Вакуумная сушилка древесины – Вакуумная сушка древесины с использованием профессионального оборудования и самодельная сушилка

Содержание

Вакуумная сушка бруса, древесины своими руками

Процесс вакуумной сушки привлекателен, прежде всего, тем, что он отличается реальной возможностью существенно уменьшить длительность сушки, сохранив при этом высокое качество высушенных пиломатериалов, а в некоторых случаях даже повысив его.

Вакуумные камеры для сушки древесины

В вакуумных камерах лесоматериалы сушатся в условиях высокого давления 700 мм рт. ст., но низкой температуры 45 С. В этих устройствах специально создается вакуум, что влечет за собой большие затраты электроэнергии.

Вакуумная сушка является крайне дорогим методом сушения лесоматериалов по ряду причин:

дорогостоящие вакуумные камеры
огромное количество мощности электроэнергии для правильной работы
небольшая загрузка, примерно 5-8 м³.

В подобных устройствах лесоматериалы сушатся на протяжении одного-двух дней. Например, чтобы высушить 40 м³ доски понадобится примерно от 8-16 дней. А если осуществляется вакуумная сушка бруса, то времени понадобится еще больше.

Вследствие дороговизны процесса вакуумная сушка древесины осуществляется, преимущественно, для дорогостоящих сортов лесоматериалов, таких как дуб, ясень, бук, кедр. В таких случаях требуется высушить не большое количество пиломатериала. Для массового изготовления пиломатериалов применяют конвективные сушильные камеры, потому что они более доступны и имеют низкую себестоимость.

Несколько примеров вакуумной сушки:

дубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 28 — 35 дней
дубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 16 — 18 дней
дубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 15 дней

дубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 9 дней
сосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 5 -6 % примерно за 8 дней
сосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 5-6 % за 6 дней
строительный брус 100 х 100 мм и 150 х 200 мм с уровнем влажности 65 % высохнет до уровня влажности 6 % на протяжении 8 — 12 дней. Брусу 200 х 300 мм для достижения таких же параметров понадобится 22 дня.

В условиях вакуума сушка древесины происходит более мягко. Однако и при таком методе сушения возможно растрескивание. Дерево — это живое сырье. Древесины присущи разные виды напряжений. Эти напряжения зависят от местности, в которой выросло дерево, от метода распила, от возраста. Во время сушки древесины даже в таких камерах не все напряжения снимаются равномерно.

Как происходит вакуумная сушка древесины

Нагнетание вакуума внутри камеры, где осуществляется высушивание лесоматериалов, в значительной степени изменяет физический характер протекания тепло-массообменных процессов в древесине. Сушка реализуется по действием постоянного вакуума 0.95 Мпа и пара, образующегося из влаги лесоматериалов. Поскольку происходит естественное движение агента сушки со скоростью до 0.3 м/сек нет необходимости использовать вентиляторы, системы увлажнения пиломатериалов, устанавливать сухой /мокрый термометр. Контролируют сушку датчики влажности пиломатериала. К примеру, в ходе сушки дубовых пиломатериалов от начального уровня влажности 65 % до остаточного — 6%, выделяется около 450 литров влаги. Если загрузить в камеру максимальные 12 м

3 дуба толщиной 55 мм, то суммарное количество влаги достигнет 5 400 литров.

Сегодня все компании, выпускающие сушильные вакуумные камеры, имеют сертификаты соответствия европейским стандартам. В таких устройствах можно сушить одновременно различные сорта древесины.

Качество сушки:

остаточный уровень важности составляет от 6 до 0.5%

перепад уровня влажности по штабелю не превышает 1 %
перепад уровня влажности по толщине и длине доски не превышает 0.9 %.

Вакуумная сушка древесины своими руками

Процесс сушки очень выгоден при осуществлении своими руками. Однако приобретать заводскую вакуумную камеру дороговато, в этом разделе мы расскажем, как сделать ее своими руками. Сушку в домашних условиях можно осуществить в специальной камере, для обустройства которой нужно просторное помещение, источник тепла, а также вентилятор для распределения тепла внутри камеры.

Наилучшим вариантом для создания камеры является железный конвейер. Не обязательно покупать новый, можно найти и б/у. Кроме этого можно сварить камеру самостоятельно из старого железа.

