В производстве столярных изделий для домостроения и в мебельном производстве применяется древесина. Это прекрасный натуральный материал, которому нет альтернативы, но для того, чтобы получить хорошее качество изделий, для производства должен применяться исходный высококачественный и самое главное - сухой материал. Сырая смолистая древесина плохо поддается таким видам обработки, как фрезерование, шлифование, склеивание и др. Если лакокрасочные покрытия нанести на сырое неподготовленное дерево, они будут нестойкими и неэстетичными. Кроме того, сырое дерево менее прочно, чем сухое, оно подвержено короблению и растрескиванию. Именно поэтому перед обработкой древесина должна пройти определенный подготовительный процесс - сушку.
Принцип работы пресс-вакуумной сушки
Для эффективной сушки пиломатериалов различных пород древесины применяется пресс-вакуумная сушильная камера, которая представляет собой емкость из нержавеющей стали. Внутрь камеры укладываются слоями пиломатериалы, чередуясь с нагревательными пластинами из алюминия.
- Камера
- Резин. мембрана
- Рамка
- Резин. уплотнитель
- Древесина
- Нагрев. пластины
- Шланги
- Вод. помпа
- Нагреватель
- Термоизоляция
- Вакуумная помпа
Водяной насос обеспечивает циркуляцию воды внутри нагревательных пластин. Вода нагревается в бойлере, который находится снаружи камеры. Камера герметично закрывается крышкой. Герметичность создает специальная силиконовая мембрана, конструктивно предусмотренная и смонтированная на крышке камеры.
После загрузки пиломатериалов крышка камеры плотно закрывается, включается жидкостный вакуумный насос, откачивающий воздух из камеры. При созданном вакууме силиконовая мембрана прижимает штабель пиломатериалов, переложенных нагретыми пластинами, ко дну камеры с усилием до 10 000 кг/м2. Таким образом, нагрев и сушка древесины осуществляется в вакууме под прессом.
Практическим результатом сушки древесины под давлением является уменьшение её деформаций в виде скручивания или коробления, что часто сопровождает другие виды сушки. При температуре свыше 80°С происходит пластификация древесины. Доски после пресс-сушки становятся абсолютно ровными, без коробления и других деформаций.
В зависимости от вида и толщины материала выбирается соответствующая температура сушки и режим. Температура нагрева и вакуумная нагрузка рассчитаны таким образом, что испаряемая влага не создает концентраторов и напряжений, которые могли бы привести к растрескиванию древесины. При соблюдении программы сушки цвет пиломатериала не меняется, что бывает важно при работе с ценными породами дерева.
Сжатие пакета из досок и нагревательных пластин обеспечивает хороший контакт с нагревателями и хороший тепловой обмен, что увеличивает скорость сушки пиломатериалов до нужной кондиции (мебельная влажность 6 - 8%). Увеличение скорости сушки снижает потребление электроэнергии, что соответственно снижает себестоимость произведенной продукции.
Чтобы качество сушки было наилучшим, материал необходимо подбирать наиболее однородным по размерам и влажности, учитывая условия его хранения. В пресс-вакуумной сушильной камере самый короткий цикл сушки по сравнению с другими способами. Так сушка досок из сосны толщиной 30 мм, до уровня влажности 6% происходит за 12 часов. Для сравнения: продолжительность сушки древесины хвойных пород традиционным способом с постепенным разогревом, обдувом и охлаждением составляет от 10 до 20 дней в зависимости от необходимой конечной влажности и назначения материала.
Пресс-вакуумная сушильная камера помогает решить еще одну важную проблему изделий из пихты, сосны и других пород хвойных деревьев. Такой проблемой является длительное выделение смол при температурных перепадах в уже готовых изделиях , если они изготовлены из материала, не прошедшего обработку в сушильной камере под вакуумом. Смолистые соединения древесины состоят из двух основных компонентов -
- из канифоли и
- скипидарного масла.
Скипидарное масло - это летучий компонент, который в вакууме испаряется при температуре около 80°С. Более тяжелая фракция (канифоль и другие смолы), которая остается после выпаривания скипидара, кристаллизуется при комнатной температуре. Кристаллические вкрапления уже не выделяются на поверхности древесины, не являются препятствием при дальнейшей обработке заготовок. Таким образом, древесина, высушенная в вакуумной сушильной камере, имеет много преимуществ, которые обнаруживаются при работе с этой древесиной.
Пресс-вакуумная сушильная камера, изготовленная под нужды заказчика, выполненная из нержавеющей стали, имеет длительный срок эксплуатации и хорошую защиту от коррозии. Использование сушильных камер данного типа дает значительную экономию энергоносителей, снижает себестоимость продукции при её высоком качестве.
Нет ни единого деревообрабатывающего предприятия, которое сможет обойтись без процедуры сушки древесины. Чтобы предотвратить возникновение разных дефектов, принято использовать специальную технологию сушки дерева в сушильной камере. Если вы самостоятельно хотите заниматься производством изделий из дерева, вам тоже понадобится сушильная камера для сушки древесины. Сегодня мы поговорим, как правильно её сделать.
Необходимость сушки древесины
Как качественно и быстро высушить доску? Данный вопрос интересует каждого столяра издревле. Люди издавна занимались запасанием леса на многие годы, чтобы успеть равномерно его высушить. Дед заготавливал дерево для своего внука, используя сам тот материал, который оставил ему его дед.
Важность правильно высушенной древесины - колоссальна! К примеру, если деревянная мебель, которая находится в комнате, изготовлена из слишком влажной древесины, которая только что спилена, то она рассохнется со временем, потому что дерево способно усыхать и уменьшаться в размерах, а значит, испортится!
