專利名稱：用臭氧處理木制材料的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及處理木制材料的方法和系統(tǒng)。
技術(shù)背景木制材料，包括木板、板條箱、托盤和墊板，通常用于運輸和包裝。木 制材料可被處理以消毒木材和消除可存在于木材中的細菌、霉菌、真菌、酵 母菌、孢子、昆蟲和其它生物有機體。然而，現(xiàn)有處理方法消耗過多的能量， 并且會木制材料干燥。發(fā)明內(nèi)容概括而說，木制材料可被處理以消毒和消除有害物，包括細菌、霉菌、 真菌、酵母菌、孢子、昆蟲和其它生物有機體，方法是通過施加有效量的臭 氧至木制材料。在其它情況下，所述方法可發(fā)生在大氣壓力下。在某些情況下，所述方法包括加熱木制材料。加熱木制材料可在預定溫 度下在容器中進行一預定時間。加熱可包括施加蒸汽至木制材料。所述蒸汽可具有小于IOO攝氏度和小于90攝氏度的溫度。在某些情況下，所述蒸汽 可具有大於60攝氏度的溫度。另 一方面，制造木材處理系統(tǒng)的方法包括獲得容器，連接容器至控制器， 所述控制器可控制施加有效分量的臭氧至木制材料。木材處理系統(tǒng)可包括容 器和臭氧發(fā)生器。所述木材處理系統(tǒng)也可包括控制器，所述控制器可控制施 加有效分量的清洗氣體至容器。另一方面，木材處理系統(tǒng)也可包括控制器，所述控制器可控制降低容器 中的壓力。所述控制器可控制施加有效分量的蒸汽至容器。所述蒸汽可在小 于IO(TC，小于9(TC或大于60。C或它們的組合下被施加。在木材處理的過程 中，系統(tǒng)中的壓力可在50至700mBar之間。
木材處理系統(tǒng)可包括控制器，所述控制器可控制施加有效分量的清洗氣 體至容器。所述清洗氣體可以是凈化的空氣或氧氣。所述木制材料可以是木板、木制結(jié)構(gòu)、板條箱、托盤、墊板或其它木制 物品。在以下附圖和描述中將說明細節(jié)。其它特征、目的和優(yōu)點將從說明書和 附圖以及權(quán)利要求中顯明出來。


圖1是描述木材處理系統(tǒng)的示意圖。圖3是描述用蒸汽和臭氧進行木材處理過程中的溫度曲線的圖表。 圖4是描述包括臭氧發(fā)生器的木材處理系統(tǒng)的示意圖。 圖5是描述在木制材料和容器中的溫度曲線的圖表。
具體實施方式
處理木制材料的方法可包括施加臭氧至木制材料。木材處理系統(tǒng)可包括 容納所述木材的容器、臭氧發(fā)生器和控制施加臭氧至木制材料的控制器。所 述控制器可包括臭氧供給閥，開啟閥門臭氧便進入容器。施加臭氧至木制材料的木材處理系統(tǒng)也可包括真空泵和臭氧發(fā)生器或 氣源。木材處理系統(tǒng)也可包括臭氧庫、清洗氣源通過管道連接至容器、清洗 氣體闊和臭氧感應器。氣源可提供高濃度的臭氧至臭氧庫。臭氧可從純氧氣 或空氣合成，從純氧氣合成可獲得較高濃度。例如，利用純氧氣，臭氧濃度 可高達14%。臭氧可由氣源或臭氧發(fā)生器提供。臭氧發(fā)生器可具有它自己的 氣源，或者可利用電介質(zhì)阻擋放電(DBD)從氧氣合成臭氧。可參考BEliasson 等人在1987年P(guān)hys. D雜志上的Appl.Phys.第20期第1421-1437頁的文章。 在DBD中，交流電壓^皮施加至兩個電才及，其中一個或兩個電招j皮介電層覆 蓋。所述DBD可產(chǎn)生高能量電子，而高能量電子可引發(fā)等離子化學反應。 