Для того, чтобы сохранить тепло внутри камеры стены нужно утеплить пенопластом и обделать вагонкой. Кроме пенопласта подойдет минеральная вата и любой другой утеплительный материал. Для того чтобы тепло отражалось от поверхности необходимо постелить специальный материал. Можно воспользоваться фольгой или пенофолом. Кстати, теплоотражающие и сохраняющие качества пенофола намного выше.

После этого можно приступать к сборке нагревательного прибора. Всю отопительную систему обязательно монтируют отдельно от других отопительных контуров, она должна постоянно функционировать. Подойдет отопительный радиатор, который нагревает воду до 65-90 градусов. Для равномерного распределения тепла в камере стоит приобрести вентилятор. Без него сушка будет происходить не равномерно, а конечный продукт будет иметь низкое качество. Не забывайте про правила пожарной безопасности во время создания вакуумной сушилки.

Еще один важным моментом можно назвать создание системы погрузки пиломатериала в камеру. Для этой цели можно воспользоваться тележками, которые двигаются по рельсам или вилочным погрузчиком. Сырье на просушку складывают на полки или же прямо на пол. Чтобы осуществлять контроль за процессом сушки нужно установить специальные датчики — термопары и датчики давления. Если грамотно подойти к этому мероприятию, то у вас получится камера для сушки качественных пиломатериалов.

После загрузки сырья в камеру дверь плотно закрывается и начинается процесс сушки. В таких условиях связанная и свободная жидкость будет плавно перемещаться от центра к периферии, что гарантирует качественную и равномерную сушку материала. Сухие верхние клетки пиломатериала впитывают жидкость из клеток, находящихся ближе к сердцевине. Вначале просыхают тонкие места, далее влага из толстых слоев перемещается в уже высохшие, делая их влажными.

Для предотвращения смещения на пиломатериалы наносят специальную смесь, которая делается из мела и олифы. Чаще всего эту смесь наносят на торцевые части заготовок.

Традиционная сушка					Вакуумная сушка
Кол-во суток	Рпотреб., кВт/ч	Гарант. брак, %	t, °С	Гарант. влажность, %	Кол-во суток	Рпотреб., кВт/ч	Гарант. брак, %	t, °С	Гарант. влажность, %
7	10 000	20	150	15	1	500	5	50	10

wood-prom.ru

Вакуумная и пресс-вакуумная сушка древесины

В среде российских специалистов по деревообработке довольно давно обсуждается способ сушки пиломатериалов в вакууме. Интерес к проблеме возник после появления сообщений в СМИ об установках итальянского производства, а затем и продукции фирмы WDE Maspell на нашем рынке. Через некоторое время выпуск аналогичных сушильных камер освоили и ряд отечественных компаний: «Энергия-Ставрополь», «МВ-Импульс» и др.

Повышенное внимание к подобным установкам объясняется тем, что их производители анонсируют сушку пиломатериала в небывало короткие сроки: в течение 1-4 суток в зависимости от породы древесины и толщины пиломатериалов — и при этом гарантируют высокое качество получаемых досок или заготовок. Такие сроки сушки вызвали недоверие у тех, кто не имел возможности на практике проверить качество продукции, высушенной в подобных камерах. Развеять эти сомнения не позволяет крайне скудная информация производителей оборудования для вакуумной сушки о сути процесса. Попытаемся разобраться.

Сушка пиломатериалов при пониженном давлении (обычно р_абс = 0,15-0,4 бар абсолютного давления или р_разр = 0,85–0,6 бар разрежения, чему соответствует температура насыщения t_нас = 54,0–75,9 °С) относится к т. н. высокотемпературному процессу сушки. Такой тип процесса имеет место в случае, когда температура древесины t_др превышает температуру насыщения t_нас

водяного пара при заданном давлении. Протекание высокотемпературного процесса сушки отличается большей интенсивностью по сравнению с низкотемпературным процессом, когда температура древесины ниже температуры насыщения (t_нас = t_кип, t_кип — температура кипения). Скорость бездефектной вакуумной сушки в сравнении с нормативным ГО СТовским режимом конвективной камерной сушки выше в 4–5 раз. Так, например, для группы твердолиственных пород (бука, клёна, ясеня, вяза и др.) нормативное время сушки для низкотемпературного конвективного режима при толщине доски 50 мм составляет 12–14 суток, время же сушки в пресс-вакуумных установках для этих же сортиментов — трёх–четырёх суток. Процесс высокотемпературной сушки описан в отечественной литературе еще в 1957 году. Ниже приведена информация по древесиноведению и из теории высокотемпературного процесса сушки.