Если дверь в дом сделана из чрезмерно пересушенной древесины, то она набухнет со временем, и не сможет закрываться! Если набрана филёнка двери из заготовок, что неравномерно высушены по объёму, то она может лопнуть или её покоробит! Поэтому все заготовки из дерева рекомендуется сушить. К тому же сушка предохраняет материал от поражения дереворазрушающим грибком, предупреждает размеро- и формоизменяемость дерева, улучшает физические и механические свойства древесины.
Сушка древесины является длительной, сложной и дорогостоящей процедурой. Дерево по традиционным технологиям нагревают перегретым паром или горячим воздухом. Просушенную древесину можно перевозить и хранить дольше. К тому же в процессе эксплуатации она не деформируется. Сушку досок производят в паровых камерах, где исключена возможность внутреннего повреждения.
Понятие влажности древесины
Для полного восприятия сути сушильного процесса стоит немного окунуться в теорию. Процедура удаления влаги из дерева не совсем проста, потому что в самом материале существует два типа влаги. Древесина состоит из растительных клеток удлинённой формы. Влага может находиться в стенках клеток и в их полостях, заполняя микрокапилярную систему. Влага, что присутствует в пространствах между клетками и в их полостях, называется свободной межклеточной, а влага в клеточных стенках - связанной внутриклеточной.
Содержание в древесине связанной влаги ограничено. Состояние, когда стенки клеток отличаются максимальной влажностью при соприкосновении с жидкой влагой, называют пределом их насыщения. Принято считать, что влажность предела насыщения не зависит от породы и в среднем составляет 30%. Если влажность дерева выше 30%, то в нем содержится свободная межклеточная влага. Древесина свежесрубленного или растущего дерева имеет влажность больше предела насыщения, то есть является сырой.
Зависимо от назначения заготовок из дерева, древесину принято высушивать по-разному. Древесина высушивается до влажности в 6 - 8 %, когда материал необходим для механической обработки и сборки изделий для высокоточных ответственных соединений, которые влияют на эксплуатационные показатели (производство лыж, паркета или музыкальных инструментов).
Транспортная влажность составляет 18 - 22 %. Именно с таким содержанием воды пиломатериал подходит для перевозки на дальние расстояния в теплую пору. Высушенная до такой влажности древесина применяется преимущественно в стандартном домостроении, при производстве рядовой тары и когда нет необходимости взаимозаменяемости при сборке.
Столярная влажность разделяется на несколько подвидов. Погонажная продукция (террасная доска, обшивка, доска пола, обналичка) должна иметь влажность 15 ± 2%. Изделия из древесины (окна, двери, лестницы и элементы интерьера), изготовленные из цельной или клееной древесины, выдерживают колебания по влажности от 8 до 15 %.
Влажность мебельная, зависимо от уровня изделия и использования цельной или клееной древесины, составляет 8 ± 2%, потому что именно при такой влажности дерево демонстрирует самые оптимальные характеристика для обработки, склеивания и последующей эксплуатации. Но обычно принято понижать влажность до 7-10%, совершая частичную стерилизацию древесины и учитывая равномерность влажности по всему дереву, сохранение механических свойств материала, отсутствие поверхностных и внутренних трещин.
Режимы сушки древесины
Зависимо от требований, которые предъявляются к качеству дерева, пиломатериалы можно сушить разными режимами, которые отличаются температурным уровнем. В мини сушильной камере для древесины в процессе сушки постепенно по ступеням увеличивается температура воздуха и уменьшается относительная влажность агента. Режимы сушки выбирают с учетом толщины пиломатериала, породы древесины, конечной влажности, категории качества высушиваемого дерева и конструкции камеры.
Выделяют режимы низко- и высокотемпературного процесса. Первые режимы предусматривают применение влажного воздуха в качестве сушильного агента, температура которого в начальной стадии составляет меньше 100 градусов. Установлено три категории данных режимов:
- Мягкий режим способен обеспечить бездефектную сушку материала при сохранении естественных физических и механических свойств дерева, в том числе цвета и прочности, что важно для сушки древесины до транспортной влажности экспортного пиломатериала.
- Нормальный режим гарантирует бездефектную сушку древесины при почти полном сохранении прочности материала с незначительными изменениями цвета, что походит для сушки пиломатериала до конечной влажности.
- Форсированный режим сохраняет прочность на статический изгиб, сжатие и растяжение, но возможно некоторое снижение прочности на раскалывание или скалывание с потемнением древесины, что предназначен для сушки древесины до эксплуатационной влажности.
По низкотемпературным режимам предполагается трехступенчатое изменение параметров сушильного агента, причем с каждой ступени на последующую переход можно осуществлять только после достижения материалом определенного уровня влажности, что предусмотрен по режиму.
Высокотемпературные режимы предусматривают двухступенчатое изменение показателей сушильного агента, причем перейти с первой ступени на вторую можно после достижения древесиной переходной влажности в 20%. Высокотемпературный режим определяют, зависимо от толщины и породы пиломатериалов. Высокотемпературные режимы можно использовать для сушки древесины, что идет на изготовление не несущих элементов построек и конструкций, в которых допускается потемнение древесины и уменьшение прочности.
Понятие сушильной камеры
Камерная сушка является основным способом сушки древесины. Сушильные камеры требуются для высушивания хвойных и лиственных пород дерева до разных категорий качества. Одной из самых популярных и экономичных методик искусственного обезвоживания пиломатериалов является сушка, когда из дерева выводят связанную и свободную влагу с помощью подвода к влажному дереву тепла горячим воздухом и уноса испаренной лишней влаги увлажнившимся и частично охлажденным воздухом.
