Термомодифицированная древесина своими руками

Термодревесина

Читайте также

• Что такое термодревесина?
• Термодревесина технология
• Термодревесина своими руками
• Недостатки термодревесины

Деревянные изделия без каких-либо химикатов, которые стабильны в самых разнообразных условиях? Для фасада и для кровли, в саду и возле бассейна? Сто лет назад люди даже не мечтали о таком. Однако в 21 веке даже самые смелые предположения находят реальное воплощение. В этой статье мы поговорим о термодревесине: что это такое, как ее производят и чем же она так уникальна?

Что такое термодревесина?

Тремодревесина – это лесоматериал, который специалисты подвергают термической обработке под действием высоких температур от 180 до 230С без использования химических препаратов. В итоге получился продукт, ставший актуальным «материалом XXI века», который сочетает в себе экологичность древесины с абсолютно бесценными физико-механическими параметрами.

В процессе эксплуатации не меняется геометрия термодерева, т.е. оно не усыхает, не набухает, не подвержено короблению и растрескиванию, не гниет при длительном контакте с водой. А самое главное – ему не нужна ни в какая обработка химикатами. Такой материал отличается высокой плотностью структуры и почти на 30% лучше простых лесоматериалов держит тепло в зимний период и прохладу в летние месяцы. Отметим, что даже самые бюджетные сорта лесоматериалов во время термообработки тонируются на всю толщину и приобретают глубокий, благородный оттенок более ценных сортов.

Этот материал получают при помощи обработки лесоматериалов водяным паром с использованием природных растительных масел. Во время многоступенчатой сушки из сырья полностью вытягивается вся влага и летучие соединения, тогда как качества самой древесины существенно улучшаются. Интересно, что первоначальный этап сушки включает обработку сырья водяным паром. Это делается для того, чтобы предотвратить растрескивание будущего изделия. В процессе термообработки в условиях пересыщенного пара свободные атомы водорода «крепятся» к концам углеродно-водородных цепей лесоматериалов, препятствуя в будущем притяжению молекул воды и, как следствие, разбуханию сырья на молекулярном уровне. Показатели адсорбции жидкости снижаются в 4-5 раз.

После такого сложного и беспрерывного технологического процесса получается эффектное и экологически чистое, почти универсальное сырье. До начала процедуры термообработки на сырье вначале воздействуют высокими температурами на протяжении нескольких часов, после чего можно приступать непосредственно к самой термообработке. После этого полученный материал остужают. Для создания термодревесины можно использовать и мягкие и твердые сорта лесоматериалов. При этом мягкие сорта подходят для наружной отделки, а из твердых сортов создают различные предметы интерьера или проводят внутреннюю отделку.

Термодревесина технология

Стоит отметить, что эту технологию придумали финны. Финские специалисты для отделки фасадов и интерьерных работ, изготовления настилов используют сосну, ель. А в саунах применяют европейскую осину, сосну, ель. Напольные покрытия они создают из березы.

Производство термодревесины включает такие этапы:

• при температуре 130-150 C происходит сушка, вследствие чего влажность удается снизить практически до нуля повышение температуры до 200-240 C в условиях насыщенного водяного пара. Обязательным условием является наличие избыточного давления в сравнении с атмосферным. Именно в этот момент лесоматериалам придается определенный оттенок и получается новый материал – термодревесина
• температура понижается, а влажность сырья доводится до уровня 4-6 %.

Во время реализации термообработки меняется цвет лесоматериала, причем не только верхнего слоя, а по всей толщине. Можно получить самые различные оттенки от бежевого до шоколадного, все зависит от выбранного режима. Помимо этого, эффектно выглядит текстура древесины. Простой кусок дерева выглядит как благородный материал, подвергшийся долголетнему старению, а это сегодня очень модно. При помощи термообработки самое дешевое сырье будет иметь вид элитных сортов древесины.

При обработке паром полностью разлагается любимая микроорганизмами среда – древесные сахара. Тесты, которые проводили специалисты в лабораториях, доказывают, что полученный материал устойчив к гниению и образованию плесени, ему не нужны дополнительные защитные покрытия. Срок службы такого материала в 15–25 раз выше, чем обычной древесины. Постоянство размеров в условиях колебаний влажности и температуры окружающей среды увеличивается в 10–15 раз – по окончанию высыхания материал не меняет своих первоначальных геометрических форм, вследствие структурирования молекулярных цепочек во время обработки. В условиях постоянных проливных дождей изменение размеров термодерева в 3–4 раза меньше, чем у необработанного материала.

Путем термической обработки практически любой лесоматериал можно приблизить по характеристикам к лиственнице, которая столетиями не подвергается действию влаги. По этой причине лиственница пользуется огромной популярностью в Венеции. Просачивание жидкости после обработки снижается в 3–5 раз. Это происходит потому, что поверхность термодерева не пористая, как у обычных лесоматериалов, а уплотненная, вследствие чего ей не страшна даже повышенная влажность воздуха.

Сегодня люди все больше заботятся о своем здоровье, поэтому материалы для строительства и предметы интерьера выбираются экологически безопасные. Термически обработанная древесина как раз такой материал, потому что даже отходы этого производства утилизируются сжиганием.

Главные достоинства этого материала:

• глубокий и однородный по всему сечению оттенок
• идеальное качество поверхности;
• длительный период эксплуатации
• значительное снижение процента усыхания
• стойкость к температурным колебаниям
• аромат натуральной древесины
• стопроцентная экологичность.

Изготовление термодревесины осуществляется под действием перегретого пара при температуре от 150 до 240 градусов Цельсия – разлет значительный, но именно позволяет разделить всю термодревесину на классы:

• 1-й класс. Лесоматериалы обрабатываются при температуре до 190 С. Этот материал слегка тонирован, а его технические показатели самые низкие
• 2-й класс. Обработка проводится при температуре до 210 градусов. Полученный материал устойчив к гниению и высокопрочный, однако, он менее пластичный и хрупкий. Он имеет более темный цвет
• 3-й класс является наиболее высоким классом термообработки лесоматериалов. Его получают после «обжига» до 240 градусов. Полученный материал невероятно плотный, твердый и устойчив к любым погодным явлениям.