以上狀態(tài)可輕易地在大氣壓力下進行及維持。DBD,由電介質(zhì)表面放電及氣體中相應的大量自脈沖微放電所形成，可 參考在Pietscha和Gibalovb在Pure and Appl. Chem.的第70期第 1169-1174(1998)頁中的詳細描述。為了實現(xiàn)高效率臭氧合成，；改電結(jié)構(gòu)之間 的電場強度應該接近最佳值，最佳值可從實驗獲知。提高效率可避免放電氣 體中的高溫，因為在高溫下，氧原子、氧分子和臭氧之間的平衡向氧氣偏移。 除此之外，其它參數(shù)例如工藝氣體濕度、純度和電極的表面阻抗也可影響臭 氧的生成率。臭氧化可與加熱處理一起運用。加熱處理可包括蒸熏處理。加熱處理也可包括施加真空至容器。臭氧化可持續(xù)3分鐘至24小時，在此期間，容器 中的壓力可達到大氣壓力(l Bar)。在一些情況下，臭氧化可在加熱處理之后 進行。所述容器溫度可在臭氧化開始之前降低至約50-80°C。容器可通過控制器提供臭氧，控制器可包括臭氧供給閥或臭氧供給閥的 開關(guān)。如果大小合適的臭氧發(fā)生器不能提供所需量的臭氧，則可利用臭氧化 階段與階段之間的時間來利用臭氧發(fā)生器在較低的輸出率下灌裝臭氧庫。當容器處于低壓時，例如500mBar，壓差使臭氧被吸入至木制材料中。 為了更好的輸送臭氧至木制材料中，強調(diào)在臭氧化之前應先降低壓力至低于 700mBar，優(yōu)選50-700mBar范圍。通常，臭氧化的處理時間可才艮據(jù)實際需要 而適配，例如木制材料的類型、密度和厚度。提供有效分量臭氧的有效時間 段可在約3分鐘至24小時之間選擇，從輸入容器開始計算，直到下一步驟 開始。在用臭氧處理后，其它額外步驟可補充木材處理，例如進行減壓程序 或用清洗氣體清洗臭氧以及分解臭氧。木制材料經(jīng)過加熱處理后，可接受臭氧化處理。在加熱處理后，在加入 臭氧前，容器中的溫度可被降低至50-80。C范圍。加熱木制材料可包括使木 制材料經(jīng)受蒸汽和真空。施加蒸汽和抽真空可使木制材料內(nèi)部溫度達到56 。C或以上。臭氧化之后可進入清洗階段。在清洗階段中，清洗閥開啟后，氣 源便供應清洗氣體例如純凈空氣或氧氣，直至臭氧傳感器表明容器可被安全 地開啟。臭氧傳感器可通過例如光譜測定法或升溫脫附作用檢測臭氧存在。臭氧化木制材料可防止木制材料被細菌、霉菌、真菌、孢子和類似有機 體分解。木制材料可包括例如木板或木制托盤，例如那些可用于貿(mào)易、運輸 或包裝的。木制板條、板條箱、木板、墊板或托盤經(jīng)常被選作國際運輸?shù)陌?裝材料，因為它們比其它非木制材料更具成本效益(已經(jīng)考慮到木材處理成 本)。美國和國際植物保護條約(IPPC)已經(jīng)立例阻止輸入害蟲，原因是曾經(jīng)爆 發(fā)由運輸包裝引入外來害蟲。 一些國家也已經(jīng)建立了對于木制包裝材料的限 制。IPPC標準(ISPM 15)和美國條例要求要么通過加熱處理要么通過利用曱基溴化物熏蒸而進行木材處理。由于曱基溴化物導致環(huán)境污染，所以優(yōu)先選用加熱處理。對于加熱處理，要求木制材料的中心必須被加熱至56。C并維持 30分鐘。目前，大多數(shù)方法包括加熱空氣和過熱蒸汽，但這些方法使木材干 燥，降低木材質(zhì)量，或不能有效加熱木制材料的中心。另外，這些方法由于 使用高溫操作或需要較長的操作時間而需要消耗很多能源。