Сушильная камера представляет из себя полностью готовую установку, что оснащена всем необходимым для сушки дерева оборудованием. По устройству сушильные камеры для древесины разделяются на сборно-металлические и изготовленные из строительных материалов. Последние сооружаются непосредственно в цехах или как отдельные здания из материалов, что широко используются в промышленности. Камера может быть полностью сделана из монолитного железобетона. Её стенки можно выложить из полнотелого красного кирпича, а перекрытие — из монолитного железобетона.
Если используется несколько сушек, их зачастую объединяют в единый блок, сооружая общий коридор управления, где размещается разводка теплоснабжения и система автоматического управления всеми камерами. Зависимо от объема загружаемой древесины в камеру, может быть горизонтально- или вертикально-поперечная циркуляция воздуха.
Загрузка пиломатериалов в камеру может осуществляться такими способами: на тележках в виде штабелей по рельсовому пути, как пакеты вилочным погрузчиком. Перенос теплоты к древесине может выполняться: воздухом, продуктами сгорания или перегретым паром; лучистой теплотой, которая поступает от специальных излучателей; твердым телом, если организовать контакт с нагретой поверхностью; током, что проходит через влажную древесину; высокочастотным электромагнитным полем, которое пронизывает влажное дерево.
Оборудование для сушильной камеры для древесины делится на основное и дополнительное. К основному причисляют вентиляторную систему, систему теплоснабжения, приточно-вытяжной вентиляции и увлажнения, к дополнительному относят дверной утепленный и психрометрический блок, подштабельные тележки, электромотор привода вентилятора.
Процесс управление сушкой дерева в камере может быть автоматизированным. Автоматика способна поддерживать на заданном уровне влажность и температуру среды в сушилке. Температуру регулируют подачей теплоносителя в калориферы или посредством включения-выключения электрического нагревателя, а влажность - посредством использования приточно-вытяжной вентиляции и увлажнительной системы.
В системе управления сушкой древесины могут быть предусмотрены возможности дистанционного управления влажностью и температурой в камере. При сушке пиломатериала в сушильной камере возникает необходимость контроля влажности древесины, для чего используется дистанционный влагомер, который позволяет проверять влажность дерева в нескольких точках, не заходя в камеру. При отсутствии внешних источников теплоснабжения для сушилки могут применяться автономные отопительные модуля и использоваться газ, уголь, древесные отходы, электроэнергия и дизельное топливо.
Виды сушильных камер
В реальной жизни принято использовать следующие виды сушильных камер. Необходимая энергия в конвективных сушильных камерах в материал транспортируется с помощью круговорота воздуха, а теплопередача древесине происходит посредством конвекции. Конвективные камеры бывают двух видов - туннельные и камерные.
Туннельные конвекционные сушильные камеры являются глубокими камерами, где проталкиваются пачки штабелей из мокрого конца в более сухой. Данные камеры обязательно заполняют с одного конца, а с другого - опустошаются. Проталкивание штабелей (процесс заполнения камер и опустошения) совершается по одному штабелю с промежутком в 4 - 12 часов. Эти камеры предназначены для больших лесопилен и позволяют совершать исключительно транспортную сушку дерева.
Камерные конвекционные сушильные камеры короче туннельных и вакуумных сушильных камер для древесины, в процессе работы во всей камере поддерживаются одинаковые параметры. При глубине продуваемости больше 2 метров для уравнивания условий сушки дерева используется методика реверсации направления вентиляции. Опустошение и заполнение камеры происходит с одной стороны, если она имеет одну дверь. Известны и прочие системы загрузки, что похожи на процедуру загрузки туннельных камер. Сушить можно любой пиломатериал до любых конечных влажностей, поэтому 90% древесины Европы и России сушится именно в камерных сушилках.
Конденсационная сушильная камера отличается от предыдущих тем, что влажность, которая возникает в воздухе, конденсируется на специальных охладителях и выходит из процесса сушки вода. Коэффициент полезного действия подобного процесса большой, но цикл длинный, потому что приборы не работают с большой температурой, а также значительны суммарные потери тепла. Конденсационная камера подходит преимущественно для сушки небольших объёмов древесины, или для сушки плотной породы дерева - дуба, бука или ясеня. Большое преимущество таких камер в том, что не нужна котельная, цена сушильной камеры для древесины и себестоимость сушки получается меньше.
Сушильные камеры также классифицируются по методу циркуляции и характеру используемого сушильного агента, типу ограждения и принципу действия. Сушильные камеры периодического действия характеризуются тем, что они могут загружаться полностью для одновременной просушки всего материала, а режим сушки древесины изменяется во времени, в данный момент оставаясь одинаковым для всей камеры.
По способу циркуляции бывают камеры с побудительной и естественной циркуляцией. Сушилки с естественной циркуляцией - устарелые, малопроизводительные, режим сушки в них почти не управляем, равномерность просыхания дерева неудовлетворительная. Для современного строительства такие устройства не рекомендуются, а действующие обязательно подлежат модернизации. Различают по характеру сушильного агента камеры газовые, воздушные и высокотемпературные, что работают в среде перегретого пара.
