor of the room using supports with load cells placed in them, and has a loading door. Depending on the length of the chamber, the number of strain gauges can be from 4 to 8.
В частном случае, СВЧ-вакуумная камера 1 может быть выполнена из черного металла, с фильтрами, установленными для очистки древесной капиллярной и клеточной влаги от окислов железа. In a particular case, microwave vacuum chamber 1 can be made of ferrous metal, with filters installed to purify wood capillary and cellular moisture from iron oxides.
Пол камеры выполнен из того же материала, что и сама камера. Она устанавливается с небольшими уклоном, составляющим около 0,1-0.2% для формирования перепада высот между крайними точками по длине камеры и обеспечения стока конденсата в дренажную трубу.The floor of the chamber is made of the same material as the chamber itself. It is installed with a slight slope of about 0.1-0.2% to form a height difference between the extreme points along the length of the chamber and ensure condensate drains into the drainage pipe.
В частном случае, пол внутри камеры может быть выполнен с небольшим уклоном, составляющим около 0,1-0,2%.In a particular case, the floor inside the chamber can be made with a slight slope of about 0.1-0.2%.
В полу камеры установлены рельсовые пути 8 для перемещения тележки (на чертеже не представлено) с древесиной, загружаемой в камеру 1. Конечное перемещение тележки по рельсовым путям 8 при загрузке камеры 1 ограничивают два упора. Пространственное положение тележки вне корпуса камеры обеспечивается металлическими рельсовыми путями с постаментом, расположенными перед камерой в створе ворот. В зоне постамента осуществляется погрузка на телегу штабеля с пиломатериалом с последующим перемещением его внутрь камеры.Rail tracks 8 are installed in the chamber floor to move a cart (not shown in the drawing) with wood loaded into chamber 1. The final movement of the cart along rail tracks 8 when loading chamber 1 is limited by two stops. The spatial position of the trolley outside the camera body is ensured by metal rail tracks with a pedestal located in front of the camera in the gate section. In the pedestal area, a stack of lumber is loaded onto a cart and then moved inside the chamber.
Загрузочная дверь закреплена на корпусе камеры с помощью трех- четырех подшипниковых опор. Дверь прижимается к камере при помощи винтового запора. Для обеспечения герметичности стыка “загрузочная дверь - камера” на корпусе камеры устанавливается герметизирующее уплотнение из вакуумного или силиконового шнура, сглаживающего любые возможные неровности двери и защитный экран с металлической оплеткой от СВЧ излучения, предотвращающий проникновение СВЧ-излучения за пределы камеры. The loading door is fixed to the chamber body using three or four bearing supports. The door is pressed against the chamber using a screw lock. To ensure the tightness of the “loading door - chamber” joint, a sealing seal made of a vacuum or silicone cord is installed on the chamber body, smoothing out any possible irregularities in the door, and a protective screen with metal braiding from microwave radiation, which prevents the penetration of microwave radiation outside the chamber.
Внутри камеры продольно на всю глубину расположены двухрядные волноводно-щелевые излучатели 9, выполняющие роль антенны, принимающие электромагнитные волны, излучаемые СВЧ-модулем 3 и передающие электромагнитные волны в камеру 1. Inside the chamber, double-row waveguide-slit emitters 9 are located longitudinally throughout the entire depth, acting as an antenna, receiving electromagnetic waves emitted by microwave module 3 and transmitting electromagnetic waves to chamber 1.
Волноводно-щелевые излучатели 9 могут быть цельнотянутыми или же собранными из сегментов с фланцевым соединением. Waveguide-slit emitters 9 can be seamless or assembled from segments with a flange connection.
Предпочтительным является использование цельнотянутых волноводно-щелевых излучателей, поскольку при их использовании распределение электромагнитных волн в штабеле происходит более равномерно.It is preferable to use seamless waveguide-slot emitters, since when they are used, the distribution of electromagnetic waves in the stack occurs more uniformly.
Волноводно-щелевые излучатели 9 установлены на всю высоту камеры 1 на равноудалённом друг от друга расстоянии для равномерного распределения электромагнитного поля по всей высоте загружаемого штабеля.Waveguide-slit emitters 9 are installed over the entire height of chamber 1 at an equidistant distance from each other to uniformly distribute the electromagnetic field over the entire height of the loaded stack.