因此需要一種更 佳的處理方法，這方法可以節(jié)能、有效處理木材及其中心、不會令木材干燥 而導致其質(zhì)量下降。臭氧處理可代替曱基溴化物熏蒸木制材料。臭氧可消除 可分解木材的細菌、霉菌、真菌、酵母菌、孢子、昆蟲以及其它生物有機體， 這已廣為業(yè)內(nèi)人士知曉。令人驚喜地，已經(jīng)證明用于運輸?shù)哪局撇牧虾苣芙?jīng) 受臭氧化處理，同時臭氧化能消除害蟲。用臭氧處理木材可以是整個處理過 程的一部分，與其它木材處理方法結(jié)合使用。例如，臭氧處理也可用于代替 或輔助木制材料的加熱處理。根據(jù)危害交流標準(Hazard Communication Standard)(29 CFR 1910.1200)中提供的健康危害和物理危害的定義，臭氧歸類 為無危害。木制材料的加熱處理過程可包括使木制材料在容器中經(jīng)受減壓，接著引 入蒸汽，將熱能傳遞至木制材料。所述容器內(nèi)部可最終達到約8(TC的溫度， 以調(diào)理和消毒木制材料。在50-700mbar的低壓環(huán)境下，可進行有效時間20 至240分鐘的蒸熏處理。有效時間段也可為60至200分鐘。有效時間段也 可為150至180分鐘。通常，加熱木制材料可包括放置木制材料于容器或其它貯器中，和抽空 容器至50-250mbar范圍的低壓。然后引入蒸汽，用20至240分鐘讓蒸汽滲 透木制材料，在此蒸熏步驟期間，木制材料內(nèi)部溫度增加至約40-80。C之間。 有效時間段也可為60至200分鐘。有效時間段也可為150至180分鐘。所 述容器然后被抽空，剩余蒸汽被抽出和在容器外冷凝。該流程可被重復使用。 在處理結(jié)束后，移去木制材料。在適當?shù)睦鋮s時間后，少量的殘余濕氣被蒸 發(fā)，木制材料便可被運輸使用。蒸熏處理步驟的時間可被選擇，使木制材料內(nèi)部達到40-80。C之間，木 制材料的溫度隨著每一個蒸熏循環(huán)而升高。56或以上。C的最終內(nèi)部溫度可確 保符合IPPC標準(ISPM 15)和美國標準。木制材料的溫度監(jiān)測可用溫度傳感 器探針進行，處理步驟時間由期望達到的內(nèi)部木制材料溫度所決定?；蛘?br> 熱量轉(zhuǎn)移至木制材料可通過容器溫度判斷，而不需要溫度傳感器。在其它情 況下，加熱處理也可進行一預先計算好的時間段，該時間段可通過實驗獲知，即增加木制材料的內(nèi)部溫度至大于56°C,但不超過60。C所需用的時間。利 用預先計算好的時間可節(jié)省能源及成本，同時符合ISPM標準。可按情況需要而重復蒸熏循環(huán)來加熱木制材料，蒸熏循環(huán)時間和抽真空 時間的比例可以有所變化。用最少的能量將木制材料加熱至預定溫度所需要 的蒸熏時間，可以做實驗來確定。例如，在低壓下施加蒸汽一限定時間后，蒸汽可被關(guān)閉，允許容器溫度冷卻到60°C。當容器溫度接近6(TC時，木制 材料的溫度則仍然保持在56。C或以上。以這種方式加熱木制材料，可使用最 少的能量。用最少的能量加熱木制材料所需要的容器溫度和蒸熏時間，可以 被計算出來。該溫度和時間段可按情況而變化，取決于系統(tǒng)的熱特性例如絕 緣、建立低壓所需時間和蒸發(fā)速度。所應用的真空可在約50-250mbar水平，最大真空一般被應用在初始處 理步驟中。50、 100、 200、 500mBar的真空可用于5個循環(huán)的處理過程，施 加真空主要是便于將蒸汽的熱能量傳遞給木制材料。