Процедура сушки древесины
Предварительно до проведения сушки по выбранному режиму дерево прогревают паром, который подается через увлажнительные трубы, при работающих вентиляторах, включенных обогревательным приборах и закрытых вытяжных каналах. Для начала нужно провести расчет сушильной камеры для древесины. Температура агента в начале прогрева древесины должна быть выше на 5 градусов первой ступени режима, однако не больше 100 градусов по Цельсию. Уровень насыщенности среды должен быть для материала с начальной влажностью больше 25% 0,98 - 1, а для дерева с влажностью меньше 25% - 0,9 - 0,92.
Длительность начального прогрева зависит от породы древесины и составляет для хвойных пород (сосна, ель, пихта и кедр) 1 - 1,5 часа на каждый сантиметр толщины. Продолжительность прогрева мягких лиственных пород (осина, береза, липа, тополь и ольха) увеличивается на 25%, а для твердых лиственных пород (клен, дуб, ясень, граб, бук) - на 50% по сравнению с длительностью прогрева хвойных пород.
После предварительного прогрева принято доводить параметры сушильного агента сушки до первой ступени режима. Затем можно приступать к сушке пиломатериалов при соблюдении установленного режима. Влажность и температуру регулируют вентили на паропроводах и шиберы приторно-вытяжных каналов.
В процессе работы инфракрасной сушильной камеры для древесины в дереве возникают остаточные напряжения, которые можно устранить промежуточной и конечной влаготеплообработкой в среде увеличенной температуры и влажности. Обработке принято подвергать пиломатериалы, которые высушиваются до эксплуатационной влажности и подлежат механической обработке в дальнейшем.
Промежуточная влаготеплообработка совершается при переходе со второй ступени на третью или с первой на вторую при высокотемпературном режиме. Влаготеплообработке подвергают хвойные породы толщиной от 60 миллиметров и лиственные толщиной от 30 миллиметров. Температура среды в процессе тепловлагообработки должна быть выше на 8 градусов температуры второй ступени, но не выше 100 градусов, при уровне насыщенности 0,95 - 0,97.
Когда древесина достигнет конечной средней влажности можно проводить конечную влаготеплообработку. В данном процессе поддерживают температуру среды на 8 градусов выше последней ступени, но не выше 100 градусов. По окончании конечной влаготеплообработки дерево, прошедшее сушку, нужно выдержать в камерах на протяжении 2 - 3 часов при параметрах, что предусмотрены последней ступенью режима. Затем сушильную камеру останавливают.
Изготовление сушильной камеры
Если вы решили изготавливать изделия из дерева собственноручно, то сушильная камера для дерева вам просто необходима. Однако при строительстве сушилки соблюдать все требуемые нормы. Вам понадобиться камера, вентилятор, утеплитель и нагревательный прибор.
Выстройте сушилку или выделите отдельное помещение, одна стена и потолок которой будут выполнены из бетона, а прочие стены - из древесины, которые нужно утеплить. Для этого принято создавать несколько слоев: первый из них представляет собой пенопласт, второй - деревянные доски, которые заранее принято обворачивать в фольгу.
После этого следует установить нагревательный элемент, который можно изготовить в виде батарей. В батареи воду необходимо подавать из печки, в которой она будет нагреваться до 60-95 градусов по Цельсию. Желательно непрерывно обеспечивать циркуляцию воды с помощью водяных насосов в нагревательном элементе. Также в самодельной сушильной камере для древесины следует разместить вентилятор, который способствует распределению по всей комнате теплого воздуха.
Подумайте, каким способом будет загружаться древесина в сушильную камеру. Одним из вариантов загрузки может быть рельсовая тележка. Чтобы регулировать влажность и температуру в помещении сушильной камеры, нужно использовать в рабочей зоне соответственные термометры - влажный и сухой. Предусмотрите внутри сушилки полки для увеличения рабочего пространства.
В процессе сушки пиломатериала не допускается резкая смена в рабочем помещении температуры, в противном случае это спровоцирует то, что древесина покоробится или в ней возникнут трещины. При возведении сушильной камеры крайне важно соблюдать противопожарные требования. Поэтому в непосредственной близости от сушилки в обязательном порядке установите огнетушители.
И напоследок запомните, что вместо нагревательного элемента в домашних условиях можно использовать электроплитку на две конфорки. Утеплить стены сушильной камеры своими руками можно при помощи деревянной стружки. Можно использовать вместо фольги в камере пенофолом, который способен обеспечить хорошее отражение от поверхности теплоты. В такой сушилке древесина сушится предварительно за 1-2 недели.
- Типы оборудования
- Отличительные характеристики
- Конвективная сушка
- Вакуумная сушилка
- Аэродинамическая камера
- СВЧ камера
- Вентиляция
- Тепловые агрегаты
- Увлажнение
- Подача пиломатериала
Каждый деревообрабатывающий комбинат, который заготавливает лес и использует его в промышленных целях, стремится повысить рентабельность производства, с учетом соблюдения технологии обработки пиломатериала. Технология принудительной сушки древесины различными методами была разработана более полувека назад (естественные сушилки для дров не в счет). Инженеры совершенствовали оборудование для этих целей. В чем состоит преимущество каждого из видов сушильных систем?
Типы оборудования
Все сушильные камеры, которые используются для обработки древесины, бывают нескольких типов:
- аэродинамические (индуктивные);
- конвективные;
- вакуумные (пресс-вакуумные);
- диэлектрические.
Наиболее сходными по цене и распространенными являются конвективные сушильные камеры.
Применение остальных видов оборудования сопряжено с ограничениями, связанными со сложностями технических условий. Аэродинамическая сушильная камера требует большого расхода электроэнергии, что существенно увеличивает эксплуатационные расходы предприятия и приводит к удорожанию пиломатериала. То же можно сказать и о наиболее эффективных диэлектрических образцах.