«Вода может находиться в двух основных структурных элементах древесины: в полостях клеток и сосудов — свободная влага, а в стенках клеточных оболочек — гигроскопическая, или связанная влага. При сушке влажной древесины в первую очередь в пределах клетки полностью удаляется свободная влага и лишь затем, ниже предела гигроскопичности (w_пг), одновременно являющегося пределом усушки, начинает испаряться из её оболочки связанная. При уменьшении содержания в древесине связанной влаги древесина усыхает».

«Рассмотрим случай сушки сырой (w_н > w_пг) древесины в форме неограниченной пластины в газовой среде с температурой t_с > 100 °C. На некотором промежуточном этапе процесса из наружных зон пластины толщиной Х удалена вся свободная влага. Влажность этих зон изменяется от равновесной на поверхности до предела насыщения внутри и имеет некоторое среднее значение wпер. Внутренняя зона толщиной (S – 2x) на этом этапе остаётся сырой, её влажность близка к начальной. Температура внутренней зоны поддерживается на уровне точки кипения воды t_кип, а в поверхностных зонах и пограничном слое постепенно повышается до t_с. На границе зон происходит выпаривание свободной влаги, за счёт чего эта граница постепенно заглубляется».

Объяснить возможность сохранения безупречного качества сушки при столь значительной интенсивности высокотемпературного (даже необязательно с использованием вакуума) процесса можно, учитывая тот факт, что при достижении температуры насыщения t_нас сначала на поверхности, а затем и в толще пиломатериала происходит интенсивное испарение свободной воды (псевдокипение) и продвижение образовавшегося водяного пара наружу. В зоне псевдокипения у паровой среды относительная влажность φ_пар = 100%, а влажность древесины w стремится к равновесной влажности w_р = 10,6 (φ/100) (3,27-0,015t), %, соответствующей пределу гигроскопичности w_р = w_пг (w_пг = 26,1% при t = 54 °С и w_пг = 22,6% при t = 75,9 °С). Влажность w_пг, %, является функцией только температуры: w_пг = (34,66-0,159t) — и характеризуется тем, что является границей, ниже которой свободной влаги нет ни в полостях, ни в стенках клеток древесины. При условии w пг начинается усушка древесины. Таким образом, свободная вода интенсивно удаляется из древесины при w = w_пг и отсутствии усушки, а, следовательно, и при минимальных напряжениях в наружных слоях древесины. По мере продвижения зоны парообразования в толщу пиломатериала температура наружных слоев t_нар = (t_нас + Δt) повышается относительно температуры насыщения, их равновесная влажность wнар = (w_пг — Δw) снижается на Δ w относительно предела гигроскопичности w_пг и наружные слои испытывают деформации растяжения є = У, подвергаясь стесненной усушке У = αΔ w и испытывая при этом напряжения растяжения σ = Еє. Здесь є — относительное растяжение поверхностных слоёв; У — относительная свободная усушка поверхностных слоёв, У = (Ш_пг — Ш_w)/Ш_пг; Ш_пг — ширина доски при её влажности w ≥w_пг; Ш_w — ширина доски при влажности w для свободной усушки; σ — коэффициент усушки; Е — длительный модуль упругости древесины при заданных w и t. Регулированием подводимой тепловой мощности можно поддерживать требуемое значение Δt (и соответственно Δw и є) и тем самым, ограничивая нарастание напряжений σ, добиться бездефектной сушки, чему способствует и постоянное пропаривание наружных слоёв древесины паром, движущимся от внутренних слоёв наружу. На втором этапе сушки при удалении связанной влаги опасности возникновения дефектов почти нет. Для обеспечения эффективной работы установок, не использующих конвекцию для реализации высокотемпературного процесса, — атмосферных, вакуумных и пресс-вакуумных (безотносительно конструктивных отличий и особенностей исполнения оборудования конкретным производителем), следует учитывать три обязательных условия.

Первое заключается в том, что пиломатериал загружается в камеру послойно с плоскими нагревателями — греющими пластинами, чем обеспечивается равномерная и интенсивная теплопередача.

Второе условие: температура поверхности нагревателей должна превышать температуру насыщения (кипения) при созданном в установке давлении (разрежении) по определению.