В целом, сфера использования термодревесины не ограничена. Она применяется везде, где используется обычная древесина. В строительной отрасли термодерево применяют в работах, связанных как с внутренней, так и с внешней отделкой фасадов. Широкая палитра оттенков не ограничивает дизайнерской фантазии, а физико-механические характеристики дают возможность использовать этот материал даже для создания несущих конструкций. В результате нейтрального отношения к влажности материал пользуется популярностью в обустройстве бань, саун и бассейнов. Единственный нюанс, который необходимо принять во внимание перед покупкой – это цена. Стоит этот материал очень дорого, и чаще всего расходы на покупку оказываются нецелесообразны. Например, использовать такой материал для интерьерной отделки комнат, конечно, можно, но дорого – для этих работ подойдут и обычные лесоматериалы. Термодерево имеет свою собственную область применения, в которой расходы на него оправдываются.

Из термодерева производят деревянные плитки для ванных комнат и кухонь, которые являются прекрасной альтернативой холодному кафельному покрытию. Кроме этого из него делают цельные ванны и раковины.

При наличии неограниченного бюджета материал можно использовать для:

• отделки фасадов здания. В строительных магазинах можно найти вагонку различного плана – от стандартных реек с пазами до блок-хаус
• создания террас, площадок на открытом воздухе, беседок и других сооружений
• ограждения из этого материала будут радовать не одно поколение вашей семьи. Такой забор не нуждается в уходе, его нужно лишь периодически мыть со шланга
• производство декоративных изделий – напольных покрытий, панелей для стен, уличной мебели, разнообразных садовых декоров

Термодревесина своими руками

Ввиду такой высокой стоимости многие домашние мастера задумываются о том, чтобы сделать термодерево в домашних условиях. Конечно, при наличии огромного желания и электрической печи с регулятором температуры, вы сможете справиться с этой работой. Только не забывайте, что в электрическую печь необходимо обязательно установить тару с жидкостью, потому что без присутствия пара древесина легко загорится при такой высокой температуре.

Однако дело это довольно трудоемкое. На специализированных форумах можно найти мастеров, которые создали сушильную камеру собственноручно из железнодорожной цистерны, вмещающей 15 куб. м. Основным условием является стопроцентная герметичность камеры. В противном случае присутствие кислорода станет причиной возгорания лесоматериалов во время нагрева свыше 135 С. Самый простой способ термообработки своими руками заключается в проваривании небольшой деревянной заготовки на протяжении 1.5 часов в воде. После этого ее нужно завернуть в ткань и старые газеты, и разместить около любого источника тепла для того, чтобы она просохла. К такому методу прибегают резчики по дереву для сушки липы.

Недостатки термодревесины

Однако, идеального материала без недостатков еще придумать не удалось. Поэтому даже у такого, на первый взгляд, безукоризненного материала, есть отрицательные качества. В результате термической обработки лесоматериалы становятся не только более твердыми, но и более хрупкими, по этой причине специалисты советуют сверлить направляющие отверстия для шурупов и гвоздей, в особенности около торцов доски.

Термодревесина более чувствительна к ультрафиолету и может приобретать серебристо-серый оттенок, раз в несколько лет участки древесины, расположенные под открытым солнцем, понадобится обрабатывать.

Поскольку технология является новой и малоизученной, экспертам пока не известна стойкость этого материала, при длительном нахождении в земле. По этой причине, столбы, части каркаса террасы, беседки и прочих садовых сооружений лучше создавать из пропитанной антисептиком древесины.

Сегодня этот материал можно купить лишь в специализированных магазинах, в розничной продаже она встречается достаточно редко. Однако в ближайшие несколько лет стоит ждать большей доступности вследствие роста объемов производства и, как следствие, уменьшения стоимости, потому что все больше и больше производств начинают осваивать эту технологию.

В конце отметим, что, несмотря на сложность технологии, можно сделать этот материал и в домашних условиях. Однако такой материал все же будет более низкого качества, чем изготовленный на предприятии. И даже, сделанное дома термодерево, будет иметь более высокие характеристики, чем обычное.

Похожие сюжеты

Государственная организация Southeast Urban Wood Exchange недавно объявила о том, что все предприниматели из восьмого региона Американского лесопромышленного департамента, занятые в производстве и переработке так называемого урбанистической древесины, могут зарегистрировать свою продукцию и услуги на портале urbanwoodexchange.org

У всех деревообрабатывающих предприятий и тех, кто занимается выпуском продукции из древесины, рано или поздно возникает проблема с защитой доски, бруса, оцилиндрованных бревен и также других конструкций от вреда, который наносят грибки и вредящие насекомые.

Термомодифицированная древесина своими руками

Термодерево, что это такое, где применяется термодерево. Новый вид строительного материала – термодерево, выбираем правильно

Не секрет, что многие специалисты считают древесину устаревшим материалом, который во многом уступает синтетической продукции. Неприродные материалы по многим параметрам превосходят дерево, и зачастую выбираются потребителями как наиболее долговечные материалы для отделки. Но, учитывая приятный аромат и экологическую безопасность, нужно отметить, что ни один синтетический материал не смог окончательно вытеснить дерево с рынка отделочных материалов. Напротив, специалисты приложили массу усилий, чтобы укрепить позиции древесины на строительном рынке.

Содержание

1. Что такое термодерево? Производство термодеревавидео
2. Инновационные разработки и биохимические манипуляции
3. Эксплуатационные параметры термодерева. Достоинства и недостатки
4. Применение термомодифицированной древесинывидео

Что такое термодерево? Производство термодерева

Чтобы улучшить характеристики деревянных материалов, производителям пришлось прибегнуть к воздействию физических тепловых факторов, которые, в соответствии с новыми инновационными разработками, должны были значительно повысить устойчивость дерева к повреждающим агентам. Данное предположение подтвердилось, и термомодифицированная древесина вскоре стала образцом инновационных технологических процессов, завоевав одну из верхних позиций на потребительском рынке.

Итак, подробнее о термодереве. Что это такое? Сырьем для термодерева служат обычные древесные породы, подвергшиеся термическому процессу обработки, суть которого заключается в производственном воздействии высоких температур на известные породы древесины.

Говоря о термодереве, производство которого отнюдь не ноу-хау, следует отметить, что технология его изготовления заключается в ступенчатом нагреве древесины до 210 градусов под постоянным давлением. Данный процесс назван гидротермической обработкой и включает три постоянных компонента: высокие температуры, дерево и воду.

Инновационные разработки и биохимические манипуляции

Ранее древесина облагораживалась химикатами, которые защищали материал от повреждающего воздействия плесени и гниения. Но этот вариант подразумевает возможность определенный вреда для организма, наносимого химическими реагентами. Инновационные технологии давно ушли вперед, и разработчики предложили новый способ модификации столь распространенного в строительстве материала.

В структурный состав древесины входит целлюлоза и гемицеллюлоза, биохимические манипуляции над которыми являются основой производства термомодифицированной древесины. В процессе изготовления термодерева, технология которого подразумевает биохимические изменения в структуры древесины, происходит разложение гемицеллюлозы, тогда как молекулярная структура целлюлозы остается постоянной. Это является основным способом повышения эксплуатационных характеристик ранее неустойчивой древесины. Меньшее значение в этом процессе отводится испарению экстрактивных веществ древесины, а также реактивным компонентам, которые подвергаются химическому воздействию.

Эксплуатационные параметры термодерева. Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что термодревесина является абсолютно экологически безопасным материалом и изготавливается без применения химических реагентов, по многим параметрам она значительно превосходит большинство отделочных материалов. Основные представления о преимуществах термомодифицированной древесины можно получить, ознакомившись со следующими ее характеристиками:

1.Устойчивость к гниению и повреждающему действию плесени;

2.Сохранение геометрических конфигураций в условиях перепадов температур и влажности;

3.Пониженная гигроскопичность и термоизоляционные свойства, что обусловлено сниженной способностью обработанного дерева впитывать влагу, что существенно снижает риск коррозионных процессов и гниения;

4.Устойчивость параметров влажности, сохраняющихся на уровне 5%;

5.Инновационные технологии, подразумевающие возможность получения разнообразной оттеночной палитры, включающей как светлые, так и темные оттенки, сохраняющиеся на всей глубине материала;

6.Возможность переработки низкокачественного сырья, которое после модификации приобретает внешний вид и эксплуатационные характеристики дорогих пород древесины;

7.Корреляция уровня прочности и плотности. Технологический процесс изготовления термомодифицированного варианта древесины подразумевает некоторое снижение прочности, однако, соотношение плотности и прочностных характеристик не изменяется.

Выбирая термомодифицированную древесину, нужно тщательно ознакомиться с ее достоинствами и недостатками, которые основательно характеризуют материал с эксплуатационной и эстетической точек зрения. И если достоинства подробно описаны выше, то о недостатках все-таки стоит сказать несколько слов.

Во-первых, обработанной древесине свойственна меньшая прочность, что делает ее более хрупкой, в отличие от сырьевой древесины. А, во-вторых, термодерево характеризуется низким уровнем влажности, что обуславливает некачественное склеивание, во избежание которого рекомендуют применять полиуретановый клей.

Применение термомодифицированной древесины

Уникальные механо-физические свойства способствует использованию термомодифицированной древесины в тех отраслях строительства, где использование необлагороженного дерева исключено. Таким образом, применение термодревесины с успехом практикуется при отделке саун и бань, интерьеров яхт, а также в качестве террасной доски.

Не возбраняется использование модифицированного дерева и в традиционных строительных мероприятиях: в качестве материалов, имитирующихх бревно и брус, для дизайнерского оформления участков и сооружений, для изготовления мебели, лестниц и ограждений. С успехом используется термодерево для пола.

Эксплуатационные характеристики полов из термомодифицированной древесины во многом превосходят таковые для пола, изготовленного из обычного деревянного материала. Термомодифицированной древесине, в отличие от обычного дерева, свойственна значительно меньшая теплопроводность, что обеспечивает более высокую температуру напольного покрытия.

Использование термодерева, цена которого существенно ниже таковой для элитных пород древесины, таких как мореный дуб или канадский кедр, позволит изготовить паркет, который не уступит по своим эксплуатационным характеристикам паркету из элитного дерева.

В целом, характеризуя сферы использования термодревесины, также нужно упомянуть:

1.Наружные и внутренние отделочные мероприятия в помещениях с повышенным уровнем влажности;

2.Производство обшивочной доски, балконных блоков, кухонной мебели, изготовление беседок и заборов, существенно преобразующих ландшафтный дизайн и дизайн помещения;

3.Облицовочные работы с использованием термодерева для фасадов зданий и стен;

4.Реставрационные работы и производство садового паркета,

5.Дизайнерское и художественное оформление интерьера: изготовление наличников, плинтусов, поручней и подоконников, что обусловлено высокими эстетическими характеристиками модифицированной древесины, которая в процессе обработки приобретает внешний вид дерева, подвергшегося длительному временному воздействию, что можно проследить по отчетливому проявлению его текстуры.

Способ обработки термомодифицированной древесины

Предложен способ обработки термомодифицированной древесины путем чередования стадий вакуумирования и нагрева в среде насыщенного водяного пара, а также установка для его осуществления с целью удаления из пиломатериалов неприятного запаха жженой древесины. Предложенный способ также позволяет снизить энергозатраты и повысить качество готовой продукции.