整個工藝時間，包括處 理步驟和處理步驟之間的再抽空所必需的時間，可在20-240分鐘之間。有 效時間段也可為60至200分鐘。有效時間^L也可為150至180分鐘。對木制材料的加熱處理可逐步地增加蒸熏階段的溫度，即從第一個蒸熏 循環(huán)開始至最少第二個循環(huán)，蒸熏循環(huán)的溫度一個比一個高。如果處理程序 超過一個時間段，40-80。C的蒸熏階段溫度可在第一時間段建立，60-100。C可 在跟著的時間段建立。木制材料被加熱后，木制材料的溫度可維持在56。C一 時間段。在隨后的加熱處理過程中，通過增加維持溫度的時間，可以改善結(jié) 果而不會大幅增加能量消耗。在一些情況下，可重復一次蒸熏循環(huán)以減少容 器中的空氣。生發(fā)蒸汽所消耗的水，可以透過循環(huán)再用而大量節(jié)省。加熱處理的結(jié)果 可通過一簡單的方法進一步得到改善就是重復抽真空和蒸熏循環(huán)至少一 次。木材處理的所需的水、臭氧和其它化學物被裝在容器內(nèi)，容器的容積根 據(jù)蒸汽鍋中的液體槽的容積而定。容器與蒸汽鍋一起形成一系統(tǒng)，這系統(tǒng)中 的部分液體會流失，流失的途徑是附在木材上變成濕氣和在抽真空時被抽 走，流失的液體需要被補回。 上述系統(tǒng)也可包括容器、臭氧發(fā)生器和通過控制器或閥連接的真空泵。 一個泵和最少兩個閥被用于臭氧供給，所述閥門控制臭氧和真空進入所述容器。各種各樣的加熱系統(tǒng)可與臭氧處理一起使用。例如，可以在蒸汽鍋內(nèi)的 液體槽體內(nèi)使用電加熱裝置。蒸汽蓄集系統(tǒng)也可經(jīng)濟地使用。在低壓下施加蒸汽可加快將熱能傳遞至木制材料，令木制材料的內(nèi)部溫 度相對較快的升高，因為蒸汽具有比空氣更高的熱容量。熱傳遞理論上可在接近約80。C溫度完成。通過減少壓力至約100mBar真空(見圖2和3)，然后 盡快的升高溫度至約80°C，可以加快熱傳遞。因為蒸汽在8(TC下的飽和壓 力約為450mbar,所以壓力差是450-100=350mbar,有助于使得蒸汽能量更 加有效地和快速地進入木制材料。提高熱傳遞率使木制材料的內(nèi)部溫度更快 地增加，因而縮短了處理木制材料所必需的時間。低壓同樣確保了節(jié)省能量， 因為該系統(tǒng)可在更低的溫度下操作，因此減少了被消耗的能量。參照圖1，木材處理的系統(tǒng)可包括容納木制材料的容器3、真空泵9、 真空閥18和帶有控制器20的臭氧發(fā)生器11 ?？刂破骺砂ㄩy門或開啟和關(guān) 閉閥門的開關(guān)以控制臭氧進入容器。同樣地，真空閥可保持關(guān)閉直至被控制 單元開啟，在所述容器內(nèi)抽真空。木制材料在容器中的放置方法，應使其與蒸汽有最大的接觸面。例如， 不要包著木制材料也可懸掛著木制材料?？蓪⒛局撇牧掀教苫蚺帕性趥魉蛶?或旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)上。蒸汽可通過蒸汽發(fā)生器或蒸汽蓄集器引入至容器。蒸汽進入容器可由控 制器裝置如閥門或蒸汽入口所控制，如美國專利號5,291,757和5,299,415所 述，在此引用作為參考。參照圖2，處理木制材料的方法可包括在處理過程中，相對于時間(分鐘) 的發(fā)展而調(diào)節(jié)溫度(。C)和壓力(mBar)。在初始階段，通過開啟真空閥產(chǎn)生第 一階段真空50-250mBar。這樣，容器中初始容納的空氣被盡量抽出。在蒸熏階段，可進行一個或多個蒸熏循環(huán)。在此期間，蒸汽閥可被開啟 以將蒸汽充滿容器。在達到預定溫度后，蒸汽閥可被關(guān)閉，真空閥可被開啟 以再次降壓至約200mBar或更低。在蒸熏期間，容器中的壓力為約500mBar， 溫度為約80。C。所述壓力可由在選定蒸熏溫度下的水蒸汽壓力確定，所述溫 度可為80。C。所以，在一般的蒸熏和抽真空過程中，壓力可為50-700mBar。
