冷却乙酰化木材件制造技术

描述了用于生产乙酰化木材件的方法、冷却系统和木材乙酰化设备。用于生产乙酰化木材件的方法包括使木材件乙酰化和使所述乙酰化木材件冷却，其中所述冷却包括将液态水供应至所述乙酰化木材件以提供润湿的木材件以及将所述润湿的木材件暴露于气流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却乙酰化木材件专利
本专利技术涉及用于生产乙酰化木材件(woodelements)的方法，所述方法包括冷却步骤。在所述冷却步骤中，木材件优选地从120℃至180℃的温度冷却至优选地低于60℃。专利技术背景木材的乙酰化一直被认为是改善其他非耐久软木物质的耐久性的方法。乙酰化可以用于改善木材性质，例如硬度和尺寸稳定性。这些方法的背景参考文献包括WO2013/117641和WO2013/139937。使木材乙酰化通常涉及在加热时使木材件与包含乙酸酐和/或乙酸的乙酰化流体接触。所述乙酰化流体通常是再循环的。木材的乙酰化提供热的乙酰化木材件，其温度通常为至少120℃或至少150℃，通常为160℃至180℃。因此，乙酰化木材件对于存储和进一步处理太热。具有这种温度的乙酰化木材件的存储涉及阴燃(无焰燃烧)的风险，即使在木材件缓慢地冷却至环境温度时也是如此。因此，乙酰化木材件的冷却是必要的，特别是如果乙酰化木材件不立即进一步处理的话。然而，目前的冷却方法对于(乙酰化)木材件是不令人满意的。木材件的低传热系数使冷却具有挑战性。特别是对于气体冷却和间接热交换的冷却，低传热系数会引起问题。通过使冷却气体流过乙酰化木材件进行冷却是不够有效的，并且需要非常高的气体流量和木材件的较长停留时间。鉴于从冷却设备至木材件的非常差的热传递，间接冷却不能提供均匀且快速的冷却。将乙酰化木材件浸没在冷却浴中的另外的方法并不具有吸引力，因为这会导致湿的乙酰化木材件。冷却的木材件甚至可能滴液。此外，存在残余的乙酰化流体从乙酰化木材件浸出进入冷却液中的风险。因此，特别是对于乙酰化木材件需要更好的冷却方法，并且需要结合这些方法的过程。理想地，这些方法快速且有效，并且不涉及现有技术方法的上述缺点。JPH06-198610描述了一种方法，其中通过锯碎木材获得的木纤维在液相中乙酰化，然后该乙酰化木纤维累积并形成一体。专利技术概述为了更好地处理一个或多个上述期望，本专利技术在一方面提供了生产乙酰化木材件的方法，其包括使木材件乙酰化和使所述乙酰化木材件冷却，其中所述冷却包括将液态水供应至所述乙酰化木材件以提供润湿的木材件并将所述润湿的木材件暴露于气流。在另一方面，本专利技术涉及冷却系统，其包括喷水室、所述喷水室下游的蒸发段以及气体再循环回路，其中所述喷水室包括木材件的入口、喷洒水的液体分配器和木材件的出口，并且其中所述蒸发段包括木材件的入口和出口、用于将木材件从所述入口连续运输至所述出口的输送机、以及用于将气体引入所述蒸发段的具有至少一个开口的入口导管和用于将气体从所述蒸发段内排出的具有至少一个开口的出口导管，其中所述导管连接至所述气体再循环回路，并且其中所述导管的所述开口不同于木材件的所述入口和出口。本专利技术还涉及木材乙酰化设备。附图简述图1示出了使根据本专利技术的木材件冷却的方法的非限制的示例性实施方案的工艺方案。详述本专利技术通常涉及乙酰化木材件的生产和乙酰化木材件的冷却。本专利技术在一个方面基于这样明智的见解，即用液体使热乙酰化木材件润湿和使所述液体从所述润湿的木材件蒸发的结合对乙酰化木材件提供了有效的冷却。因此，所述方法包括将液体、优选水供应至乙酰化木材件以提供润湿的木材件并将所述润湿的木材件暴露于气流。所述暴露于气流引起与所述木材件接触的含水液体的蒸发，导致木材件的温度降低。在本专利技术中，润湿和暴露用于提供热的乙酰化木材件的蒸发冷却。这可以与例如使用蒸发冷却来冷却空气的空气调节方法形成对比。所述方法包括使木材件乙酰化。使木材件乙酰化的步骤通常涉及使木材件与包含乙酸酐和/或乙酸的乙酰化流体接触。在接触期间，木材件的温度升高至120℃至180℃范围的温度，更优选地升高至150℃至180℃的最终温度。所述乙酰化步骤优选地为连续加工步骤。该加工可以为分批或连续加工，或者包括分批和连续加工步骤的组合。优选地，所述冷却步骤为连续加工步骤。更优选地，所述暴露步骤为连续加工步骤。优选地，所述乙酰化包括从所述乙酰化木材件中除去过量的乙酰化液体，例如在减压下。优选地，所述方法包括在乙酰化与冷却步骤之间的精加工步骤。所述精加工步骤通常具有降低木材件中的未反应的乙酸酐和形成的乙酸的含量的目的。精加工步骤优选地包括将乙酰化木材件暴露于减压和/或高温，例如约130℃或更高。通常，从精加工步骤获得的木材件具有高于120℃的温度，例如高于150℃。优选地，乙酰化的和任选地精加工的木材件具有120℃或更高的温度，例如150℃或更高，以及优选地高于15wt.％或高于17wt.％或高于20wt.％或高于21wt.％的乙酰基含量；优选地在其几何中心处。优选地，以干基计，例如通过精加工步骤获得的乙酰化木材件还具有小于1wt.％、或小于0.9wt.％或小于0.5wt.％的残余酸含量。优选地，冷却的木材件具有这样的乙酰基含量和/或残余酸含量。木材的乙酰基含量可以如下确定。将样品研磨成木材颗粒。