Ключевые слова: вакуумирование, термическая обработка, запах, жженая древесина

A method for processing wood thermomodified by alternating stages of evacuation and heating in an environment saturated with water vapor, and the installation for its implementation in order to remove the timber from the odor of burnt wood. The proposed method also reduces power consumption and improve the quality of the finished product.

Разбухание древесины во влажной среде и ее подверженность воздействию грибкам и различным биологическим поражениям привели к необходимости обработки древесины для ее использования. До последнего времени самой распространенной являлась химическая обработка древесины. Однако, в связи с вредностью получаемого продукта, с начала 2004 года в Евросоюзе был введен запрет на использование химически обработанного дерева. В связи с этим в настоящее время в Евросоюзе активно развиваются термические технологии обработки древесины, являющиеся единственной альтернативой химической обработке и приводящие при этом к дополнительному существенному улучшению свойств древесины, что открывает новые области ее применения. Благодаря красивому внешнему виду и уникальным свойствам термообработанной древесины ее можно использовать во многих областях, в том числе для внутренней отделки саун, для наружной обшивки строений, устройства полов, как паркетных, так и дощатых, изготовления мебели, лодок, музыкальных инструментов и т.п. Большим спросом пользуется модифицированная древесина, которая не выделяет в течение срока службы и в конце жизненного цикла вредные вещества, угрожающие здоровью человека.

К достоинствам термообработанной древесины могут быть отнесены высокое качество поверхности, во многих случаях не требующей дополнительной отделки лакокрасочными материалами; повышенная невосприимчивость к воздействию грибков и других биологических организмов; долговечность; отсутствие усушки и снижение величины коробления в условиях переменной влажности; повышенная твердость; низкая теплопроводность (на 20–25% ниже, чем необработанной древесины); устойчивость к воздействию высокой температуры; повышенные противопожарные свойства, а также абсолютная экологическая безопасность.

Однако полученный в результате термической обработки материал обладает запахом жженой древесины в течение длительного срока в процессе эксплуатации (около года). В связи с этим нами предложена технология термомодифицирования древесины, основной задачей которой является удаление этого неприятного запаха.

Для того чтобы суть этих способов стала более понятной, следует напомнить о строении и химическом составе древесины. Древесина состоит преимущественно из органических веществ (99% общей массы), причем элементный химический состав древесины разных пород практически одинаков. Абсолютно сухая древесина содержит в среднем 49% углерода, 44% кислорода, 6% водорода и 0,1–0,3% азота. Перечисленные химические элементы образуют составляющие древесину основные органические вещества: целлюлозу, гемицеллюлозы и лигнин, по существу, являющиеся термопластами.

Целлюлоза — природный полимер, полисахарид с длинной цепной молекулой. Это стойкое вещество белого цвета, нерастворимое в воде и обычных органических растворителях (спирте, эфире и др.). Пучки макромолекул целлюлозы — тончайшие волоконца — называются микрофибриллами. Они образуют целлюлозный каркас клеточных стенок, между которыми находятся лигнин, гемоцеллюлозы, а также вода.

Лигнин — полимер ароматической природы (полифенол), сложного строения; содержит больше углерода и меньше кислорода, чем целлюлоза. С этим веществом связан процесс одревеснения молодой клеточной стенки. Лигнин химически нестоек, легко окисляется, взаимодействует с хлором, растворяется при нагревании в щелочах, водных растворах сернистой кислоты и ее кислых солей. Гемицеллюлозы — группа полисахаридов, в которую входят пентозаны и гексозаны. Формула гексозанов почти идентична формуле целлюлозы. Однако степень полимеризации у всех гемицеллюлоз гораздо меньше и составляет 60…200, что свидетельствует о более коротких цепочках молекул и меньшей стойкости этих веществ по сравнению с целлюлозой. Кроме основных органических веществ, в древесине содержится сравнительно небольшое количество экстрактивных веществ (таннидов, смол, камедей, пектинов, жиров и др.). Но основной питательной средой для развития дереворазрушающих грибков являются как раз гемицеллюлозы.

При нагревании древесины с повышением ее температуры последовательно протекают процессы ее подсушивания, пиролиза и газификации, сопутствующие горению.

При подсушивании испарение влаги происходит при достаточно низкой температуре (50…100°C). Испарение содержащейся во влажной древесине влаги и последующий нагрев водяного пара требуют значительных затрат энергии. В результате пиролиза (термической деструкции) древесины выделяются летучие вещества. Продуктами пиролиза древесины являются в основном смола, уголь и газы с низким молекулярным весом. Также могут выделяться значительные количества окиси и двуокиси углерода (монооксида и диоксида — СО и СО₂).

В перечень переменных факторов, от которых зависит количество и свойства продуктов, образующихся в процессе пиролиза, входят температура, давление, скорость нагрева и время реакции. Выход летучих веществ из древесины начинается при температуре 200°С, причем скорость их выделения увеличивается с повышением температуры. Сначала происходит разложение гемицеллюлозы, а затем, при более высокой температуре, разложение целлюлозы. Полное выделение большинства летучих веществ происходит при температуре 400°С [1].

Суть технологии термической обработки состоит в нагревании древесины до температуры 150…240°С, соответствующей этим стадиям, до значений, при которых начинается горение [2]. Однако горения не происходит, поскольку процесс проводится в среде с высоким содержанием водяного пара и с низким содержанием окислителя (кислорода).

Во время высокотемпературной обработки часть воды, находящейся в древесине, выпаривается. В условиях инертной (практически бескислородной) атмосферы из древесины выделяются монооксид и диоксид углерода, происходит изменение ее цвета, структуры и состава.

Термическая обработка древесины приводит также к многочисленным реакциям, протекающим на разных этапах этого процесса без потери ею главных составляющих (целлюлозы и лигнина). Но в результате длительного гидротермического воздействия гемицеллюлоза разлагается на реактивные молекулы меньшего размера, что, однако, не снижает прочность древесины. Напротив, разрыв цепочки гемицеллюлозы улучшает устойчивость древесины к сжатию и уменьшает внутренние напряжения.

