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Développement d'un prototype industriel de reséchage par haute fréquence en continu

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub5818
Author
Lavoie, Vincent
Tanguay, F.
Kendall, J.
Date
April 2016
Edition
40274
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Lavoie, Vincent
Tanguay, F.
Kendall, J.
Date
April 2016
Edition
40274
Material Type
Research report
Physical Description
23 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Drying
Kilns
Seasoning high frequency
Series Number
E-4981
Location
Québec, Québec
Language
French
Abstract
La technologie de séchage par haute fréquence en continu développée par FPInnovations et Hydro-Québec a récemment été démontrée à l’échelle semi-industrielle (précommerciale) (Lavoie et al. 2015). Les essais de séchage ont porté principalement sur des applications de produits à valeur ajoutée. La technologie est viable techniquement et peut répondre à des besoins de séchage de précision pour des applications spécifiques. La technologie a également le potentiel de resécher des pièces demeurées humides (volontairement ou involontairement) lors de la production de bois d’œuvre.
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Hardwood Initiative - Part 5: Development of new processes and technologies in the hardwood industry - Identification of profitable continuous radio frequency drying applications for the hardwood industry

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub39315
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Date
January 2010
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Bibliography Lavoie, V., Kendall, J. and Chénard, S. Étude exploratoire de séchage de composants de chêne
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Date
January 2010
Material Type
Research report
Physical Description
6 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Seasoning high frequency
Seasoning
Hardwoods
Series Number
Transformative Technologies Program ; Project No. TT5.15
201000399
Location
Québec, Québec
Language
English
Abstract
This project was undertaken as part of the research initiative designed to enhance the competitiveness of hardwood industry in eastern Canada. Project funding was provided through Natural Resources Canada's Transformative Technologies Program. The objective was to determine, in consultation with manufacturers of hardwood products, which continuous radio frequency drying applications warrant additional investigation to further the development of this technology. The project was designed to shed light on various technical and economic considerations (electrode length, acquisition cost estimate, energy costs, etc.) for various potential applications.
Seasoning - High frequency
Hardwoods - Seasoning
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Impact du séchage par haute fréquence en continu sur la couleur des sciages de feuillus clairs

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub5714
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Chénard, S.
Date
December 2008
Edition
39155
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
. IEEE Transactions on Medical Imaging. 19(7) : 722- 730 Kendall J., V. Lavoie, P. Garrahan, S Chénard
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Chénard, S.
Date
December 2008
Edition
39155
Material Type
Research report
Physical Description
16 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Seasoning high frequency
Seasoning
Hardwoods
Series Number
Programme des technologies transformatrices no 5968A
5968A
Location
Québec, Québec
Language
French
Abstract
Ce travail a permis d’étudier différents aspects du séchage de composants d’érable à sucre à l’aide d’une technologie en continu par haute fréquence. Le but principal du projet est de déterminer l’impact de cette technologie sur l’évolution de la couleur d’essences de couleur claire en cours de séchage. Les essais ont produit les résultats suivants : a) Les changements de couleur entre le produit vert et le produit sec ne sont pas perceptibles à l’œil b) La durée du séchage de vert à sec est d’environ de 2 à 3 heures (non optimisé) avec une qualité visuelle finale acceptable c) La vitesse de séchage est d’environ 25 %/heure en début de cycle et diminue progressivement pour atteindre 4 %/heure en fin de cycle, ce qui indique une tendance de fort couplage dans les zones les plus humides. Les résultats étant positifs, il devient intéressant d’amorcer, en collaboration avec l’industrie, l’identification des applications rentables pour orienter les futurs travaux de R&D.
Seasoning - High frequency
Hardwoods
Colour
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Élément 5 : Développement de nouveaux procédés et technologies pour l'industrie des bois feuillus - Identification d'applications de la technologie de séchage haute fréquence en continu rentables pour l'industrie des bois feuillus

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub39250
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Date
January 2010
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
18 7 Références bibliographiques Lavoie, V., Kendall, J. et Chénard, S. Étude exploratoire de
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Date
January 2010
Material Type
Research report
Physical Description
7 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Seasoning high frequency
Seasoning
Hardwoods
Series Number
Programme des technologies transformatrices ; Projet TT5.15
201000399
Location
Québec, Québec
Language
French
Abstract
Le présent projet fait partie l’initiative de recherche visant à améliorer la compétitivité de la filière feuillue de l’est du Canada et est financé par le Programme des technologies transformatrices de Ressources naturelles Canada. L’objectif est de déterminer en collaboration avec des industriels de l’industrie de transformation des bois feuillus quelles sont les applications de séchage par haute fréquence en continu les plus intéressantes à investiguer pour le développement futur de cette technologie. Il servira à élucider certains éléments technico-économiques (longueur des électrodes, estimation de coût d’achat, coût énergétique, etc.) en fonction de différentes applications potentielles.
Seasoning - High frequency
Hardwoods - Seasoning
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Log conditioning with radio frequency treatment in OSB manufacturing