В частном случае, количество и протяженность волноводно-щелевых излучателей 9 может меняться и зависит от высоты и протяженности камеры, но количество антенн должно быть не менее 4 штук на каждой боковой стороне. In a particular case, the number and length of waveguide-slot emitters 9 may vary and depend on the height and length of the chamber, but the number of antennas must be at least 4 on each side.
Протяженность камеры может быть в интервале значений 1,5-16,5 м.The length of the chamber can be in the range of 1.5-16.5 m.
СВЧ-модуль 3, генерирующий микроволны, для воздействия на древесину электромагнитным полем может быть закреплен на крыше камеры (Фиг.1), либо в торце корпуса камеры (Фиг.2).The microwave module 3, which generates microwaves, can be mounted on the roof of the chamber (Fig. 1) or at the end of the chamber body (Fig. 2) to expose wood to an electromagnetic field.
В частном случае, управление СВЧ-модулем и мощностью магнетрона осуществляют по току анода магнетрона. Основными составляющими СВЧ-модуля являются магнетрон, соленоид и накальный трансформатор. In a particular case, the microwave module and magnetron power are controlled by the magnetron anode current. The main components of the microwave module are a magnetron, a solenoid and a filament transformer.
Для приведения магнетрона в рабочий режим включают воздушное и водяное охлаждение магнетрона и соленоида, после чего на накальные шины магнетрона подают ток накала. Далее на соленоид, для создания магнитного поля, подают ток в заданном значении. Затем на накальную шину магнетрона плавно подают высокое напряжение посредством высоковольтного трансформатора, регулятора напряжения, и высоковольтного кабеля. По мере роста высокого напряжения на магнетроне начинается рост тока анода и соответственно рост мощности, выдаваемый магнетроном. По мере достижения нужной мощности магнетрона рост высокого напряжения прекращают и стабилизируют на определенном уровне.To bring the magnetron into operating mode, air and water cooling of the magnetron and solenoid are turned on, after which filament current is supplied to the magnetron filament buses. Next, a current at a given value is supplied to the solenoid to create a magnetic field. Then, high voltage is smoothly applied to the magnetron filament bus via a high-voltage transformer, a voltage regulator, and a high-voltage cable. As the high voltage on the magnetron increases, the anode current begins to increase and, accordingly, the power produced by the magnetron increases. As the required magnetron power is achieved, the increase in high voltage is stopped and stabilized at a certain level.
В другом варианте исполнения управление СВЧ-модулем и мощностью магнетрона осуществляется посредством изменения тока соленоида в СВЧ- модуле. Порядок выхода на рабочий режим следующий: на магнетрон и соленоид подают воздушное и водяное охлаждение. Затем на накальную шину магнетрона подают ток накала, после чего на соленоид подают ток «запирания» магнетрона. Далее, на магнетрон подают высоковольтное напряжение (12,0-13,5 киловольт для 50 кВт и 18-22 киловольт для 75 и 100 кВт магнетронов). Затем, снижая ток соленоида с верхнего предела (значения могут меняться в зависимости от типа магнетрона, источника питания соленоида и типа соленоида), происходит «открытие» магнетрона. По мере снижения тока соленоида начинает расти анодный ток на магнетроне и как следствие магнетрон начинает выходить на заданную мощность. Нижний и верхний пределы тока соленоида ограничены определенными значениями. По мере снижения тока соленоида увеличивается мощность магнетрона и наоборот, то есть происходит «открывание» и «закрывание» магнетрона.In another embodiment, the microwave module and magnetron power are controlled by changing the solenoid current in the microwave module. The procedure for entering the operating mode is as follows: air and water cooling are supplied to the magnetron and solenoid. Then the filament current is supplied to the magnetron filament bus, after which the magnetron “locking” current is supplied to the solenoid. Next, a high-voltage voltage is supplied to the magnetron (12.0-13.5 kilovolts for 50 kW and 18-22 kilovolts for 75 and 100 kW magnetrons). Then, by reducing the solenoid current from the upper limit (values may vary depending on the type of magnetron, the solenoid power source and the type of solenoid), the magnetron "opens". As the solenoid current decreases, the anode current on the magnetron begins to increase and, as a result, the magnetron begins to reach the specified power. The lower and upper limits of the solenoid current are limited to certain values. As the solenoid current decreases, the magnetron power increases and vice versa, that is, the magnetron “opens” and “closes.”