Подобным образом лигнин преобразуется в реактивные молекулы другого типа. Это способствует изменению клеточной структуры древесины. Структура целлюлозы при этом сохраняется неизменной. В процессе термообработки происходит разложение древесного сахара и снижение содержания влаги в древесине, что, в свою очередь, обеспечивает повышение устойчивости древесины к гниению. В обычных условиях именно древесный сахар является питательной средой для микроорганизмов. Взаимодействие реагентов и образование термореактивных (отверждаемых) смол, обволакивающих волнистую структуру целлюлозы, ведет к образованию жесткой структуры материала.

Кроме того, очень важно, что полимеры, составляющие стенки древесных клеток, при высокой температуре расплавляются, отчего стенки сосудов частично свариваются, и древесина теряет присущую ей пористость, что почти полностью исключает в дальнейшем проникновение в нее атмосферной влаги [3].

В результате термической обработки газообразные продукты разложения гемицеллюлозы остаются в капиллярах древесины и впоследствии диффундируют в окружающую среду, что и вызывает неприятный запах в процессе эксплуатации термодревесины. Для того чтобы максимально избежать указанного недостатка была предложена технология обработки полученной термодревесины.

Указанный способ термической обработки древесины можно представить в виде графика изменения давления в процессе термической обработки древесины (рис. 1) и схемы установки для осуществления указанного способа (рис. 2).

Установка включает автоклав 1, который снабжен нагревателями 2, 2’, вакуумным насосом 3, парогенератором 4.

Рис. 1. График изменения давления (а) и температуры (б) в процессе термической обработки древесины

Процесс термической обработки древесины происходит следующим образом. Пиломатериалы 5 с начальной влажностью 6 – 16 % загружают в автоклав 1. После герметизации автоклава при помощи вакуумного насоса 3 при открытых вакуумных клапанах 9, 10 ведут процесс вакуумирования (стадия I на рис. 1). При достижении давления 0,2 атм закрывают вакуумный клапан 10, включают термоэлектрические нагреватели 2, 2’ и вентилятор 7 (стадия II на рис. 1). Одновременно с этим через трубы 6 в автоклав 1 подают насыщенный водяной пар из парогенератора 4 при открытом вентиле 8, осуществляют стадию постепенного нагрева в среде водяного пара. При достижении в автоклаве 1 давления 0,7 – 0,8 атм подачу пара из парогенератора 4 прекращают, вентиль 8 закрывают. Далее процесс осуществляют в среде водяного пара, перегретого термоэлектрическими нагревателями 2, 2’ до температуры 180 — 220°С (стадия III на рис. 1) с последующей выдержкой в течение 2 – 5 часов (IV на рис. 1). Давление в автоклаве 1 повышают за счет перегрева водяного пара. В случае повышения давления в автоклаве 1 выше атмосферного производят сброс пара через клапан сброса давления 11 в конденсатор 12. После нагрева осуществляют охлаждение древесины путем чередования стадий вакуумирования (V) и подачей насыщенного водяного пара (VI). Для этого включают в работу конденсатор 12 и вакуумный насос 3 при открытом вакуумном клапане 10 и ведут вакуумирование в течение 15 – 20 мин. Далее вакуумный клапан 10 закрывают, отключают вакуумный насос 3 и открытием вентиля 8 подают насыщенный водяной пар из парогенератора 4 до достижения значения давления в автоклаве 1 близкого к атмосферному. Выдержка в среде насыщенного водяного пара осуществляют в течение 5 – 10 мин. Цикл (V-VI) повторяют не менее трех раз. В результате обработанные пиломатериалы не обладают неприятным запахом жженой древесины.

Рис. 2. Схема установки для осуществления способа термической обработки древесины

Кроме того, подача пара интенсифицирует стадию охлаждения вследствие поддержания в камере давления насыщенного пара не более одной атмосферы, таким образом, создавая температуру окружающей среды не более 100°С.

Условия протекания термообработки древесины и свойства готового материала в большой степени зависят от температуры ее обработки. Если процесс проводится при температуре меньше 180°С, никаких значительных изменений физических свойств обрабатываемой древесины не происходит. В результате обработки при температуре выше 220°С свойства древесины уже существенно меняются: значительно повышается устойчивость к гниению, но одновременно снижаются гибкость и эластичность, также это приводит к большим энергозатратам.

Применение данной технологии термической обработки позволяет сделать процесс получения термодревесины менее энергозатратным за счет его осуществления при давлениях, не превышающих атмосферное, а также повысить качество термической обработки древесных пиломатериалов и удалить неприятный запах жженой древесины за счет циклического ведения стадии охлаждения древесины [4].

Список литературы:

1. Кислицин А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы. М.: Лесная промышленность, 1990. 311 с.

2. Сафин Р.Р. Термомодифицирование древесины в среде топочных газов / Р.Р. Сафин, Е.Ю. Разумов, Р.Р. Хасаншин, Н.А. Оладышкина // Вест. моск. гос. ун-та леса «Лесной вестник». 2010. №4 (73). С.95-99.

3. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров: учебник для вузов. СПб.: СПбЛТА, 1999. 628 с.

4. Сафин Р.Р. Энергосберегающая установка для сушки и термической обработки древесины / Р.Р. Сафин, Е.Ю. Разумов, Н.А. Оладышкина // Вест. казан. гос. техн. ун-та. 2010. №9. С.542-546.

Оборудование для производства термомодифицированной древесины
Главная » Оборудование для производства термомодифицированной древесины

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ТЕРМОМОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Научно-производственная фирма Уралдрев-СКМ предлагает производителям изделий из древесины инновационную технологию — оборудование для создания производства термомодифицированной древесины на собственном предприятии.