一旦達到蒸熏溫度，加熱木制材料的有效時間段可在20-240分鐘之間。有 效時間段也可為60至200分鐘。有效時間段也可為150至180分鐘。有效 時間段可為加熱木制材料中心至最少56。C所需的時間?？砂辞闆r需要而重復蒸熏循環(huán)來加熱木制材料，蒸熏循環(huán)時間和抽真空 時間的比例可以有所變化，目標是在循環(huán)結(jié)束時，木料中心溫度達到蒸熏溫 度。在蒸熏階段結(jié)束后，可進行減壓，然后開始臭氧化階段。在減壓結(jié)束時， 容器中的溫度降低至約60°C。該溫度可根據(jù)系統(tǒng)的熱特性例如絕緣、減壓所 需時間和蒸發(fā)速度而變化。參照圖3，展示了一個帶有臭氧化階段的一般木材處理過程。臭氧化階 段可在蒸熏階段之后進行3分鐘至24小時，在此期間容器中的壓力可為大 氣壓力(lBar)。臭氧化階段可在蒸熏階段之后。臭氧化階段之前可有一減壓 時間段，在減壓期間，容器中的壓力降低至50-700mBar。在臭氧化階段之 前，容器中的溫度可減低至50-80°C。臭氧化階段之后可進行一清洗氣體階 段。開啟清洗閥后，氣源便供應清洗氣體，例如純凈空氣或氧氣，直到臭氧 傳感器表明容器可被安全開啟。在臭氧化程序之后，可重復蒸熏和抽真空程 序。參照圖4，臭氧庫5的臭氧氣體可通過臭氧供給閥23來充滿容器。臭 氧庫的臭氧氣體由臭氧發(fā)生器32通過臭氧發(fā)生器閥30提供。真空泵9、真 空閥18、蒸汽發(fā)生器11和蒸汽閥20也可被包括在該系統(tǒng)內(nèi)。清洗氣源34 可通過清洗氣體管道7被連接至容器。清洗氣體閥16保持關(guān)閉直至進行清 洗氣體階段。如果適當大小的臭氧發(fā)生器在幾分鐘內(nèi)不能以合理的工作量提 供所需體積的臭氧，可在臭氧化與臭氧化階段之間的時間利用較低輸出率的 臭氧發(fā)生器灌裝臭氧庫。當容器中的壓力接近約700mBar或更低時，臭氧可 被抽入木制材料中。臭氧發(fā)生器可具有它自己的氣源，或可使用電介質(zhì)阻擋 放電。參照圖5，描繪出了溫度曲線，以比較容器內(nèi)的溫度和蒸熏處理中的木 制材料內(nèi)部溫度。該圖展示了木制材料中的溫度傳感器測量的溫度隨著蒸汽 的溫度而變化。在這個例子中，蒸汽溫度小于10(TC。蒸汽溫度也可小于90 °C。蒸汽溫度應大于60。C。施加蒸汽和抽真空可進行20-240分鐘的有效時 間段。有效時間段也可為60至200分鐘。有效時間段也可為150至180分 鐘。