Вакуумная сушильная камера, ее оборудование и обслуживание, стоит дорого, поэтому далеко не каждое предприятие может приобрести такую линию, если это небольшая лесопилка или ДОК. Конденсационная сушка тоже требует больших финансовых вложений. Процесс извлечения влаги из доски протекает вдвое дольше, чем того требует популярная конвекционная сушилка для дерева.
Способы сушки
Конвекционный способ обработки пиломатериала нашел наибольшее распространение. Многие поставщики леса останавливают свой выбор на нем.
Конвективная сушка
В конвективных камерах может сушиться дерево любой породы, а это одно из главных преимуществ оборудования. Оно отличается простотой конструкции и надежностью работы. Процесс нагрева осуществляется при помощи газообразного агента, в роли которого выступает пар, топочный газ или раскаленный воздух . Условия создаются влагой, высвобождаемой из древесины, а ее излишки удаляются наружу вентиляцией. Существенная экономия электроэнергии объясняется малым обменом воздуха (не более 2% от общей массы).
Представители деревообрабатывающих предприятий заказывают у производителей готовую конструкцию сушильной системы, изначально укомплектованную конвекционным оборудованием, или же приобретают аппаратуру отдельно и устанавливают ее в ангар своими силами. Устанавливая сушилки самостоятельно, надо соблюдать ряд правил, при нарушении которых сушилка для досок не даст результата.
Корпус сушки изготавливают из выносливой углеродистой стали или алюминия с антикоррозийным покрытием. Он устанавливается на монолитно-столбчатый фундамент.
Все оборудование: усилители, дефекаторы и другие устройства – производятся из алюминия. Конвективная камера утепляется минватой и собирается с соблюдением СНиПа с обязательным учетом климатической зоны. Ниже на фото размещена схема конвективной сушки.
Вакуумная сушилка
Вакуумную сушилку обычно устанавливают для ценной древесины, вроде венге , палисандра или тика. Она подойдет для любых лиственных и хвойных пород, но такая дорогая покупка для обработки бюджетного сырья будет нецелесообразной. Принцип действия агрегатов этого типа основан на конвекционном нагреве древесины по аналогии с предыдущим вариантом, однако отвод влаги обеспечивает вакуум, который способствует протеканию процесса при более низких температурах. Вакуумная система сушки исключает агрессивное термическое воздействие и уберегает натуральный материал от растрескивания .
При поднятии температуры до отметки в 65 ˚C срабатывает автоматика, управляющая котлом, он отключается, поверхность древесины остывает, а влажность из глубинных волокон поступает к более сухим слоям материала. Вакуумная сушильная камера за один цикл может повторять такой процесс более двухсот раз, что способствует равномерному распределению влаги по всему сырью. Ее конечное значение в итоге составляет 4–6%. Обладая техническими навыками, сушилку можно создать своими руками, поэтому самодельная камера такого типа не редкость.
Аэродинамическая камера
Аэродинамические сушильные камеры имеют форму металлических коробов, отделанных листами профнастила. Конструкции пригодны для загрузки пиломатериала объемом от 3 до 25 м 3 и подходят для всех пород дерева. Преимущество оборудования состоит в максимальной автоматизации, а это позволяет минимизировать рабочий штат . Каркас камеры изготавливают из цельного листового металла, который монтируют на несущий остов. Конфигурация сушильной коробки подойдет в том случае, если подача леса осуществляется железнодорожным транспортом. Внутри камеры устанавливаются сборщики конденсата.
Процесс сушки проходит под воздействием аэродинамики: прогретый до нужной температуры воздух циркулирует внутри помещения, для чего в нем устанавливается вентилятор. Способ управления системой аэродинамической сушки прост и состоит в нажатии кнопки «пуск» на старте процесса. По его завершении срабатывает вентиль, и камера открывается.
СВЧ камера
Камеры СВЧ относятся к оборудованию нового поколения и производятся в виде замкнутой металлической емкости. Сушильная камера для пиломатериалов функционирует под воздействием СВЧ волн так же, как это происходит в микроволновой печи. Универсальные сушки этого типа позволяют загружать материал любого размера и сорта . Излишки влаги удаляются из внутреннего пространства помещения при помощи реверсивных вентиляторов. Основной причиной отказа от такой покупки становится высокая цена оборудования, хотя по эффективности оно приравнивается к диэлектрическому, которое в нашей стране практически не используется из-за огромного расхода энергии и высокой цены. Примерная стоимость установки более 1 000 000 рублей.
Основные элементы сушильных камер
Независимо от того, какой тип камеры будет выбран, главное условие успеха состоит в том, чтобы оборудование было высококачественным и соответствовало всем современным требованиям. Автоматизация процесса многократно повышает его эффективность и сводит участие человека к минимуму. Что входит в комплектацию камер для сушки дерева, и какими качествами должен обладать каждый элемент?
Вентиляция
Вентиляторы в сушильной камере отвечают за равномерное распределение горячего воздуха. Согласно нормативам ГОСТ, скорость движения воздуха внутри камеры должна составлять в пределах 3 м/сек, с чем могут справиться только мощные высокопроизводительные вентиляторы, схема подключения которых соответствует роторному или осевому принципу.
Тепловые агрегаты
Устройства подбирают в зависимости от модели и мощности сушилки, а теплогенератором может служить электрический калорифер или теплообменник, который будет нагнетать тепло и направлять ее на доски. Котлы для сушильных камер могут функционировать на любом виде топлива. Лучше, если это будут отходы древесного производства , так как их цена самая низкая из всех энергоносителей.