Управление мощностью магнетрона посредством изменения тока соленоида позволяет автоматизировать процесс и внедрить программу управления, установленную на контроллере, (расположенном в шкафу управления), что в свою очередь делает саму конструкцию более простой, а сам процесс поддержания режима работы более эффективным.Controlling the magnetron power by changing the solenoid current allows you to automate the process and implement a control program installed on the controller (located in the control cabinet), which in turn makes the design itself simpler and the process of maintaining the operating mode more efficient.
В процессе всего цикла воздействия СВЧ-волнами на древесину, может поддерживаться как одинаковое значение мощности магнетрона, так и его изменение. Оптимальная частота магнетрона для воздействия на древесину составляет 900 – 930 МГц. During the entire cycle of exposure of wood to microwave waves, both the same value of the magnetron power and its change can be maintained. The optimal magnetron frequency for influencing wood is 900 – 930 MHz.
Режим работы магнетрона может быть, как непрерывным, так и периодическим - по определенно заданному алгоритму, как с постоянной мощностью, так и с изменяемой мощностью, для достижения более высокой эффективности в части добычи древесной капиллярной и клеточной влаги. The operating mode of the magnetron can be either continuous or periodic - according to a specific algorithm, both with constant power and with variable power, to achieve higher efficiency in terms of extracting wood capillary and cellular moisture.
Система охлаждения магнетрона и соленоида состоит из воздушной и водяной системы охлаждения. Они работают синхронно. Вентилятор высокого давления, обеспечивает воздушное охлаждение вывода энергии магнетрона, его накальных шин, трансформатора накала и высоковольтного выпрямительного блока. Он может располагаться как в СВЧ-модуле 3, так и за его пределами, например, на корпусе СВЧ-вакуумной камеры 1. Для создания требуемых температурных условий работы (водяного охлаждения) магнетрона и соленоида СВЧ-модуля 3 в установке имеется специальная водяная система охлаждения, включающая высокопроизводительный циркуляционный насос, модуль воздушного охлаждения (драйкулер) и трубопроводы. В качестве охлаждающей жидкости может использоваться как вода, так и антифриз. Включение воздушной и водяной систем охлаждения магнетрона и соленоида происходит перед включением накального трансформатора в СВЧ-модуле.The magnetron and solenoid cooling system consists of an air and water cooling system. They work synchronously. A high-pressure fan provides air cooling for the energy output of the magnetron, its filament bars, the filament transformer and the high-voltage rectifier unit. It can be located both in microwave module 3 and outside it, for example, on the housing of microwave vacuum chamber 1. To create the required operating temperature conditions (water cooling) of the magnetron and solenoid of microwave module 3, the installation has a special water cooling system , including a high-performance circulation pump, an air cooling module (drycooler) and pipelines. Both water and antifreeze can be used as a coolant. The air and water cooling systems of the magnetron and solenoid are turned on before the filament transformer in the microwave module is turned on.
Один из элементов обеспечивающих работу СВЧ-модуля - высоковольтный накальный трансформатор и высоковольтный выпрямитель тока. При помощи высоковольтного кабеля ПВПВ с защитным экраном осуществляется передача высокого напряжения (10.5 -25 киловольт) от высоковольтных трансформаторов, расположенных в станции управления, до накальных шин магнетрона в СВЧ-модуле. В СВЧ-модуль установлены датчики, обеспечивающие контроль параметров работы СВЧ- модуля: датчик давления воздуха в системе воздушного охлаждения магнетрона, датчик давления водяной системы охлаждения магнетрона и соленоида и датчик температур воды в системе охлаждения магнетрона и соленоида.One of the elements that ensures the operation of the microwave module is a high-voltage filament transformer and a high-voltage rectifier. Using a high-voltage PVPV cable with a protective screen, high voltage (10.5 -25 kilovolts) is transmitted from high-voltage transformers located in the control station to the magnetron filament buses in the microwave module. The microwave module contains sensors that monitor the operating parameters of the microwave module: an air pressure sensor in the air cooling system of the magnetron, a pressure sensor in the water cooling system of the magnetron and solenoid, and a water temperature sensor in the cooling system of the magnetron and solenoid.