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub42352
Author
Wang, Xiang-Ming
Wan, Hui
Kendall, J.
Date
July 2005
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Wang, Xiang-Ming
Wan, Hui
Kendall, J.
Date
July 2005
Material Type
Research report
Physical Description
24 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Strandboards
Radio frequency
Oriented strandboard
Orientation
Logs
Series Number
General Revenue Project No. 4492
Location
Sainte-Foy, Québec
Language
English
Abstract
In North America, log conditioning during winter for stranding and veneer peeling purposes is traditionally conducted using water ponds. Some disadvantages associated with pond thawing of logs have been observed by the composite wood industry. Some of the disadvantages include lack of flexibility in terms of wood species, moisture content, and log diameter; reduced strand or veneer quality (due to uneven cooking caused by differences in log size); changes in wood chemical characteristics (due to acid accumulation in the ponds); and pollution (due to micro-organism growth). A trial with radio frequency (RF) heating for log thawing was conducted in 2004 at the Laboratoire des technologies de l’énergie (LTE) of the Institut de recherche d’Hydro-Québec in Shawinigan, Québec. A total of 10 batches of frozen aspen log (-20oC) were treated with a pilot-scale RF kiln installed at the LTE. Each batch contained 9 to 11 logs (4 feet long) with three levels of log diameters (5-6, 10-12, or >12 inches) and two levels of moisture content (MC) (60% or 100%). In addition to log diameter and MC, power density based on wood volume in the batch (15, 22.5, or 30 kW/m3) was used as another main variable of RF treatment. The main objective of this preliminary study was to explore a fast and environmentally friendly method for conditioning aspen logs for use in OSB production. The main findings of this preliminary study indicate that, compared with conventional pond heating, RF heating could greatly reduce log thawing time for those aspen logs with diameters over 5 inches. The energy consumption for RF heating was similar to that of conventional log conditioning with water spray. The quick log thawing method seems to be more promising for veneer peeling, a process that normally requires larger diameter logs. In the study, the energy transfer efficiency was defined as the percentage of calculated energy in the wood (heat absorption by log) over the measured energy consumption of the RF equipment (total energy input by RF generator) when heating logs from -20oC to about 0oC for all logs in the batch. An increase in RF power level from 7.5 to 20 kW significantly improved energy transfer efficiency from 23% to 64% among 10 batches of logs. Test results reveal that the energy transfer efficiency very closely mirrored RF generator energy conversion efficiency. This means that the best energy efficiency results can be obtained when operating the generator near maximum power, resulting in less energy being lost when the main power was converted to RF power. The tests also revealed that at 22.5 and 30 kW/m3, lower MC wood thawed faster compared with higher MC wood. This is consistent with the fact that higher MC wood has a higher mass and a higher average heat capacity. Some uneven heating and thawing rates were noticed within a given log and between logs in any given batch. The uniformity was influenced by RF power density, log MC variation, and log piling patterns. Adjustments to the spacing between logs and the distance between the log pile and RF electrode seemed to somewhat improve the uniformity of heating and thawing. Based on this preliminary study, it is believed that RF treatment is a promising alternative to traditional pond conditioning for log thawing. To investigate the potential of this method, additional research would be necessary. Recommendations for further study are: (1) explore log thawing at greater RF power densities; (2) explore different piling strategies and electrode geometries to improve heating uniformity; (3) evaluate the wood chemical and mechanical properties and their impact on OSB properties; (4) test other wood species or mixed species; and (5) explore the feasibility of RF treatment of wood for plywood manufacturing. Acknowledgements First of all, we would like to thank Mr. Sylvain Chenard, technician at the Laboratoire des technologie de l’énergie of Hydro-Québec, for his hard work, dedication and technical expertise. Special thanks is extended to Mr. Kuiyan Song, visiting professor from Northeast Forestry University, Harbin, China, and Mr. Antoine Henry, technician at the Eastern Division of Forintek, for their assistance in the preparation and characterization of material, and for conducting experiments at Hydro-Québec, Shawinigan.
Oriented strandboard - Manufacture
Log conditioning
Radio frequency
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Séchage de bois de construction ÉPS par haute fréquence sous vide

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub39042
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Date
March 2007
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Date
March 2007
Material Type
Research report
Physical Description
21 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Vacuum drying
Vacuum
Softwoods
Seasoning vacuum drying
Seasoning high frequency
Seasoning
Drying
Series Number
E-4251
Location
Québec, Québec
Language
French
Abstract
La technologie de séchage par haute fréquence sous vide est reconnue comme étant la plus performante pour le séchage du bois en ce qui concerne la vitesse de séchage. Elle présente également l‘avantage d’empiler le bois sans baguettes et de presser les empilements en continu entre les électrodes. Peu de données existent quant à sa viabilité économique vu le faible nombre d’installations industrielles. En général, les spécialistes de séchage estiment que les produits à grande valeur (pièces de fortes dimensions, bois d’apparence de couleur pâle, composantes sans défaut) sont des applications ayant les plus grandes probabilités de rentabilité. L’utilisation de la technologie de séchage par haute fréquence sous vide (HFV) pour le bois de construction de l’état vert à sec est économiquement difficile à justifier. Le séchage de l’état vert à sec comporte un coût énergétique important qui réduit considérablement la marge de profit du séchage du bois de construction. Les coûts énergétiques ont été estimés à 26, 37 et 80 $/Mpmp (coût électrique de 0,07$/kWh) pour l’épinette noire, le pin gris et le sapin baumier respectivement. Les temps de séchage pour ces mêmes essences de l’état vert à sec ont été estimés à 10, 14 et 38 heures pour une densité de puissance d’opération de 12 kW/m³. Le reséchage qui nécessite l’évaporation d’une faible proportion de toute l’eau du bois est davantage intéressant car les coûts énergétiques sont réduits de façon considérable. Certains indicateurs laissent croire, qu’il pourrait y avoir un potentiel intéressant pour la technologie de la HFV dans le reséchage de bois résineux du Québec (bois de faible valeur produit à grand volume). Le reséchage consiste à évaporer une faible portion de toute l’eau contenue dans le bois, ce qui entraîne un coût énergétique beaucoup moins important. La reséchage par HFV de bois de construction est pratiqué industriellement dans l’état de Washington aux États-unis. Un séchoir haute fréquence sous vide de 300 kW et de 75 m³ de capacité a été implanté à l’été 2002 pour resécher de la pruche de l’Ouest. La stratégie globale consiste à arrêter le séchage conventionnel prématurément et resécher les pièces demeurées humides. Cette approche favorise une meilleure productivité des séchoirs conventionnels, une meilleure qualité des produits et également une meilleure consommation énergétique. Cette étude qui compare le reséchage haute fréquence sous vide (HFV) versus le procédé conventionnel ACC/MT pour l’épinette noire et le sapin baumier 2x4 a permis de conclure ce qui suit :
Le reséchage de bois de construction d’épinette noire par HFV réalisé à une densité de puissance de 12 kW/m³ a donné des résultats comparables en qualité à celui réalisé à 4 kW/m³ et ce pour une vitesse de reséchage 3 fois plus rapide.
L’utilisation d’une densité de puissance plus élevée diminue l’investissement en capital du séchoir HFV pour une capacité de séchage donnée.
La stratégie de reséchage HFV à 12 kW/m³ réalisable industriellement et qui a donné les meilleurs résultats en qualité a été celle où une pression constante de 30 Torr a été maintenue dans l’enceinte tout au long du cycle.
Le taux de reséchage moyen a été de 2,2 %/heure pour les essais sur l’épinette noire et de 2,8 %/heure pour les essais sur le sapin baumier.
Le reséchage par HFV (12 kW/m³) a été de 4 à 6 fois plus rapide que par procédé conventionnel ACC/MT utilisant des consignes de températures sèche et humide de 200°F et 170°F respectivement. Le reséchage par HFV (12 kW/m³) a donné des meilleurs rapports de vitesse pour le sapin baumier (6 fois) que pour l’épinette noire (4 fois).
Le reséchage par HFV (12 kW/m³) n’a pas favorisé une meilleure qualité de produit que le procédé ACC/MT et ce, même si un lestage 4 fois plus important a été appliqué sur les charges L’information tirée des essais de reséchage comparatifs a permis d’établir des calculs économiques d’aide à la décision préliminaires fort intéressants pour considérer ou non l’utilisation de la technologie HFV pour la pratique de reséchage intentionnel de bois de construction de résineux comme présenté par Elustondo et al., 2005. Dans un contexte où la capacité de séchage actuelle est insuffisante et que l’achat d’un séchoir HFV est considéré pour effectuer le reséchage intentionnel, nous avons estimé une période de retour sur l’investissement de 1,4 ans, ce qui se compare très bien à celle de 1,5 ans provenant de l’étude de Elustondo et al., 2005. Les résultats du présent rapport démontrent que le procédé de séchage conventionnel ACC/MT produit des résultats de reséchage similaires à la technologie HFV en terme de qualité dans des temps de 4 à 6 fois plus longs. Nous estimons alors à environ 3 à 4 mois la période de retour sur l’investissement pour l’achat de séchoir(s) conventionnel (s) considérant que le coût de la technologie de séchage conventionnelle est environ 20 fois inférieure (même capacité) à celui par HFV pour une vitesse de reséchage de 4 fois plus lente (épinette noire). L’approche de reséchage intentionnel demeure extrêmement intéressante pour les gains majeurs qu’elle peut procurer en productivité, qualité et consommation énergétique. La manutention additionnelle des paquets de l’usine de rabotage à la cour à bois ou au séchoir constitue un frein à l’implantation de cette pratique dans l’industrie. L’utilisation d’un système de reséchage en continu à l’usine de rabotage permettrait d’éliminer cette manutention en conservant les gains de l’approche du reséchage intentionnel.
Softwoods - Seasoning
Seasoning - Vacuum drying
Seasoning - High frequency
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Étude de préfaisabilité de l'utilisation du séchage haute fréquence en continu pour le séchage de bois de construction