Увлажнение
Уровень влажности в камерах, где сушатся пиломатериалы, регулируется при помощи вытяжек и специальных увлажнителей. При их запуске в работу вступает сложная система взаимодействия электромагнитного клапана, форсунок и коммуникационных магистралей. Вытяжка же осуществляется по следующему принципу: при понижении уровня влажности автоматика отключает вентилятор, и работа вытяжки прекращается, а увлажнение воздуха обеспечивается испарением жидкости, попадающей на форсунку в момент открывания клапана. В момент повышения влажности процесс идет в обратной последовательности, то есть клапан перекрывается, и в работу быстро вступает вентилятор.
Подача пиломатериала
Пути подачи доски планируют на этапе проекта камеры, а сама рельсовая система монтируется при сборке конструкции. Сначала прокладывают рельсы, затем на них устанавливают тележки для штабелирования пиломатериала. Сырье укладывают на подвижную тележку и перемещают в камеру, а по окончании сушки выкатывают на улицу, калибруют и отправляют на производство.
Влажная древесина практически не используется в изготовлении качественных и долговременных деревянных конструкций – предметов мебели, внешней и внутренней отделке, а также несущих элементов здания. Монтажу и эксплуатации пиломатериала предшествует удаление из него влаги. Издавна известный процесс естественной сушки может длиться несколько лет, что неприемлемо при больших объемах и темпах современного строительства.
В древесине существует два основных типа влажности, влияющие на значение плотности и технические параметры возводимой конструкции:
- внутриклеточная влага – является легкоудаляемой, однако так же быстро впитывается обратно в дерево во влажной среде;
- межклеточная вода – содержится вне клеток древесины (еще называется гигроскопической). Данный тип влаги наиболее трудно удаляется и составляет основу постоянной влажности (порядка 30 %).
Сушка происходит в результате протекания двух процессов – испарения воды и ее перемещения из середины материала к поверхности.
Если скорость испарения больше внутренней миграции влаги, то поверхность высыхает быстрее. Это вызывает неравномерность изменения линейных размеров и приводит к появлению трещин и изгибов. Постепенное протекание процесса обеспечивает сохранность структуры и формы древесины.
Основы современных методов сушки основаны на нескольких методах воздействия, ускоряющих испарение влаги с поверхности дерева:
- повышение температуры;
- увеличение кратности циркуляции воздуха;
- снижение давления;
- уменьшение влажности воздуха, циркулирующего над древесиной.
Что происходит с деревом при сушке, помимо удаления влаги
Основными процессами, наблюдаемыми в структуре древесины при высыхании, являются усушка и усадка. Усушка относится к неизбежным спутникам удаления влаги и представляет собой уменьшение габаритов пиломатериала во всех направлениях после начала удаления гигроскопической влаги.
Увеличение размеров древесины с повышением содержания свободной влаги называется набуханием . Усадка наблюдается при быстром удалении влаги, когда внешняя часть дерева гораздо суше, чем внутренняя. Это явление часто происходит при сушке толстых деревянных брусьев и бревен. Протекание усадки и усушки учитывается при планировании будущих конструкций, равно как и набухание при эксплуатации во влажных средах.
При перегреве древесины, который иногда возникает при (камерная сушка), происходит процесс, подобный сухой перегонке. Он представляет собой разложение древесных волокон без доступа воздуха, в результате чего выделяются газообразные, жидкие и твердые (древесный уголь) продукты. Данный процесс необратим, поэтому при нагреве важно выдерживать оптимальный температурный режим.
Подробнее о самом процессе сушки:
Технологии и способы сушки древесины
Вакуумная (камерная)
Сушка древесины в вакуумных сушильных камерах — предполагает создание пониженного давления в камере, загруженной штабелями пиломатериала. Влага, которая находится в виде насыщенного пара над поверхностью древесины, удаляется совместно с сушильным агентом. Роль последнего выполняет воздух, который в небольшом количестве подается в камеру.
Изменение степени вакуума и подачи воздуха позволяет регулировать скорость удаления воды. Для материала различной формы и размеров применяются строгие условия обезвоживания, чтобы сохранить постоянство влажности по всему объему.
В зависимости от типа и размеров древесины, время сушки длится от нескольких дней до месяца. Легче всего высушиваются легкие хвойные породы (сосна, ель), а тяжелые дубовые доски приходится выдерживать до глубокого удаления влаги 3-4 недели.
Фото камер для сушки древесины
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Конденсационная
Основана на постоянном продувании сушильной камеры потоком сухого нагретого воздуха. Отработанная влажная воздушная смесь направляется в охлаждающий теплообменник, в котором вода конденсируется после достижения воздухом точки росы.
Данный способ наиболее полно имитирует естественную сушку древесины. Если температура не поднимается выше 40-60 ?С, то и не подвергается значительной усадке.
Конденсационное удаление влаги является развитием классической камерной сушки, при которой дерево выдерживается в потоке горячего воздуха. Условия камерной сушки регулируются нормативной документацией и включают мягкий, нормальный, форсированный и высокотемпературный режимы. Процесс может происходить непрерывно в камерах большого объема и протяженности, что обеспечивает повышенную производительность.
Естественная
Производится до достижения воздушно-сухого состояния дерева (порядка 25-30 %) и не обеспечивает удаления гигроскопической влаги. Полученный этим способом пиломатериал обычно применяется в строительных целях при возведении каркасов конструкций, прошедших специальную обработку от и опорных сооружений.