В зависимости от мощности магнетрона, задействованного в СВЧ- модуле 3, СВЧ-вакуумная камера 1 может комплектоваться циркулятором, устройством, защищающим магнетрон от отражённой волны.Depending on the power of the magnetron used in microwave module 3, microwave vacuum chamber 1 can be equipped with a circulator, a device that protects the magnetron from the reflected wave.
В частном случае, на магнетронах мощностью до 50 кВт циркулятор, как правило, не устанавливается. На магнетронах 75 - 100 кВт циркулятор необходим. In a particular case, on magnetrons with a power of up to 50 kW, a circulator, as a rule, is not installed. On magnetrons 75 - 100 kW, a circulator is required.
Создание технологического вакуума в камере, обеспечивающего ускорение нагрева древесины, осуществляется системой вакуумирования, установленной вне камеры.The creation of a technological vacuum in the chamber, which accelerates the heating of wood, is carried out by a vacuum system installed outside the chamber.
Глубина вакуума также может быть как постоянной, так и меняться в соответствии с программой нагрева древесины с целью эффективной добычи древесной капиллярной и клеточной влаги.The vacuum depth can also be either constant or varied in accordance with the wood heating program in order to effectively extract wood capillary and cellular moisture.
В частном случае, в процессе работы СВЧ-вакуумной камеры, возможно изменение глубины вакуума, а также сброс вакуума с целью продувки камеры. In a particular case, during the operation of a microwave vacuum chamber, it is possible to change the vacuum depth, as well as reset the vacuum in order to purge the chamber.
Система вакуумирования включает в себя либо один мощный вакуумный насос 10 (либо несколько менее мощных), циклон 11, шлюзовую емкость 12 для сбора конденсата из СВЧ-вакуумной камеры 1, трехходовые и двухходовые краны с электроприводами, емкость оборотной воды 13 для охлаждения вакуумного насоса 13, колонну (радиатор) охлаждения 14 оборотной воды вакуумного насоса, обратные клапана, систему трубопроводов.The evacuation system includes either one powerful vacuum pump 10 (or several less powerful ones), a cyclone 11, a sluice tank 12 for collecting condensate from the microwave vacuum chamber 1, three-way and two-way valves with electric drives, a circulating water tank 13 for cooling the vacuum pump 13 , column (radiator) cooling 14 circulating water of the vacuum pump, check valves, piping system.
В частном случае, система вакуумирования может включать несколько насосов, количество которых зависит от требуемых значений мощности и производительности.In a particular case, the vacuum system may include several pumps, the number of which depends on the required power and performance values.
В частном случае, в качестве альтернативы вакуумному насосу может быть использовано другое устройство способное создать вакуум в камере в интервале от 0,3 до 0,99 атм. In a particular case, as an alternative to a vacuum pump, another device capable of creating a vacuum in the chamber in the range from 0.3 to 0.99 atm can be used.
Воздействие высокочастотного нагрева всего объема древесины и вакуумирование камеры обеспечивают высокую скорость перемещения древесной капиллярной и клеточной влаги из сердцевины древесины по капиллярам на поверхность, что существенно снижает время нагрева и повышает качество получаемой древесной капиллярной и клеточной влаги. Пары влаги вместе с воздухом, и образующийся конденсат удаляются следующими способами:The effect of high-frequency heating of the entire volume of wood and evacuation of the chamber ensure a high speed of movement of wood capillary and cellular moisture from the core of the wood through the capillaries to the surface, which significantly reduces the heating time and improves the quality of the resulting wood capillary and cellular moisture. Moisture vapor along with air and the resulting condensate are removed in the following ways:
- удаление паровоздушной смеси через потолочные трубопроводы может осуществляться посредством прямого всасывания в вакуумный насос 10 либо через промежуточное устройство: масло-паро-отделитель-сепаратор. Под потолком СВЧ-вакуумной камеры 1 расположены трубы - это паро-воздуховоды для удаления паровоздушной смеси из камеры.- removal of the steam-air mixture through ceiling pipelines can be carried out by direct suction into the vacuum pump 10 or through an intermediate device: oil-steam separator-separator. Under the ceiling of the microwave vacuum chamber 1 there are pipes - these are steam-air ducts for removing the steam-air mixture from the chamber.
В частном случае, трубы для удаления паровоздушной смеси могут быть расположены как в нижней части камеры, так и по бокам.In a particular case, pipes for removing the steam-air mixture can be located both in the lower part of the chamber and on the sides.
Паро-воздушная смесь, образующаяся в процессе добычи древесной капиллярной и клеточной влаги и подхваченная потоком, создаваемым вакуумным насосом, попадает из камеры по трубопроводам сначала в масло-паро-отделитель-сепаратор, затем в вакуумный насос, либо напрямую в вакуумный насос, если в системе отсутствует паро- масло отделитель- сепаратор, затем в циклон, откуда частично выводится в атмосферу, а часть паро – воздушной смеси осаждается в циклоне, конденсируется и возвращается в емкость оборотной воды системы охлаждения вакуумного насоса. The steam-air mixture formed during the extraction of wood capillary and cellular moisture and picked up by the flow created by the vacuum pump enters from the chamber through pipelines first into the oil-steam separator-separator, then into the vacuum pump, or directly into the vacuum pump, if the system does not have a steam-oil separator-separator, then into the cyclone, from where it is partially discharged into the atmosphere, and part of the steam-air mixture is deposited in the cyclone, condensed and returned to the circulating water tank of the vacuum pump cooling system.
- удаление конденсированной паровоздушной смеси, которая стекает на пол со стен и потока и удаляется из камеры в шлюзовую емкость за счет потока, создаваемого вакуумным насосом. Шлюзовая емкость необходима для сбора конденсата и поддержания заданного значения давления в камере, в момент сброса древесной капиллярной и клеточной влаги из шлюза в емкость первичного сбора. Так же, для продления срока службы вакуумного насоса и обеспечения защиты вакуумного насоса от гидроудара.- removal of the condensed steam-air mixture, which flows onto the floor from the walls and flow and is removed from the chamber into the airlock tank due to the flow created by the vacuum pump. A sluice tank is necessary to collect condensate and maintain a set pressure in the chamber at the moment of discharge of wood capillary and cellular moisture from the sluice into the primary collection tank. Also, to extend the service life of the vacuum pump and ensure protection of the vacuum pump from water hammer.
Масло-паро-отделитель-сепаратор необходим как для сбора паров эфирных масел, содержащихся в паровоздушной смеси поступающей из СВЧ-вакуумной камеры, а также как дополнительное устройство обеспечивающее превращение паровоздушной смеси в конденсат древесной капиллярной и клеточной влаги. В его устройстве присутствуют трехходовые клапана для слива накопленной в нем жидкости и система охлаждения корпуса масло-паро-отделитель - сепаратора и подводящих труб для лучшего образования конденсата.An oil-steam separator-separator is necessary both to collect the vapors of essential oils contained in the steam-air mixture coming from the microwave vacuum chamber, and also as an additional device that ensures the conversion of the steam-air mixture into a condensate of wood capillary and cellular moisture. Its device contains three-way valves for draining the liquid accumulated in it and a cooling system for the oil-steam-separator body - separator and supply pipes for better condensate formation.
Циклон 11 обеспечивает конденсацию паровоздушной смеси, поступающей из вакуумного насоса для дальнейшего ее использования в качестве оборотной жидкости вакуумного насоса.Cyclone 11 provides condensation of the steam-air mixture coming from the vacuum pump for its further use as a circulating fluid of the vacuum pump.
Управление всеми системами СВЧ-вакуумной камеры 1 производится при помощи контроллера, расположенного внутри станции управления 2, а ввод параметров, выбор режимов добычи древесной капиллярной и клеточной влаги, породы дерева осуществляется с помощью панели управления, установленной на двери станции управления 2.All systems of the microwave vacuum chamber 1 are controlled using a controller located inside the control station 2, and the input of parameters, selection of modes for the extraction of wood capillary and cellular moisture, and wood species is carried out using a control panel installed on the door of the control station 2.
СВЧ-вакуумная камера 1, а также все сборочные единицы установки, подключаемые к электрическим цепям, подсоединяются защитными заземляющими проводниками к заземляющему устройству здания, в котором монтируется установка.Microwave vacuum chamber 1, as well as all assembly units of the installation connected to electrical circuits, are connected by protective grounding conductors to the grounding device of the building in which the installation is mounted.