施加蒸汽和抽真空于木制材料實現(xiàn)了許多令人驚喜的優(yōu)點。首先，盡管 木制材料例如木梁或托盤有相對堅實的特性，但是蒸汽能高效地傳遞熱量至 木制材料。相對于熱空氣，蒸汽有較高的熱容量，這使熱能傳遞更快和更節(jié) 能，既經(jīng)濟又對環(huán)境有好處。在真空和低壓情況下，該好處更加被強化，因 為更低的蒸汽溫度可被使用，因而使用更少的熱量及節(jié)省能源。通常，蒸汽 和真空施加的持續(xù)時間可按實際需要而調(diào)節(jié)，例如所處理材料的類型、密度 和厚度。在低壓下施加蒸汽可加快將熱能傳遞至木制材料，令木制材料的內(nèi) 部溫度相對較快的升高，因為蒸汽具有比空氣更高的熱容量。熱傳遞理論上可在接近約80。C完成。通過減少壓力至約100mBar真空(見圖2和3)，然后 盡快的升高溫度至約80°C,可以加快熱傳遞。因為蒸汽在80。C下的飽和壓 力約為450mbar，所以壓力差是450-100=350mbar,有助于使得蒸汽能量更 加有效地和快速地進入木制材料。在低壓下施加蒸汽和抽真空具有令人驚喜的消毒優(yōu)點，同時保持木制材 料的質(zhì)量。例如，在50-700mBar之間的低壓，可施加小于100。C的蒸汽。 如圖2-5所示，低壓允許容器內(nèi)蒸汽溫度小于IO(TC。另外，在低壓下，小 于90。C的蒸汽溫度也可被施加。減壓也允許約80。C的蒸汽被施加。令人驚 喜的是，放置在木制材料中的溫度傳感器顯示，木制材料的內(nèi)部溫度可達到 56。C或以上，同時容器溫度保持在IO(TC以下。因此，低壓讓木制材料的內(nèi) 部溫度達到56。C或以上，符合美國包裝條例和ISPM植物檢疫標準的要求， 同時蒸汽溫度無需超過IO(TC。結(jié)果，木制材料可被消毒和處理，而沒有過 度的干燥和降低木制材料質(zhì)量。木制材料在沒有被包裹及處于低壓環(huán)境下，木制材料內(nèi)部和周邊容器形 成壓力差。壓力差導致熱量傳遞至木制材料。蒸汽溫度可高于60。C。蒸汽溫 度也可低于IO(TC或低于90°C。蒸汽溫度也可在約80°C。蒸汽在蒸熏溫度、 水蒸汽壓力下被施加，該壓力約為0.5Bar。也可使用50-700mBar。蒸汽和真空施加一有效時間段可允許木制材料的內(nèi)部溫度達56。C或以 上。在該溫度，大多數(shù)有害生物，包括細菌、昆蟲和霉菌可被消除。經(jīng)過足 夠的處理，木制材料的內(nèi)部溫度可達到60-80°C。有效時間段可在20-240分 鐘之間。有效時間段也可為60至200分鐘。有效時間段也可為150至180 分鐘。 一旦木制材料被加熱，木制材料可保持在56。C一有效保持時間。保持 時間可為最少30分鐘。在某些情況下，可無需加熱木制材料而用臭氧處理。
也可在臭氧化開始之前用蒸汽和真空處理木制材料一有效時間段。在一些情況下，木制材料可用蒸汽和真空處理一個或更多時間段。如果超過一個時間段，40-80。C的蒸熏階段溫度可在第一時間段被建立，60-100 。C可在另一時間段中被建立。在隨后的加熱處理過程中，通過在恒定溫度下 增加保持時間，可改善結(jié)果而不用大幅增加能量消耗。例如，在第一時間段，木制材料可在第一溫度被加熱，在第二時間段， 可在第二溫度被加熱。第一和第二溫度可相當不同。施加蒸汽和真空至木制材料的過程可在容器中進行，所述容器可連接至 蒸汽發(fā)生器。蒸汽發(fā)生器可包括蒸汽鍋。蒸汽發(fā)生器可包括蒸汽蓄集器。有 關(guān)蒸汽鍋的知識已廣為業(yè)內(nèi)人士知曉。例如可利用蒸汽鍋作強制再循環(huán)，如 美國專利號6,904,903所述，在此被引用作參考。蒸汽鍋可包括一圓柱形鍋 爐，可用樞軸蓋關(guān)閉。在蒸汽鍋中，水槽可通過加熱裝置產(chǎn)生蒸汽，然后利 用蒸汽對材料進行適當?shù)募訜崽幚?。在其它情況下，抽真空可以使熱量更好 地進入材料，例如可消除氣穴以確保最佳的蒸汽環(huán)境。