Systems. Methods. Technologies 4 (40) 2018

Системы Методы Технологии. В.А. Шамаев и др. Пропитка древесины … 2018 № 4 (40) с. 152-156 153 Wood impregnation with fluids under pressure V.A. Shamaev 1 a , O.A. Kunitskaya 2 b , I.V. Grigorjev 2 c , I.N. Medvedev 1 d , D.A. Parinov 1 e , S.S. Burmistrova 1 f 1 Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov; 8, Timiryazev St., Voronezh, Russia 2 Yakutsk State Agricultural Academy; 3rd km, 3, Sergelyakhskoe Highway, Yakutsk, Russia a drevstal@mail.ru , b ola.ola07@mail.ru, c silver73@inbox.ru , d medved-vrn82@mail.ru , e dmitryparinov@mail.ru , f sve2091@yandex.ru a https://orcid.org/0000-0002-1762-7956, b https://orcid.org/0000-0001-8542-9380, c https://orcid.org/0000-0002-5574-1725 , d https://orcid.org/0000-0002-8214-3333, e https://orcid.org/0002-7558-8836 , f https://orcid.org/0002-7558-7933 Received 06.11.2018, accepted 12.11.2018 In recent years, the production of modified wood obtained by the autoclave impregnation method has developed abroad. Wood brands such as Accoja, Kebony, Belmadur are water-resistant and do not change their size in an environment with variable humidity and temperature. The main impregnation equipment is an autoclave. This article discusses various methods of autoclave impregnation of wood under pressure. The classification of tree species as a material for impregnation and the description of methods of autoclave impregnation and characteristics of autoclaves are given. A common disadvantage of autoclave impregnation is that the wood before impregnation must be dried to a moisture content of 40% when impregnated with aqueous solutions and to a moisture content of 30% when impregnated with oily liquids. After impregnation, a re-drying operation follows. To avoid two dryers, the technology of through- pressure autoclave impregnation from the end under pressure of raw cylindrical logs with a diameter of 15-35cm and a length of 3m has been developed. A plant operating according to this principle is not currently commercially available, but there is a pilot plant in “Modification” LLC (Voronezh). The advantage of this device is that the through impregnation of moderately impregnated wood in time is 2-3 hours, and the impregnation of spruce and larch wood, which are considered to be non-impregnated, has a duration of 12-20 hours of both in water and in oily solution. Keywords: wood; autoclave; pressure; vacuum; impregnation; antiseptics; flame retardants. Введение Пропитка (импрегнирование) древесины является основным способом улучшения свойств (облагоражива- ния) древесины и используется уже более 200 лет. Отечественная школа пропитки связана с такими из- вестными именами, как П.С. Серговский, Н.А. Оснач, Д.Н. Лекторский, С.Н. Горшин [1–6]. По пропитываемости отечественные лесные породы делятся на 3 группы: 1 — легкопропитываемые (береза, ольха, бук, заболонь осины, тополя, сосны); 2 — уме- ренно пропитываемые (кедр, дуб, ясень, клен, липа, ядро сосны); 3 — труднопропитываемые (ель, лиственница, пихта). Ель и лиственница считаются практически не пропитываемыми породами из-за закупоривания пор смолой, глубина пропитки не превышает 3–5 мм. В качестве пропитывающих составов используются водорастворимые и маслянистые антисептики, антипи- рены, упрочняющие модификаторы, красители. Основ- ное применение пропитанная древесина находит в про- изводстве шпал, столбов ЛЭП, древесных строитель- ных конструкций [12–14]. Обсуждение вопроса. В последние годы за рубежом получило развитие производство модифицированной древесины, получаемой методом автоклавной пропитки. Древесина таких марок, как Accoja, Kebony, Belmadur является водо- и влагостойкой и не меняет своих раз- меров в среде с переменной влажностью и температу- рой. Основным оборудованием пропитки является ав- токлав [9–11]. Схема технологического оборудования представлена на рис. 1. Столбовую древесину одной породы, определенной длины и влажности с помощью кран-балки грузят на ва- гонетки и подают в автоклав для пропитки водным рас- твором, например, комбинированного антисептика до- налита «УАлл», концентрация которого, в зависимости от времени года и влажности древесины, составляет от 3,5 до 8 %. Рис. 1. Схема технологического оборудования для пропитки древесины: 1 — автоклав; 2 — мерник с указателем количе- ства жидкости; 3 — маневровый резервуар; 4 — вакуум- насос с водоотделителем; 5 — смесительный бак; 6 — загру- зочное устройство; 7 — фильтр; 8 — бак для сбора стоков; 9 — компрессор и ресивер; 10 — центробежный насос Приготовление раствора антисептика производится в смесительном баке. Бак заполняют водой, температу- ра которой должна быть не более 30 °С. Соль антисеп- тика засыпают в смесительный бак через загрузочное устройство. Перемешивание осуществляется центро- бежным насосом ЗК-9 до полного растворения соли ан-