Управление процессом нагрева дерева, с целью добычи древесной капиллярной и клеточной влаги, осуществляется системой автоматического управления установкой (САУ), обеспечивающей задание исходных параметров процесса нагрева (порода древесины, требуемая конечная влажность материала, начальная влажность дерева), автоматическое выполнение нагрева древесины по заданным параметрам работы установки, постоянный контроль параметров процесса нагрева при работе установки, в том числе с формированием отчетов и внесение оперативных изменений в процесс работы установки.Control of the wood heating process for the purpose of extracting wood capillary and cellular moisture is carried out by an automatic installation control system (ACS), which ensures the setting of the initial parameters of the heating process (wood species, required final moisture content of the material, initial wood moisture content), automatic heating of wood according to the specified parameters operation of the installation, constant monitoring of the parameters of the heating process during operation of the installation, including the generation of reports and making operational changes in the operating process of the installation.
Установленные и текущие параметры нагрева выводятся в цифровом виде на панель управления и сохраняются в его памяти при отключении энергопитания установки. The set and current heating parameters are displayed digitally on the control panel and stored in its memory when the power supply to the installation is turned off.
Способ защиты от случайного включения СВЧ генератора при открытой двери осуществляется следующим образом, СВЧ-модуль не будет запущен, без достижения заданного значения вакуума внутри СВЧ-вакуумной камеры. Достижение заданного минимального значения вакуума, говорит о готовности системы к работе. The method of protecting against accidental switching on of a microwave generator when the door is open is carried out as follows: the microwave module will not be started without achieving a specified vacuum value inside the microwave vacuum chamber. Achieving the specified minimum vacuum value indicates that the system is ready for operation.
САУ обеспечивает следующие возможности: отображение всего процесса работы СВЧ-вакуумной камеры, текущий контроль за состоянием СВЧ-вакуумной камеры, включая параметры датчиков температуры и веса, состояние исполнительных устройств (клапанов, насосов и вентиляторов), прямое управление исполнительными устройствами СВЧ-вакуумной камеры - вывод на карту памяти отчетов работы СВЧ-вакуумной камеры, а также, удалённое администрирование. Процесс нагрева древесины проводится при показателях давления в интервале 0,1-0,99 атмосферы, а мощность магнетрона варьируют от 10 до 100 киловатт.The ACS provides the following capabilities: display of the entire process of operation of the microwave vacuum chamber, current monitoring of the state of the microwave vacuum chamber, including parameters of temperature and weight sensors, state of actuators (valves, pumps and fans), direct control of actuators of the microwave vacuum chamber - output of microwave vacuum chamber operation reports to a memory card, as well as remote administration. The wood heating process is carried out at pressure levels in the range of 0.1-0.99 atmospheres, and the magnetron power varies from 10 to 100 kilowatts.
Описание осуществления изобретения:Description of the invention:
Древесину укладывают на загрузочную тележку. Ширина штабеля древесины не должна превышать 1,2-1,4 м с целью максимального проникновения СВЧ-волн в глубину штабеля. Штабель древесины на загрузочной тележке располагают с зазором по вертикали от 5 до 30 см, в зависимости от сечения и зазором по горизонтали от 2 до 10 см между каждым рядом в зависимости от геометрии заготовок, для лучшего проникновения электромагнитных волн вовнутрь штабеля и равномерного распределения электромагнитного поля. Загрузочную тележку с древесиной перемещают по рельсовому пути 8 внутрь СВЧ-вакуумной камеры 1, и закрывают загрузочную дверь. Далее, информация от тензодатчиков, о весе древесины в камере поступает в контроллер, анализируется программой управления и определяется текущая влажность лесоматериала. Затем, на сенсорной панели вносят данные в систему управления процессом извлечения древесной капиллярной и клеточной влаги. Вводятся следующие данные: вес пустой камеры с тележкой, порода древесины, фиксация начального веса древесины, объем древесины, требуемая конечная влажность дерева. Далее процесс выполняется в автоматическом режиме. В частном случае, оператор может перенастроить режим и во время процесса нагрева. Параметры работы систем СВЧ-вакуумной камеры 1 выводятся на панель управления в цифровом виде и хранятся в памяти системы управления. Все датчики выполняют