从这些样品中，通过用水洗涤并且随后在103±2℃下干燥14小时至24小时来除去残余的痕量乙酸和/或乙酸酐。在称量这些干燥的样品之后，通过在高温(通常为90℃)下用氢氧化钠溶液皂化，乙酰基团以乙酸根离子的形式从木材中释放。该皂化反应进行4小时，每15分钟搅拌一次。在用标准乙酸盐溶液校准HPLC并使用丁酸钠作为内部标准物之后，乙酸根离子通过高压液相色谱(HPLC)定量。残余的乙酸(RA)含量是木材中含有的残余的、未结合的乙酸的量度(包括通过残余的、未结合的乙酸酐水解形成的乙酸)。乙酸也可以源自木材本身，因此RA测量原始乙酸和从乙酰化反应留下的乙酸。为了确定残余酸含量(RA)，将明确定义量的3g至5g样品材料在去矿质水中摇动1小时。在该提取步骤之后，通过过滤将样品与水馏分分离。随后，使用酚酞作为指示剂，用已知的氢氧化钠(NaOH)溶液滴定该水馏分，由此可以计算样品的残余酸浓度。所述方法包括使所述乙酰化木材件冷却。优选地，将木材件冷却至低于100℃或低于80℃的温度，更优选地低于60℃或低于40℃的温度，例如冷却至环境温度，通常高于5℃。优选地，在所述冷却期间，更特别地在暴露于气流期间，木材件的温度降低至少30℃或至少50℃，更优选地至少80℃。优选地，在蒸发段出口处的木材件具有低于100℃或低于80℃，更优选地低于60℃或低于40℃的温度，例如环境温度。如果在蒸发段中保持与环境不同的气氛，例如惰性气氛，则蒸发段的出口任选地以将木材件转移至环境气氛和/或与气流不同的气氛为特征。优选地，该冷却在小于30分钟或小于15分钟内实现。冷却的木材件可以例如具有小于35wt.％的水含量，例如1wt.％至8wt.％或5wt.％至10wt.％，特别是在蒸发段的出口处。本专利技术通常涉及生产乙酰化木材件。鉴于较低的比表面积(m2表面积/kg木材)，与例如木质纤维相比，特别是冷却木屑、木质束和颗粒具有挑战性。例如，所述木材件包含选自木材片、木材束和木材颗粒中的一种或多种或由其组成。本专利技术的方法和系统例如用于耐久和非耐久硬木以及耐久和非耐久的软木的乙酰化。木材件优选地属于非耐久木材物质，例如非耐久硬木或软木，例如针叶树，典型地为云杉、松树或冷杉。优选的木材类型是云杉、西加云杉、海岸松、欧洲赤松、辐射松、桉树、红桤木、欧洲桤木、山毛榉和桦树。一些类型的木材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于生产乙酰化木材件的方法，包括使木材件乙酰化和使所述乙酰化木材件冷却，其中所述冷却包括将液态水供应至所述乙酰化木材件以提供润湿的木材件以及将所述润湿的木材件暴露于气流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.23 EP 16175947.71.用于生产乙酰化木材件的方法，包括使木材件乙酰化和使所述乙酰化木材件冷却，其中所述冷却包括将液态水供应至所述乙酰化木材件以提供润湿的木材件以及将所述润湿的木材件暴露于气流。2.根据权利要求1所述的方法，其中使所述气流与每1kg干燥的木材件含有10g至500g水的木材件的流接触。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述木材件具有至少两个至少0.15mm的尺寸。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述木材件包含选自木材片、木材束和木材颗粒中的一种或多种。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使所述气流与具有至少120℃温度的润湿的木材件接触。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述润湿的木材件暴露于气流期间，所述木材件的温度降低了至少30℃。7.根据权利要求1所述的方法，其中：-使所述气流与每1kg干燥的木材件含有100g至250g水的木材件的流接触；-所述木材件包含选自木材片、木材束和木材颗粒中的一种或多种；-使所述气流与具有至少120℃温度的润湿的木材件接触；以及-在所述润湿的木材件暴露于气流期间，所述木材件的温度降低了至少30℃。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述气流包含小于5体积％的氧气。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述暴露于气流期间，输送润湿的木材件通过蒸发段。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述冷却包括将水喷洒在所述乙酰化木材件上以提供均匀润湿的木材件，并且随后在所述蒸发段中的所述润湿的木材件上提供包含小于5体积％的氧气的气流。11.根据权利要求10所述的方法，其中以与所述木材件交叉流动的方式提供所述气流。12.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：特奥多鲁斯·赫拉尔杜斯·马里纳斯·玛丽亚·卡彭，史蒂芬·约翰·本斯特德，
申请(专利权)人：特里高亚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB