Разработка технологий и оборудования термического модифицирования пиломатериалов

• Автор: Разумов, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 498 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О

ТЕРМООБРАБОТКЕ ДРЕВЕСИНЫ

ЕЕ Анализ способов термообработки древесины

1.2. Химизм процесса термомодифицирования древесины

процесса термической переработки древесины

ЕЗ. Анализ свойств термомодифицированной

древесины как объекта обработки

Выводы
Глава II. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ
ТЕРМОМОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ
2.1. Качественный анализ термомодифицированной
древесины
2.2. Исследование физических свойств образцов
древесины, подвергнутых термическому модифицированию
2.3. Исследование механических свойств
термомодифицированной древесины
2.4. Исследование термомодифицированной
древесины на биостойкость
Выводы
Глава III. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ ТЕРМИЧЕСКОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ
ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
3.1. Физическая картина процесса
3.2. Формализация процесса
3.3. Математическое описание процессов термической
обработки плоских древесных пиломатериалов

3.3.1. Тепломассоперенос в условиях внешней задачи
3.3.1.1. Тепломассоперенос в процессе термомодифицирования пиломатериалов в среде
перегретого водяного пара
3.3.1.2. Тепломассоперенос в процессе термической
обработки древесины в жидкостях
3.3.1.3. Тепломассоперенос в процессе термической
обработки древесины в среде инертных газов
3.3.2. Тепломассоперенос в условиях
внутренней задачи
3.4. Алгоритм расчета процесса термомодифицирования
древесины
Выводы
Глава IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕРМОМОДИФИЦИРОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
4.1. Экспериментальная установка для исследования процессов, протекающих при вакуумно-кондуктивном термомодифицировании древесины
4.1.1. Математическое моделирование и экспериментальное исследование процессов модифицировании древесины
в кондуктивных аппаратов
4.2. Экспериментальная установка для исследования процессов, протекающих в процессе сушки и
термомодифицирования древесины в жидкостях
4.2.1. Математическое моделирование и экспериментальное исследование термомодифицирования древесины
в жидкостях

4.3. Экспериментальная установка для исследования процессов, протекающих в процессе сушки и
термомодифицирования в газообразных средах
4.3.1. Математическое моделирование и экспериментальное исследование процесса термомодифицирования
древесины в среде топочных газов
4.4. Исследования процессов вакуумно-конвективного термомодифицирования древесины в среде водяного пара
4.4.1. Экспериментальная установка для исследования процессов, протекающих при вакуумно-конвективном термомодифицировании древесины в среде
перегретого водяного пара
4.4.2. Экспериментальная установка для исследования процессов, протекающих при термомодифицировании древесины в среде насыщенного водяного пара
4.4.3. Математическое моделирование и экспериментальное исследование процессов, протекающих при
термомодифицировании древесины в среде водяного пара
Выводы
Глава V. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ СУШКИ И ТЕРМОМОДИФИЦИРОВАНИЯ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
5.1. Пути использования различных технологий
термомодифицирования древесины
5.2. Опытно-промышленная апробация контактного метода термомодифицирования пиломатериалов
5.2.1. Пилотная установка вакуумно-кондуктивной
сушки и термомодифицирования пиломатериалов

целлюлозы происходит в основном за счет аморфной части и степень полимеризации падает довольно быстро. Это объясняется тем, что образовавшаяся в результате гидролиза гемицеллюлозы уксусная кислота деполимеризует микрофибрилы целлюлозы на аморфных участках и кристаллическая часть в этих условиях сохраняется. При низкотемпературной деструкции реакции расщепления цепей по гликозидным связям сопровождаются реакциями дегидратации, в результате чего уменьшается длина полимерных цепочек и увеличивается кристалличность целлюлозы, повышается ее химическая стойкость и снижается активность. В результате реакций дегидратации в качестве летучего продукта выделяется вода, но частично происходит и распад глюкопиранозных звеньев, о чем свидетельствует образование С02 и низкомолекулярных летучих альдегидов [41, 47].
Данные изменения положительно влияют на показатели равновесной влажности и стабильности размеров термомодифицированной древесины, значительно снижается способность к впитыванию влаги - гигроскопичность, что в свою очередь ведет к повышению стабильности ее размеров. При этом несколько увеличатся показатели твердости древесины при незначительном уменьшении ее прочности [204].
Важно отметить, что основные реакции деструкции древесины начинаются при температуре 280 - 290 °С, поэтому термомодифицирование при более высоких температурах не проводится.
Таким образом, изменения следует ожидать, что изменение химического состава древесины в результате термомодифицирования положительно повлияет на показатели равновесной влажности, твердости древесины, биостойкости, вследствие существенного снижения объема материала, чувствительного к грибку. С разложением гемицеллюлозы также снижается концентрация водопоглощающих гидроксильных групп, что приводит к улучшению показателей размеро- и формоустойчивости обработанной древесины.