蒸汽蓄集器可被包括在木制材料處理方法和系統(tǒng)中。蒸汽蓄集器提供儲 存能量的方法，例如用電能產(chǎn)生蒸汽，將蒸汽儲存，在需要時釋放蒸汽，從 而可降低供電功率、燃料和維護費用。在一個例子中，在初始加熱階段空氣可被抽空?？稍?0bar的壓力下及 在儲存能量的封閉系統(tǒng)中用電將水加熱至約180°C。在低壓下，水可沸騰， 能量以蒸汽的形式儲存。蒸汽本身可將空氣驅(qū)除出蓄集器。木材處理系統(tǒng)可 包括控制器。所述控制器可包括除氣器。除氣器可以從蒸汽蓄集器中排出所 有空氣。除氣器可包括閥，它在空氣被排出蓄集器時開啟，當只有蒸汽剩下 時關(guān)閉。除氣器可配置防滲漏功能。在另一個例子中，抽真空可以去除蓄集器中的任何殘余空氣?？刂破骺?確保在蒸熏或抽真空階段容器不開啟或漏氣。蒸汽蓄集器可被用于替代水槽或與其一起使用。蒸汽蓄集器提供儲存能 量的方法，在需要時釋放蒸汽，從而降低供電功率、燃料和維護費用。蒸汽 蓄集是在低需求時利用剩余能量制造蒸汽，在高需求時釋放蒸汽以滿足用戶 需求。當來自系統(tǒng)的蒸汽需求低時，蓄集器能夠產(chǎn)生多于所需的蒸汽，多余 的能量可放出在壓力下儲存的水分，導致能量轉(zhuǎn)移。所儲存的水能升高溫度 直到最后實現(xiàn)蓄集器操作壓力下的飽和溫度。可將容器設置成具有穩(wěn)定的飽 和蒸汽供給。壓力下降的越多，所需的容器越小，這樣可降低系統(tǒng)成本及提 供更大的儲存能力。蒸汽蓄集器可在不同溫度下應用。例如，蒸汽蓄集器可在木制材料被加熱前，在10bar下被加熱至180°C。當木制材料被加熱，容 器內(nèi)的溫度和壓力可被降低至80'C和470mbar。熱焓差可促進熱量傳遞至木 制材料。蒸汽蓄集器有多款尺寸和設計供選^^,可確保獲得所需流動速率。 蒸汽蓄集器可從例如英國的David Oakland Associates商購。在一個例子中，蒸汽鍋可裝載待加熱的材料。在下一步驟中，開啟真空 泵直至達到最少100mbar的真空。然后關(guān)閉泵。然后開啟水或化學物的供給 閥，預定量的液體進入蒸汽鍋的液體槽。液體和形成的蒸汽被加熱至預定的 溫度。當木制材料已經(jīng)在飽和蒸汽中保持一預定的時間后，所述液體從蒸汽 鍋被泵出至容器中。真空泵然后被再次開啟。在預先選定的抽空、冷卻和干 燥時間后，真空泵可被關(guān)閉，周圍空氣可進入蒸汽鍋，然后木制材料可被移 去。加熱處理的有效時間段可為20至240分鐘。有效時間段也可為60至 200分鐘。有效時間段也可為150至180分鐘。有效時間段可允許木制材料 達到最少56。C的溫度。 一旦加熱，木制材料的溫度可保持在約56。C一保持 時間。該保持時間可為最少30分鐘。在有效時間段和保持時間期間，細菌、 霉菌、真菌、酵母菌、孢子和有害物以及其它生物有機體可被消除。也可以 選擇用臭氧處理木制材料?？蛇x擇一有效時間段以提供有效分量的臭氧。所 述時間段可選擇在約3分鐘至24小時?？梢园此枰奶幚硇Ч麃碇貜瓦@ 些步驟。例如，可增加一蒸熏時間段以減少容器中的空氣。美國專利號 6,557,267和6,094，840描述了紡織材料蒸熏的重復周期，其在此被引用以作 參考。其它實施例在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種處理木制材料的方法，其包括施加有效分量的臭氧至木制材料。
2. 權(quán)利要求l所述的方法中，施加臭氧發(fā)生在大氣壓力之下。
