Массоперенос при конвективной сушке лиственничных пиломатериалов

Сушка древесины относится к сложным технологическим процессам. Поэтому возможны различные варианты подхода к механизму эмиссии воды из древесины при конвективной сушке. До настоящего времени не сложилось какого-либо однозначного понимания механизма влаги из такой породы древесины как лиственница. В работе предложены основные положения механизма удаления воды при конвективной сушке, основанной на баромембранном процессе. Любой процесс переноса основывается на наличии двух основных компонентов: подвижная субстанция, сила по перемещению субстанции. В процессе роста дерева формируется водный раствор экстрактивных веществ. Основу данной группы веществ в древесине лиственницы составляет арабиногалактан. Макромолекулы арабиногалактана обладают относительно невысокой молекулярной массой. Арабиногалактан при взаимодействии с водой формирует ион энергетически рациональной формы, что предопределяет аномально низкие значения вязкости водных растворов. Повышение температуры переводит древесину лиственницы в химически активное состояние. В результате, сформированная парогазовая смесь в микрополости клетки древесины лиственницы создаёт избыточное давление. Непосредственно перенос водного раствора экстрактивных веществ наблюдается в тех областях, где наблюдается градиент давления – это в первую очередь на границе сред (поверхностные слои доски). В начальный период сушки наблюдается интенсивная эмиссия водного раствора экстрактивных веществ. При этом скорость эмиссии тем больше, чем выше температура древесины. Поэтому, чем выше температура в начальный период сушки, тем быстрее наблюдается перевод мембран из группы неселективных в селективную, снижая тем самым производительность мембранной системы. Таким образом, уменьшается временной отрезок сушки, при котором наблюдается повышенная скорость эмиссии раствора и соответственно воды. Следовательно, температурным уровнем в начальном периоде сушки возможно управлять скоростью эмиссии воды из древесины лиственницы.

1. Баженов В. А., Москалева В. Е. О проницаемости древесины заболони и ядра сосны жидкостями и о возможности ее регулирования // Труды Ин-та леса. 1953. Т. 9. С. 205–215.

2. Харук Е. В. Проницаемость древесины газами и жидкостями. Новосибирск : Наука, 1976. 189 с.

3. Серговский П. С., Расев А. И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины : учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М. : Лесн. пром-сть, 1987. 360 с.

4. Шубин Г. С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины. М. : Лесн. пром-сть, 1973. 248 с.

5. Зарипов Ш. Г., Ермолин В. Н. Избыточное давление в лиственничных пиломатериалах при низкотемпературной конвективной сушке // Лесной журнал. 2011. № 4. С. 52–57.

6. Левин Э. Д., Денисов О. Б., Пен Р. Э. Комплексная переработка лиственницы. М. : Лесн. пром-сть, 1978. 224 с.

7. Чудинов Б. С. Вода в древесине. Новосибирск : Наука, 1984. 267 с.

8. Хванг С.-Т., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения. М. : Химия, 1981. 464 с.

9. Зарипов Ш. Г. Совершенствование технологии сушки лиственничных пиломатериалов : дис. … д-ра техн. наук. Архангельск, 2016. 243 с.

10. Зарипов Ш. Г. Влияние водорастворимых экстрактивных веществ на процесс переноса влаги при конвективной сушке лиственничных пиломатериалов // Известия СПбЛА. 2012. № 201. С. 178–186.

11. Зарипов Ш. Г., Ермолин В. Н. Перераспределение водорастворимых экстрактивных веществ в древесине лиственницы в процессе конвективной сушки // Хвойные бореальной зоны. 2010. № 3-4. С. 352–354.

12. Кротов Л. Н., Ослонович В. Н. Температурные поля, поля влажности и давление в древесине при высокотемпературной сушке // Лиственница. 1968. Т. III. С. 408–419.

13. Свитцов А. А. Введение в мембранную технологию : учеб. пособие. РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2006. 170 с.

14. Якушкина Н. И., Бахтенко Е. Ю. Физиология растений. М. : Владос, 2004. 464 с.

15. Оводов Ю. С. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность // Биоорганическая химия. 1998. Т. 24, № 7. С. 483–501.

16. Иммуномодулирующие свойства арабиногалактана лиственницы сибирской (Larix sibirica L.) / В. И. Дубровина, С. А. Медведева, Г. П. Александрова и др. // Фармация. 2001. № 5. С. 26–27.

17. Антонова Г. Ф., Тюкавкина Н. А. Водорастворимые вещества лиственницы и возможности их использования // Химия древесины. 1983. № 2. С. 89–96.

18. Бочков А. Н., Афанасьев В. А., Заиков Г. Е. Образование и расщепление гликозидных связей. М. : Наука, 1978. 179 с.

19. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. Л. : Химия, 1983. 295 с.

20. Глинка Н. Л. Общая химия : учеб. пособие для вузов / под ред. А. И. Ермакова. 29-е изд., испр. М. : Интеграл-Пресс, 2002. 728 с.

21. Нобел П. Физиология растительной клетки (физико-химический подход) : пер. с англ. М. : Мир, 1973. 288 с.

22. Бартенев Г. М. Прочность и механизм разрушения полимеров. М. : Химия, 1984. 280 с.

23. ГОСТ 19773–84. Пиломатериалы хвойных и лиственных пород. Режимы сушки в камерах периодического действия. Введ. 1985-01-01. М. : Изд-во стандартов, 1989. 14 с.