Термомодификация древесины проходит от 155 до 185 0 С. ( Thermo S)

При термообработке происходит изменение клеточного строения древесины, что приводит к модификации ее свойств. Для древесных материалов важным являются следующие характеристики:

• Долговечность. Термообработка повышает биологическую долговечность материала в 15-25 раз.
• Размерная стабильность при перепадах влажности и температуре окружающей среды улучшается в 10-15 раз.
• Гигроскопичность. Термообработка приводит к уменьшению равновесной влажности материала в среднем на 40-50%.
• Теплопроводность у термодревесины ниже на 20-25% по сравнению с необработанным деревом.
• Плотность. Термообработка уменьшает плотность на 5-10%.
• Происходит повышение твердости древесины по Бринелю
• Прочность на изгиб при температуре выше 230 0 С немного уменьшается.
• Повышенная стойкость к погодным условиям
• Удельный вес меньше на 5-10%
• Декоративные свойства выше
• Долговечность в 15-20 раз выше
• Древесина кедра, можжевельника, экзотического цедера сохраняет лечебный запах.

Физико — механические свойства термообработанной сосны. Источник (Финская ассоциация термодревесины)

Характеристика	Thermo S до 185 0 С	Thermo D до 230 0 С
Плотность, кг/куб.м.	540-560	510-530
Прочность при игзибе,МПа	100-105	90-95
Модуль Эластичности,МПа	1400-14500	13200-13500
Твердость, по Бриннелю	1,6-1,65	1,65-1,7
Паропроницаемость, по EN 927-4	5-7%	5-7%
Тепорпроводность, Вт/мК	0,9-011	0,9-0,11

Преимущества термодревесины перед обычно высушенной.

1.Высокие физико-механические и эксплуатационные свойства. С практической точки это означает: расширение сфер применения древесины; Экономия защитных средств; Возможность предоставления длительной гарантии на изделия без каких-либо дополнительных условий.

2.Эстетичный внешний вид. Процесс термообработки заметно улучшает эстетическую ценность дерева, придавая материалу вид древесины, подвергнувшейся старению. Поднимается древесная текстура. Оттенок вызван не тонировкой, а изменением в самой структуре древесины. Цвет однороден по всему сечению. Недорогие сорта древесины выглядят, как ценные породы.

3.Экологичность материалов. Такая древесина является экологичным и нейтральным по отношению к организму человека материалом.

Уралдрев-СКМ предлагает установку Vacuumterm для производства термомодифицированной древесины. Установка не имеет аналога у отечественных и зарубежных производителей.

В камере возможна термообработка любых пород древесины, как хвойных, так и лиственных.
Затраты на термообработку 1 м3 составляют от 80 до 120 кВт. Время обработки от 48 до 72 часов.

Оборудование для производства термодревесины .

Клен,береза	Ольха	Сосна

Термомодификация древесины проводится на пиломатериалах с влажностью 5-6 %.
Гарантией высокого качества термодревесины является высокое качество высушенной древесины (равномерность просыхания, отсутствие значительных внутренних напряжений).

Техническая характеристика установок СПВТ

Параметр	Единица измерения
Габаритные размеры (длина)	мм	6100	8100	8300	10300
ширина	мм	2200	2200	2350	2350
высота	мм	2400	2400	2400	2400
Размеры рабочей части (длина)	мм	4300	6300	6500	8500
ширина	мм	1920	1920	2300	2300
высота	мм	1920	1920	2300	2300
Масса камеры	кг	4000	6500	7700	9500
Напряжение	В	380	380	380	380
Разряжение	Кгсм 2	-0,92	-0,92	-0,92	-0,92
Установленная потребляемая мощность	кВт	15	18	30	36
Средняя потребляемая мощность	кВт	8	10	17	20
Максимальная загрузка	м 3	4	6	9	12

Для небольшого производства установку СПВТ можно также использовать для первоначальной сушки древесины. При этом установка работает как вакуумная сушильная камера (внутри камеры поддерживается пониженное давление, и, при этом точка кипения воды составляет 45 0 С).
После просушки пиломатериалов до необходимой конечной влажности 6% древесина остается в камере и проводится процесс термомодификации древесины.

В таком режиме работы установка СПВТ-4 может производить 25-30 м 3 термомодифи-цированной древесины в месяц. Установка СПВТ-12 — 70-75 м 3 /месяц.

Для увеличения объемов производства термомодифицированной древесины фирма Уралдрев-СКМ предлагает установить конвективную сушильную камеру объемом 30-50 м3 древесины.

При этом Производительность единого комплекса производства термомодифицированной древесины, например, сушильная камера СКМ-30 и установка СПВТ-12 составит 150 — 180 м 3 .

По всем вопросам, связанным с комплексом по производству термомодифицированной древесины, можно обратится к специалистам фирмы.

тел.(343) 383-44-72, 374-26-78
факс (343) 374-80-50

Вы можете задать интересующий вопрос, воспользовавшись этой формой. Наши специалисты ответят Вам в течении рабочего дня.

Что такое термодревесина и для чего она нужна?

В последнее время все большую популярность в строительстве приобретают экологически чистые, натуральные материалы. Один из них – термодревесина, обладающая улучшенными качественными характеристиками, привлекательная внешне, прочная и долговечная. В чем состоят преимущества материала по сравнению с классическим деревянным полотном, и где он используется? Подробнее об этом – в нашем обзоре.

Термодерево – разбираемся с ключевыми особенностями

Термодревесина (иными словами – ТМД) – строительный и облицовочный материал, получаемый в результате специальной температурной обработки хвойных и лиственных пород дерева, например – ясеня, дуба, сосны. Технология производства термомодифицированной древесины может различаться в зависимости от страны–производителя.

Набольшую распространенность приобрела финская технология. Исходный материал подлежит термогидролизной обработке при повышенных температурах до 240 ⁰С, при этом поступление воздуха минимально. Термообработка может быть как одноступенчатой, так и многоступенчатой (с повышенным давлением). Для производства термодревесины высшего качества используется ректификация – обработка с использованием инертных газов.