Сушку в естественных условиях производят в закрытых от попадания осадков помещениях с хорошей вентиляцией. При укладке материал располагается штабелями, в которых между досками остаются расстояния для обеспечения проветривания.
Как правильно сушить древесину атмосферным (естественным) способом расскажет видео:
Сушильные камеры и их устройство
Оборудование для сушки (камеры) имеют цилиндрическую или коробчатую форму, обшитую снаружи металлическими листами. Сырой древесный материал может изначально помещаться в штабеле внутрь или укладываться на специальные полки.
Конвекция обеспечивается компрессорными установками, а подогрев воздуха производится в радиаторных теплообменниках. Подача воздуха осуществляется сверху, поскольку после контакта с древесной загрузкой и испарения влаги температура воздушной смеси понижается. Это вызывает увеличение ее плотности и спускание холодного увлажненного воздуха в нижнюю часть камеры.
Сушильные устройства бывают периодического и непрерывного действия. В периодических системах работа прерывается на время выгрузки высушенной партии и загрузки нового блока древесины. Сушилки непрерывного действия обеспечивают постоянное движение штабелей из «влажной» части камеры в «сухую», а погрузка ведется по мере освобождения внутри свободного пространства.
На этом видео — подробно описано устройство для вакуумной сушки древесины своими руками:
Правила заготовки древесины
Порядок и условия заготовок пиломатериала регулируются в соответствии с Лесным кодексом РФ.
Основные правила, которые требуется соблюдать во время лесозаготовки, следующие:
- вырубка деревьев осуществляется после подачи и одобрения декларации, в которой обоснованы и описаны объемы вырубки, территория, тип древесины и пр.;
- первыми в списке на вырубку находятся деревья, пострадавшие от естественных причин или в результате деятельности человека (пожар, буря, наводнение, поражение болезнями);
- рубке могут подвергаться лишь деревья, соответствующие возрастным нормам;
- при лесозаготовке необходимо вовремя вывозить спиленный материал, препятствовать засорению территории и сносить временные здания, использованные в работе;
- запрещается оставлять недорубы – отдельные деревья на вырубленных территориях.
Сушка древесины своими руками
При необходимости заготовить древесину в домашних условиях, рекомендуется действовать в таком порядке:
- выбрать место для проведения сушки. Лучше всего предусмотреть не навес с крышей, а постройку с плотными стенами, которые препятствуют проникновению осадков;
- оборудовать основание для будущей укладки, под которым будет свободно проходить воздух;
- уложить пиломатериал крест-накрест в несколько рядов, как показано на рисунке;
- получившиеся штабеля в верхней части закрыть от случайных капель воды, пыли и мусора;
- скрепить деревянные доски или брусья между собой. Лучше всего использовать для этого полимерные материалы – резиновые затяжки или нейлоновые шнуры;
- выдержать штабеля время, рекомендуемое для конкретной климатической зоны (обычно несколько месяцев).
Самостоятельным приготовлением пиломатериала можно заниматься при наличии времени и необходимости заготовить большое количество древесины. Получаемый материал пригоден для использования в строительных целях, однако плохо подходит для изготовления мебельных изделий. Чтобы получить сухое дерево для отделочных и декоративных работ, следует применять комплекс методов подготовки древесины, таких как , .
Сушилка для дерева своими руками:
Сама технология вакуумной сушки интересна тем, что она дает возможность реально сократить сроки сушки пиломатериалов, при этом поверхность древесины не растрескивается, сохраняется и её качество. Метод вакуумной сушки древесины был изобретен и запатентован доктором Эрнесто Пьяноццив 1964 году.
Навигация:
Вакуумная пресс — сушилка состоит из герметично закрытой стальной камеры, стены которой преимущественно смонтированы из нержавеющей стали, которая полностью герметична. Потолок самой камеры вакуумной сушки закрыт покрытием из эластичной резины, которая обрамлена стальной рамой. Загрузка досок в камеру происходит с прикладыванием каждого ряда досок алюминиевыми тенами. Вода циркулирующих в нагревательных элементах подогревается при помощи бойлера, который смонтирован с внешней стороны камеры. Циркуляция воды происходит при помощи жидкостной вакуумной помпы, расположенной внутри камеры.
После загрузки древесины внутрь камеры, оператор, который управляет камерой устанавливает на рабочей панели требуемый уровень вакуума, а также выставляет температуру алюминиевых нагревательных пластин.
Вакуумная сушка древесины проходит в 3 этапа:
1. Нагрев древесины при нормальном атмосферном давлении;
2. Затем следует процесс сушки с нагревом в вакуумной среде;
3. Последний, завершающий этап состоит из кондиционирования и охлаждения.
Сразу после укладки древесины в сушильную камеру, и прокладывает между досками нагревательных пластин, начинается процесс нагрева древесины. Этот этап заключает в себе прогрев досок без применения вакуумной помпы. Нагревание не достигает 100 градусов, и, следовательно, влага внутри досок не закипает. Таким образом поверхность древесины не растрескивается.
При достижении уровня температуры, требуемого для сушки, сразу подключается вакуумная помпа, которая откачивает оставшийся воздух. При этом поверхность древесины также не деформируется, поскольку влага остающаяся в досках выступает на поверхность, тем самым увлажняя её, что в свою очередь позволяет доскам сохранять первоначальную форму. При нагреве резиновое покрытие натянутое поверх штабеля досок в камере прижимает его к полу. Благодаря такому механическому воздействию вакуума, сушка превращается одновременно в пресс, который имеет давление 1 кг/см2, что по сути равняется 10 000 кг/ м.кв. Такой процесс прессования делает доски абсолютно ровными. Дальше в процессе сушки, под воздействием вакуумной помпы и температуры, влага испаряется с поверхности древесины, а излишек затем вытягивается помпой. При достижении требуемой влажности, процесс сушки переходит в кондиционирование.