прямое преобразование измеряемых величин в электрические сигналы и не требуют дополнительного обслуживания. Измеренные данные сохраняются в энергонезависимой памяти панели управления.The wood is placed on a loading trolley. The width of the wood stack should not exceed 1.2-1.4 m in order to maximize the penetration of microwave waves into the depth of the stack. A stack of wood on a loading cart is placed with a vertical gap of 5 to 30 cm, depending on the cross-section, and a horizontal gap of 2 to 10 cm between each row, depending on the geometry of the workpieces, for better penetration of electromagnetic waves inside the stack and uniform distribution of the electromagnetic field . The loading trolley with wood is moved along the rail track 8 inside the microwave vacuum chamber 1, and the loading door is closed. Next, information from the strain gauges about the weight of the wood in the chamber is sent to the controller, analyzed by the control program and the current moisture content of the timber is determined. Then, on the touch panel, data is entered into the control system for the process of extracting wood capillary and cellular moisture. The following data is entered: the weight of the empty chamber with the cart, the type of wood, fixation of the initial weight of the wood, the volume of wood, the required final moisture content of the wood. Next, the process is performed automatically. In a particular case, the operator can reconfigure the mode during the heating process. The operating parameters of the microwave vacuum chamber 1 systems are displayed on the control panel in digital form and stored in the memory of the control system. All sensors perform direct conversion of measured values into electrical signals and do not require additional maintenance. The measured data is stored in the non-volatile memory of the control panel.
В СВЧ-вакуумной камере 1 создается вакуум от 0,3 до 0,99 атмосфер. По достижении порога вакуума 0,1 - 0,7 атмосферы осуществляют автоматическое включение СВЧ- нагрева древесины. Под воздействием микроволн влага, содержащаяся в дереве (капиллярная и клеточная) нагревается и превращается в пар, создается избыточное давление пара в капиллярах и клетках дерева, посредством которого пар по капиллярам выходит наружу, где часть его удаляется через трубы паропроводов, а другая часть оседает на металлических стенках камеры 1 и, конденсируясь, стекает в торцевую часть камеры, стоящую под наклоном, в трубу, из которой подхватывается потоком, создаваемым вакуумным насосом 10, проходя через фильтр грубой очистки, перемещается в шлюзовую емкость 12, где, собираясь до определенного объёма, перекачивается в емкость для первичного сбора 5 по пути проходя стадию тонкой фильтрации. В емкости первичного сбора 5 проходит оценка качества собранной влаги, и если она соответствует требованиям качества, то древесная капиллярная и клеточная влага перекачивается в приемную емкость хранения готового продукта 6 при помощи насоса.A vacuum of 0.3 to 0.99 atmospheres is created in microwave vacuum chamber 1. Upon reaching a vacuum threshold of 0.1 - 0.7 atmospheres, microwave heating of the wood is automatically turned on. Under the influence of microwaves, the moisture contained in the tree (capillary and cellular) is heated and converted into steam, an excess steam pressure is created in the capillaries and cells of the tree, through which the steam comes out through the capillaries, where part of it is removed through the steam pipes, and the other part settles on metal walls of chamber 1 and, condensing, flows into the end part of the chamber, standing at an angle, into a pipe, from which it is picked up by the flow created by the vacuum pump 10, passing through a coarse filter, and moves into the airlock tank 12, where, collecting to a certain volume, is pumped into the primary collection tank 5 along the way, passing through the stage of fine filtration. In the primary collection tank 5, the quality of the collected moisture is assessed, and if it meets the quality requirements, then the wood capillary and cellular moisture is pumped into the receiving storage tank of the finished product 6 using a pump.
Примеры содержания различных веществ и микроэлементов, полученных при биохимическом анализе клеточной и капиллярной влаги. Examples of the content of various substances and microelements obtained from the biochemical analysis of cellular and capillary moisture.
Пример 1: биохимический состав клеточной и капиллярной влаги из сосны.Example 1: biochemical composition of cellular and capillary moisture from pine.
п/пNo.
p/p
выхода,
минTime
exit,
min
Пример 2: биохимический состав клеточной и капиллярной влаги из кедра.Example 2: biochemical composition of cellular and capillary moisture from cedar.