ТМД может иметь различные классы качества в зависимости от температуры водяного пара, используемого в процессе обработки:

• до 190 ⁰С – первый класс – материал склонен к легкому изменению оттенка;
• до 210 ⁰С – полотна второго класса, характеризуются более высокими качественными характеристиками, в частности – прочностью и плотностью, имеют более темный оттенок;
• до 240 ⁰С – высший класс – изделия обладают максимальной прочностью и плотностью.

В процессе температурной обработки полотна ТМД не только теряют влагу, но и полисахариды, активно способствующие процессу гниения материала. Ранее для этих целей применяли химические реагенты – материал приобретал улучшенные качественные характеристики, однако становился опасным для использования и окружающей среды. Высокотемпературная модификация признана полностью безопасной.

История появления материала

Придать дереву повышенную прочность и сделать его устойчивым к неблагоприятным факторам пытались еще несколько столетий назад: полотна обжигали, проводили обработку маслами.

Впервые исследования влияния термообработки на свойства дерева были проведены в 30–е годы прошлого столетия в Германии. Чуть позже подобные исследования стали проводиться в США, Нидерландах и других европейских странах. Ответственнее всего к задаче подошли финские ученые, представив мировому сообществу уникальную технологию высокотемпературной обработки древесины с использованием водяного пара. Сегодня производство ТМД широко распространено в России, странах Европы и Америки.

Свойства материала

В силу термомодификации древесина имеет ряд преимуществ:

1. Повышенная устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды. В процессе обработки материал приобретает более плотную структуру, что приводит к потере гигроскопичности. Полотна термодревесины не поддаются воздействию влаги – даже при длительном погружении в воду она не накопит более 7–8 % жидкости от общей массы, не потеряет своих качественных характеристик в сезон затяжных дождей и снегопадов.
2. Стабильность формы – термомодифицированная древесина имеет стабильные габариты и геометрию, не склонна к образованию глубоких и мелких трещин.
   
3. Прочность – в процессе обработки даже самые мягкие сорта дерева приобретают характерную жесткость и твердость. Это исключает образование вмятин и впадин в процессе дальнейшей эксплуатации – испортить поверхность практически невозможно.
4. Безопасность – материал является экологичным и полностью натуральным, обладает высокой степенью огнеустойчивости, не склонен к воспламенению.
5. Долговечность – термомодифицированная древесина устойчива к воздействую бактерий, грибков, что позволяет использовать ее как для внешней, так и внутренней применения. Срок службы составляет не менее 30 лет.
6. Привлекательный внешний вид – ТМД представлена в многообразии фактур и рисунков, что позволяет использовать материал для реализации любых строительных проектов.

Несмотря на многообразие явных преимуществ, к недостаткам можно отнести лишь высокую стоимость материала. Однако, если учесть длительный срок эксплуатации и другие качественные характеристики, минус можно опустить.

Где применяется термодревесина?

Термомодифицированная древесина – не только эстетичный, но и надежный материал для внешней и внутренней отделки террас, коттеджей, деревянных домов, дачных беседок и даже напольных покрытий.

Термодревесина используется повсеместно:

1. В беседках, на летних верандах – такие зоны являются неотапливаемыми и открытыми. Именно поэтому при проектировании и строительстве следует задуматься о использовании устойчивого и долговечного материала, который «не боится» перепадов температур, ветров и обильных осадков. В результате использования ТМД элементы конструкции сохранят первоначальное качество и внешний вид: полы и стены не растрескаются и не рассохнутся – не придется обновлять покрытия ежегодно.
   
2. На фасадах – облицовка термодоской прослужит долгие годы и сохранит первозданный вид. К тому же, такой фасад не требует специального дорогостоящего ухода – подойдут классические средства.
3. В банях, саунах, ванных комнатах и прилегающих к ним территориям. Термодерево имеет отличную устойчивость к влаге, плесени и грибку, медленно нагревается и практически не проводит тепло.
   
4. На дачных и садовых дорожках. Такие элементы не только украсят участок, но и значительно облегчат доступ даже при самых неблагоприятных погодных условиях. Материал выдерживает повышенные нагрузки, что обеспечивает его долговечность.
   

Как окрасить термодерево?

Несмотря на высокую устойчивость в влаге и неблагоприятным условиям, термодревесина может потерять внешний вид в силу воздействия УФ–лучей, особенно в южных регионах. Со временем поверхность выгорает, приобретая характерный серовато–бежевый оттенок с грязным подтоном.

Однако, такой эффект проявляется лишь визуально – по сравнению с классической древесиной, ТМД не разрушается изнутри и сохраняет прочность. Именно поэтому необходимо использовать защитные покрытия – в противном случае в течение года под воздействием солнца материал выгорит до 0,1 мм.

Для того чтобы сохранить привлекательный внешний вид термодревесины, профессионалы рекомендуют использовать средства на масляной основе. Натуральные масла являются безопасным и экологически чистым продуктом. Они выгодно подчеркивают структуру доски, при этом не образуют на ее поверхности пленку, которая со временем будет только разрушаться. Использовать масла просто – перешлифовка поверхности ТМД не требуется – достаточно обновить финишный слой.

Процедура окрашивания термодревесины во многом зависит от области использования материала. При этом необходимо соблюдать общие правила:

1. Для нанесения составов на масляной основе лучше всего использовать кисти с натуральным или смешанным ворсом.
2. При обработке древесины целесообразнее отдать предпочтение цветным маслам, так как натуральная поверхность достаточно быстро выгорает. Заколерованные покрытия надежно защитят термодревесину от воздействия солнечных лучей.
3. Наносить покрытие необходимо в два слоя: для первого используется цветное тиковое масло. Для обработки вертикальных поверхностей вторым слоем следует нанести цветное масло для наружных работ, горизонтальных – цветное масло для террас.