Процесс кондиционирования заключает в себе отключение нагревательных алюминиевых пластин, с сохранением вакуума в камере. Таким образом дерево остывает под созданным прессом давлением, что позволяет сохранить заданную, ровную форму древесине. После окончательного остывания досок, сушку выключают. Купить хорошую, надежную вакуумную сушку не составит особых проблем, цена камеры высчитывается для каждой камеры индивидуально, и зависит от нескольких факторов:
Скорость сушки
Она во многом зависит от структуры и толщины досок. Чем мягче и тоньше древесина, тем быстрее будет происходить процесс сушки. Соответственно цена камеры зависит, в том числе от комплектации камеры, так как на каждую камеру монтируется конденсатор влаги разной мощности, который преобразует испаряющуюся влагу в жидкость и сливает её за пределы камеры.
Комплектация вакуумной сушильной установки
Здесь всё зависит от того, установлен ли вакуумный подъемник для пластин, также зависит от дополнительной комплектации добавочными алюминиевыми пластинами, а также зависит от того, существует ли возможность подключения приборов управления к компьютеру.
Также существует недавно разработанная технология сублимационной сушки. Такая технология к примеру применяется для высококачественной сушки лекарственных трав, обезвоживания овощей, продуктов, фруктов, мяса и молочных продуктов, химических продуктов, фармацевтических полуфабрикатов, а также множества других материалов.
Вакуумная сублимационная сушка — это новый метод обезвоживания продуктов, которые поддались глубокой заморозке в сублимирующей вакуумной камере, когда лед сразу переходит в парообразное состояние и удаляется из камеры через оттачивание конденсатором, минуя образование жидкости.
В состав конструкции такой вакуумной сушки для фруктов обычно входит сама сушилка, конденсатор пара, охлаждающая система, а также при необходимости монтируется система программируемой логического контроля.
Преимущества сублимированной вакуумной сушки состоит в том, что все продукты сохраняют в себе до 95% всех полезных веществ. Такой метод дает возможность хранить обработанные продукты не только при стабильной минусовой температуре, что естественно увеличивает срок хранения обработанных продуктов, но и в обычных помещениях с плюсовой температурой, что никак не сказывается на качестве высушенных продуктов.
В последнее время вакуумная сублимационная сушка получает всё большее распространение при производстве ягод и фруктов.
Вакуумная сублимационная сушка происходит в несколько этапов:
1). На первом этапе происходит полное замораживание продуктов до состояния льда, при этом давление должно быть ниже 4.58 мм рт.ст., при температуре 0 С;
2). Следующий этап заключает в себе процесс сублимации образований льда. В этом случае давление в камере гораздо ниже давления испарений льда из-за т, что в камере поддерживается вакуум. Продукт помещенный в сушильную камеру нагревается, и затем водяные испарения через конденсатор выводятся за пределы камеры.
3).Стадия вторичной просушки подразумевает удаление остатков влаги из помещенного в камеру продукта путем повышения температуры в сублимационная вакуумной камере я и одновременном снижении давления в самой камере.
В последние годы вакуумная сублимационная сушка продуктов используется всё активней. По мнению некоторых экспертов, со временем вакуумная сушка продуктов со временем вытеснит нынешние технологии заготовки продуктов, при которой происходит коагуляция белков содержащихся в продукте, что в свою очередь ведёт к неизбежной потере питательных веществ. В то же время вакуумная сушка продуктов сохраняет большинство полезных веществ, сохраняет также вкусовые качества, питательную ценность, витамины. Продукты обработанные таким способом являются «сырыми» с точки зрения свежести продукта. Проводящиеся ранее исследования показали, что клубника после обработки имеет 100% показатель сохранности витамина С, при этом потери » общей оксидантной способности» составила всего 8%. Для сравнения, у клубники, которую просто охладили по старому методу, после недели хранения потеря вышеуказанного витамина С составила более 20%, кроме того исследователи отметили значительную потерю фенольных компонентов, которая составляет порядка 85%.
К достоинствам продуктов прошедших сублимационную сушку можно добавить:
— Очень длительное, многолетнее хранение;
— Сравнительно небольшой вес продукции;
— Полностью сохраняется изначальная форма.
На сегодня такая сушка представляет собой практически чески идеальный метод консервирования продуктов. Такой метод позволяет хранить продукты сроком до пяти лет при разных температурах, от — 50 градусов по Цельсию до + 40 градусов выше ноля.
Поговорим ещё немного о вакуумной сушке древесины
Вакуумные сушильные камеры могут представлять собой, в том числе, цилиндрический корпус с диаметром 2000 мм — 2700 мм, м по длине могут быть 7800 мм — 12000 мм, со встроенным рабочим тамбуром. Теплоизоляция корпуса делается из минеральной ваты толщиной 200 мм. Длина штабеля досок, загружаемых в камеру может достигать в сумме 10 метров. Как и в стандартных вакуумных камерах, вакуумная сушка дерева здесь происходит путем уменьшения давления в камере, а благодаря постоянному уменьшению точки кипения влаги в древесине, происходит быстрое испарение влаги, содержащейся в досках.
На сегодня процесс вакуумной сушки древесины является наиболее практичным способом, и завоевывает все большее число приверженцев такого метода среди производителей сушенной, деловой древесины.