минRelease time
min
Преимуществами заявляемой полезной модели является обеспечение наиболее полного извлечения древесной капиллярной и клеточной влаги, обогащенной полезными веществами.The advantages of the claimed utility model is to ensure the most complete extraction of wood capillary and cellular moisture enriched with useful substances.
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811725C1 true RU2811725C1 (en) | 2024-01-16 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU944924A1 (en) * | 1981-02-17 | 1982-07-23 | Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.А.А.Жданова | Method of drying and extracting wood |
| RU2006769C1 (en) * | 1988-12-15 | 1994-01-30 | Патякин Василий Иванович | Method of wood drying |
| RU2115700C1 (en) * | 1993-05-11 | 1998-07-20 | Архимекс | Method of extracting natural product from biological material |
| WO2009125058A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-15 | Wood-Neste Oy | Method and apparatus for recovering of liquids |
| WO2011090448A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-28 | Avangart Kurutma Teknoloji̇leri̇ Sanayi̇ İç Ve Diş Ti̇caret Li̇mi̇ted Şi̇rketi̇ | Improvement made in the vacumm wood drying kiln that dries the wood by means of the electromagnetic wave energy |
| EP3816553A1 (en) * | 2018-06-28 | 2021-05-05 | Pacep Co., Ltd. | Method for drying wood using microwave |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU944924A1 (en) * | 1981-02-17 | 1982-07-23 | Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.А.А.Жданова | Method of drying and extracting wood |
| RU2006769C1 (en) * | 1988-12-15 | 1994-01-30 | Патякин Василий Иванович | Method of wood drying |
| RU2115700C1 (en) * | 1993-05-11 | 1998-07-20 | Архимекс | Method of extracting natural product from biological material |
| WO2009125058A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-15 | Wood-Neste Oy | Method and apparatus for recovering of liquids |
| WO2011090448A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-28 | Avangart Kurutma Teknoloji̇leri̇ Sanayi̇ İç Ve Diş Ti̇caret Li̇mi̇ted Şi̇rketi̇ | Improvement made in the vacumm wood drying kiln that dries the wood by means of the electromagnetic wave energy |
| EP3816553A1 (en) * | 2018-06-28 | 2021-05-05 | Pacep Co., Ltd. | Method for drying wood using microwave |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6473994B1 (en) | Method for drying saw timber and device for implementing said method | |
| US6675495B2 (en) | Method for drying saw timber and device for implementing said method | |
| EP2437015A1 (en) | Method and device for drying materials | |
| RU2731088C1 (en) | Natural musk condensation drying method | |
| RU178733U1 (en) | DEVICE FOR COMBINED INFRARED DRYING AGRICULTURAL RAW MATERIALS AT LOW PRESSURE | |
| RU2811725C1 (en) | Method for extracting wood capillary and cellular moisture | |
| US20170320090A1 (en) | Integrated unit for treatment and drying lignocellulosic material | |
| US4488361A (en) | Method for drying wooden products | |
| KR20160066959A (en) | Frozen pepper drying system | |
| CN108321712A (en) | A kind of transportable transformer device body drying device | |
| CN109579446A (en) | A kind of Chinese medicine drying and sterilizing device | |
| CN113442252A (en) | Wooden board processing method and device applied to seat | |
| CN208751227U (en) | A kind of vacuum oven | |
| WO2024133063A1 (en) | Microwave apparatus for extraction of volatiles | |
| RU2121638C1 (en) | Method and device for vacuum drying of materials | |
| RU2182293C1 (en) | Wood drying and working device | |
| CN221881925U (en) | Timber drying system | |
| RU2302740C1 (en) | Plant material drying apparatus | |
| US6013137A (en) | Process and device for treating screenings from the mechanical cleaning stage of a sewage treatment plant | |
| CN211012144U (en) | Convenient heated air circulation oven unloads | |
| CN217210070U (en) | High-efficient drying equipment is used to moxa-moxibustion strip raw materials for production | |
| CN208369044U (en) | A kind of transportable transformer body drying device | |
| CN221181067U (en) | Automatic continuous production equipment for processing Chinese medicines by steaming and sun drying method | |
| JP3504602B2 (en) | Wood drying method and equipment | |
| CN219735770U (en) | Chinese angelica stoving cooler bin |