Обновлять декоративно–защитный слой на фасадах и вертикальных поверхностях рекомендуется не менее одного раза в пять лет. Что же касается горизонтальных поверхностей – наносить покрытие рекомендуется каждые два года. Однако, следует ориентироваться на конструкционные особенности и внешний вид здания.

Использование термодревесины – хороший выбор для ценителей эстетики, натуральности и безопасности. Качественные характеристики, надежность и длительный срок службы делают материал универсальным.

Что такое термообработанная древесина? Ее достоинства и применение в жизни +Фото и Видео

При строительстве или отделочных работах излюбленным материалом было и остается до сих пор дерево. Но, чтобы деревянные материалы долго служили, не гнили, не набухали и не усыхали, их приходится предварительно обрабатывать разными химическими веществами.

Но не всем хочется сталкиваться с химией, поэтому сейчас стала широко использоваться термообработанная древесина.

Термообработанная древесина, описание

Многие задаются вопросом, что это такое термообработанная древесина? Это деревянные изделия, которые прошли термическую обработку под высокими температурами без добавления химических средств.

Благодаря такой обработке дерево получает много положительных качеств:

• — повышается срок эксплуатации деревянных изделий;
• — поверхность изделия высокого качества;
• — может выдержать разные перепады температуры;
• — практически не усыхает, в отличие от обычного дерева;
• — экологически чистый материал без использования химии, поэтому не имеет никаких посторонних запахов;
• — термообработанное дерево имеет слабую воспламеняемость, плохо разгорается;
• — такая древесина не поддается процессу гниения;
• — у данного дерева тон на срезах будет одинаковый.

Технология термической обработки древесины

Данную технологию изобрели финские специалисты.

Она состоит из нескольких стадий обработки:

• — сначала древесина просушивается путем помещения ее в камеру для сушки на длительное время при температуре от 100-300 градусов. На этом этапе обработке вся влага с древесины убирается;
• — термическая обработка – для такой обработки в камеру, где находится древесина, запускают горячий пар, температура там выше 250 градусов.

ВАЖНО! Термическая обработка производится около 3 часов. Ппод конец термообработанную древесину охлаждают, снижая температуру в камере, влажность изделия делается 4-6%.

Термическая обработка есть разная:

1. — одноступенчатая;
2. — многоступенчатая – при такой обработке пар подается под определенным давлением.

ВАЖНО! Для изготовления термодревесины наивысшего качества под давлением подается не воздушный пар, а азот (делается ректификация). Древесина может отличаться внешним видом, оттенком и своими свойствами, если обрабатывать разной температурой пара, следовательно, и цена у нее будет разная.

Поэтому она подразделяется на классы:

• — первый класс — обработка паром до 190 о С, оттенок слега меняется, свойства улучшены по минимуму;
• — второй класс – обработка паром до 210 о С, оттенок получается темнее, повышается прочность древесины, а также становится выше устойчивость к процессу гниения;
• — третий класс – обработка паром до 240 о С, у дерева насыщенные темные оттенки, здесь все свойства повышены до максимума (прочность, устойчивость, плотность).

ВАЖНО! Прежде чем купить термодревесину уточните, какого она класса, и определитесь, какого оттенка вам она необходима при строительстве.

Как изготовить термообработанную древесину дома самому?

Купить термически обработанную древесину не составляет труда, например, купить в Санкт-Петербурге или купить в Москве, она сейчас продается везде. Но обычно только в специализированных магазинах. Только и стоимость на нее гораздо выше, чем на обычное дерево. Поэтому многие умельцы все часто задают такой вопрос – как можно сделать такую древесину своими руками в домашних условиях?

При большом желании это сделать, возможно. Только процесс изготовления термодревесины очень трудоемкий, но результат того стоит.

Для изготовления термической камеры нам понадобятся следующие элементы:

• — емкость, которая будет совсем плотно закрываться, чтобы воздух ни в коем случае при обработке дерева не могу туда проникнуть (она будет служить самой камерой);
• — решить каким образом данная емкость будет нагреваться (электричеством, газом или же твердым топливом);
• — подобрать емкость для воды, чтобы сделать внутри основной емкости влажность нужного уровня;
• — для всех процедур нужен будет инструмент для работы по металлу.

В камеру для термодерева размещается емкость с водой для того, чтобы шло испарение воды из-за высокой температуры. Это предотвратить возможность возгорания древесины. Для поддержания высокой температуры камера должна хорошо обогреваться.

ВАЖНО! Камера обязательно должна закрываться герметично, поскольку если туда попадет кислород, то возникнет риск возгорания древесины.

Этот вариант подходит, если вам необходимо обработать деревянные изделия больших размеров. Для обработки небольших отрезков дерева есть, и другой способ как это сделать своими руками. Взять дерево, кипятить его в течение 1,5 часа, после чего обвернуть в тряпки или бумагу и сушить эти деревянные изделия около печи, батареи или обогревателя.

Использование термообработанного дерева

Из-за своих положительных качеств термодревесина является универсальным материалом. Его можно использовать строительства садовой беседки, террасы. Отлично смотрится в качестве внешнего отделочного материала для фасада дома, может служить еще и напольным покрытием.

Фасадная термодревесина – представлена в виде вагонки, блок-хауса. Красивый внешний вид у таких изделий сохраняется долго, не требует сильного ухода.

Во влажных помещениях (сауна, баня) также часто можем встретить использование термодоски. Она не сильно нагревается и не боится влажности.

Хоть термообработанная древесина и имеет много достоинств, но есть и недостаток – под воздействием солнечных лучей поверхность со временем выгорает и оттенок становится серым. Но повреждается только самый верхний слой, внутри она остается прочной. Для того чтобы предотвратить выгорание можно дополнительно обработать термодерево масляными средствами. После чего такая древесина будет служить вам долгое время, и радовать глаз своим красивым внешним видом.

Еще один недостаток, это, конечно же, стоимость такой древесины, но мы вам описали возможность сделать ее своими руками, что будет гораздо выгоднее.