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub5717
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Chénard, S.
Date
October 2009
Edition
39173
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Lavoie, Vincent
Kendall, J.
Chénard, S.
Date
October 2009
Edition
39173
Material Type
Research report
Physical Description
13 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Seasoning high frequency
Seasoning
Series Number
Programme des technologies transformatrices no 5967
5967
Location
Québec, Québec
Language
French
Abstract
L’objectif principal de ces essais préliminaires est de déterminer la vitesse ultime de séchage atteignable pour du bois de construction d’épinette à l’aide du procédé haute fréquence afin de faire l’évaluation technico-économique sommaire de l’approche de séchage en continu par haute fréquence. Les essais de séchage de bois de construction d’épinette de l’état vert à l’état sec par le procédé de séchage haute fréquence en continu ont permis d’établir la vitesse de séchage maximale atteignable avec ce procédé pour l’obtention d’une qualité acceptable (gerces et fentes seulement, le gauchissement demeure à étudier plus en profondeur). La vitesse a une durée d’environ 2 heures, pour des produits d’épinette de 2 pouces d’épaisseur (valeur nominale). La densité de puissance optimale pour le temps et la qualité est d’environ 93 kW/m³ (tension de 1,2 kV). Ces paramètres d’opération ont permis de déterminer la puissance totale nécessaire pour traiter annuellement 200 000 Mpmp de bois de sciage transformé dans une usine. La puissance HF nécessaire pour sécher ce volume de bois est de 16 535 kW. Le coût d’un tel équipement de séchage est estimé à 50 M$. La faisabilité du concept de séchage HF en continu de bois de construction est remise en question principalement par des raisons techniques. Il n’existe pas de générateurs d’une cette taille et il serait donc nécessaire de combiner plusieurs unités en parallèle. Théoriquement, il serait nécessaire d’installer 110 générateurs de puissance unitaire de 150 kW sur une surface d’électrodes totale d’environ 4 000 m2, ce qui serait difficile à réaliser car chaque générateur doit être raccordé individuellement avec une électrode, totalisant ainsi 110 électrodes de 37 m2. L’utilisation du séchage par haute fréquence en continu dans l’industrie du bois de construction devrait pour l’instant être limitée seulement à des applications qui nécessitent le séchage d’une fraction du volume total produit à l’usine ainsi que pour le séchage impliquant une réduction de la teneur en humidité minimale. Par exemple, le re-séchage de pièces demeurées humides après un premier cycle de séchage permettrait le traitement d’une faible proportion de la population totale en plus de considérer un différentiel de teneur en humidité relativement faible. Le séchage HF en continu pourrait être également utilisé pour sécher une proportion de la production pré-triée à la scierie. Le séchage, par exemple, de lots rapides permettrait le traitement d’une proportion de la production totale pour laquelle le différentiel de teneur en humidité serait également relativement faible.
Seasoning - High frequency
Documents
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7 records – page 1 of 1.