Третье условие (не являющееся обязательным для атмосферных установок): в полости камеры создаётся пониженное — относительно атмосферного — давление. Если верхняя крышка камеры выполнена в виде гибкой мембраны (обычно из силиконовой резины), то за счёт разности значений давления создаётся прижимающее усилие между слоями пиломатериала и нагревателями, передаваемое послойно на металлическую конструкцию днища камеры. Это прижимающее усилие обеспечивает идеально плоскую форму досок и плотное прилегание поверхности пиломатериалов к нагревателям, что очень важно в случае, если теплопередача между ними осуществляется кондуктивным способом. При этом варианте необходима точная калибровка по толщине пиломатериала для исключения неплотности прилегания досок к нагревателям.

Чтобы обеспечить равномерность теплопередачи от нагревателей к поверхности досок без их калибровки, разумно организовать нагрев тепловым излучением через небольшой зазор между плоскостью нагревателей и пиломатериалом, специально созданный за счёт специальных выступов греющих пластин (такие выступы есть, например, в установках, которые выпускает компания «Энергия-Ставрополь»). Теплопередача излучением в плоском зазоре не зависит от его величины и от неизбежного разбега пиломатериала по толщине.

Как было сказано выше, вакуумирование для высокотемпературного процесса сушки не является обязательным условием, однако у пресс-вакуумных сушильных камер есть несомненные плюсы, например, возможность понижения давления, а, следовательно, температуры насыщения. Во-первых, снижение температуры процесса способствует уменьшению тепловых потерь в установке и минимизации изменения цвета древесины при сушке. Во-вторых, использование мембранного пресса помогает добиться идеального фиксирования плоскости высушиваемых досок и заготовок. В-третьих, плотный прижим слоёв нагревателей и слоёв пиломатериала обеспечивает равномерность теплопередачи в процессе сушки.

Для сушки толстых сортиментов трудносохнущих пород (например, дуба) применяются специальные режимы на стадиях влажности древесины выше и ниже предела гигроскопичности. Применение этих режимов обеспечивает бездефектную сушку 50-миллиметрового дубового сортимента в течение 6-8 суток.

Процесс пресс-вакуумной сушки древесины реализуется в установках с разовой загрузкой от 0,5 до 10 м³, обеспечивая для доски толщиной 50 мм твердолиственных пород (при сушке в течение четырёх суток) семь с половиной оборотов камеры (циклов сушки) в месяц, а в случае сушки пиломатериалов хвойных пород (при сушке в течение двух суток) — 15 оборотов камеры, для доски толщиной 30 мм твердолиственных пород (при сушке в течение двух суток) — 15 оборотов, хвойных пород (при сушке в течение суток) — 30 оборотов камеры в месяц.

Вода, испаряющаяся из древесины (около 250 л на 1 м³ пиломатериала), конденсируется на металлических стенках камеры, а также в теплообменнике-конденсаторе (если таковой предусмотрен конструкцией). Конденсат сливается в канализацию.

Коротко о некоторых особенностях конструктивного исполнения установок для пресс-вакуумной сушки древесины «Энергия» (производитель — ООО «Энергия-Ставрополь», Россия), а также WDE Maspell (производитель — компания WDE Maspell srl, Италия). В этих установках применяются водяные плоские нагреватели. В камерах других производителей, например, ООО «МВ-Импульс» и ООО «Вояджер-Восток» (обе компании находятся в Уфе), применяются нагреватели с электрическими омическими греющими элементами. Камеры фирмы WDE Maspell комплектуются электрическими водяными котлами, а конструкция камер компаний «Энергия-Ставрополь» позволяет использовать в качестве источников нагрева как электрические, так и газовые водонагревательные котлы.

Соотношение стоимости 1 МДж тепловой энергии, полученной при использовании электроэнергии, пропана и природного газа, составляет сейчас 15:7:1 соответственно, поэтому выгоднее всего для сушки древесины использовать котлы, работающие на природном газе. Понятно, что качество высушенного пиломатериала не зависит от вида используемого энергоносителя, а определяется технологическими режимами сушки и корректной работой автоматики.