3. 權(quán)利要求l所述的方法，還包括減少容納木制材料的容器中的壓力。
4. 權(quán)利要求1所述的方法，還包括在預定溫度下加熱木制材料一預定 時間。
5. 權(quán)利要求4所述的方法中，除施加臭氧之外還加熱木制材料。
6. 權(quán)利要求4所述的方法中，加熱包括提供蒸汽。
7. 權(quán)利要求6所述的方法中，提供蒸汽包括減少容納木制材料的容器 中的壓力。
8. 權(quán)利要求7所述的方法中，蒸汽具有小于IO(TC的溫度。
9. 權(quán)利要求7所述的方法中，蒸汽具有小于90。C的溫度。
10. 權(quán)利要求7所述的方法中，蒸汽具有大于60。C的溫度。
11. 權(quán)利要求1所述的方法中，木制材料是木板、板條箱、托盤和墊板。
12. 權(quán)利要求1所述的方法，還包括清洗臭氧。
13. —種制造木材處理系統(tǒng)的方法，其包括獲得容器和連接容器至控制 器，所述控制器可控制施加有效分量的臭氧至木制材料。
14. 權(quán)利要求13所述的方法，還包括控制器，所述控制器可控制施加 有效分量的清洗氣體至容器。
15. 權(quán)利要求14所述的方法中，清洗氣體是純凈的氧氣或空氣。
16. 權(quán)利要求13所述的方法中，所述控制器可控制減少容器中的壓力。
17. 權(quán)利要求13所述的方法，還包括控制器，所述控制器可控制施加 有效分量的蒸汽至木制材料。
18. 權(quán)利要求17所述的方法中，所述控制器可控制在小于IO(TC的溫度 下施力口蒸汽。
19. 權(quán)利要求17所述的方法中，所述控制器可控制在小于9(TC的溫度 下施加蒸汽。
20. 權(quán)利要求17所述的方法中，所述控制器可控制在大于6(TC的溫度 下施力口蒸汽。
21. 木材處理系統(tǒng)，其包括容器和控制器，所述控制器可控制施加有效 分量的臭氧至木制材料。
22. 權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器可控制施加 有效分量的清洗氣體至容器。
23. 權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)中，清洗氣體是純凈的空氣或氧氣。
24. 權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器可控制施加 有效分量的蒸汽至容器。
25. 權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)中，控制器可控制在小于IO(TC的溫度下施 力口蒸汽。
26. 權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)中，所述控制器可控制在小于90。C的溫度 下施力口蒸汽。
27. 權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)中，所述控制器可控制在大于6(TC的溫度 下施力口蒸汽。
全文摘要
一種處理木制材料的方法，其包括施加有效分量的臭氧至木制材料。
文檔編號B27K1/00GK101155674SQ200680011574
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月3日
發(fā)明者弗里茨·斯坦納, 彼得·R·菲利普 申請人:索雷拉股份公司