Текст: Сергей Бондарь

теги

forestcomplex.ru

Вакуумная сушка — последние инновации в сушке древесины

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:

Скорость сушки
Комплектация вакуумной сушильной установки
Поговорим ещё немного о вакуумной сушке древесины

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.

generic-lasix.ru

Технология вакуумной сушки древесины — Морской флот

Строительная индустрия сегодня переживает активный этап технологического развития, что отражается и на применяемых инструментах, и на методологии выполнения ремонтно-монтажных операций, и, конечно, на материалах. При этом за счет доступности и низкой стоимости по-прежнему сохраняют свою востребованность традиционные материалы, среди которых древесина. Другое дело, что использовать ее в чистом виде нельзя, поскольку даже твердотельные породы уже не соответствуют строительным нормативам в защитных свойствах. Преодолеть этот барьер позволяют специальные операции подготовки, в том числе сушка древесины в сушильных камерах – технология, благодаря которой улучшается целый спектр технико-физических показателей материала.

Технология выполнения сушки в камерах

Принцип сушки в вакуумных камерах базируется на законах испарения и циркуляции воды. То есть главные задачи метода сводятся к обеспечению оптимально быстрого вывода влаги из структуры дерева, но без негативных последствий для эксплуатационных качеств. На выполнение этого процесса и ориентирована рассматриваемая технология. На практике она выполняется с помощью специальных установок, обеспечивающих циркуляцию воды по древесной структуре в направлении от сердцевины к наружной части. Далее производится выведение воды и с поверхности посредством испарения. Но важно понимать, что избавление от влаги – не единственная задача, которую реализует сушка древесины в сушильных камерах. Технология также позволяет устранять физические дефекты, но для этого применяется дополнительное оборудование наподобие прессов. Что касается технической реализации процесса, то он обычно выполняется путем ручной загрузки материала в соответствующую камеру. Далее за счет нагревательных пластин агрегат производит автоматический прогрев на фоне интенсивного испарения.

Особенности метода вакуумной сушки

По сравнению с традиционными сушильными камерами, новые технологии цилиндрической вакуумной сушки позволяют добиваться высокой скорости процесса. Связано это не столько с принципом воздействия на материал, сколько с механикой загрузки и расположением заготовок относительно функциональных пластин. Но и тепловое воздействие имеет свои особенности. Поскольку древесный материал сжимается между пластинами под давлением, обеспечивается высокая интенсивность воздействия на структуру – соответственно, выпаривается большее количество влаги. В части энергопотребления тоже имеет свои отличия вакуумная сушка древесины. Особенности технологии по этому параметру обуславливаются повышением температуры пластин и оптимизацией физического перемещения материала внутри камеры. Поэтому для достижения одинаковых с альтернативными способами сушки результатов такие камеры затрачивают меньше энергии.

Этапы сушки

Автоматизированные камеры позволяют без участия пользователя реализовывать стандартный набор технологических этапов, который выглядит следующим образом:

Прогрев материала. Первичная термическая обработка, в ходе которой структура древесины подготавливается к последующим этапам.
Непосредственно сушка. На этой стадии выполняется комбинированная операция увлажнения-сушки, позволяющая максимально размягчить материал в целях дальнейшего иссушения.
Охлаждение. По сути, это этап кристаллизации структуры, благодаря которому ставшая податливой из-за тепловой обработки древесина вновь обретает оптимальные характеристики твердости.

Как отмечалось выше, все стадии процесса сушки контролирует автоматика, а оператор следит за показателями индикаторов безопасности. Но еще до начала мероприятия от пользователя требуется установка оптимального режима сушки. В частности, он устанавливает давление и температуру, ориентируясь на характеристики материала. К примеру, для хвойных заготовок толщиной 2,5 см требуется давление на уровне 500 кг/м2. Что касается температурного режима, то он в данном случае может составлять 80 °C.

Устройство сушильной камеры

Современные камеры выполняются в форме параллелепипеда или цилиндра. Выходная сторона конструкции снабжается крышкой, через которую и производятся операции загрузки/выгрузки материала. Причем структура крышки включает резиновый лист, фиксированный на металлической раме – это решение позволяет создавать почти идеальный вакуум с повышенной герметизацией. Каждый пласт пиломатериала подкладывается нагревательными пластинами, которые обычно выполняются из теплопроводных сплавов алюминия. Для осуществления перемещений пластины снабжаются роликовыми механизмами. Благодаря движению нагревателей обеспечивается сбалансированная сушка древесины в сушильных камерах. Технология изготовления камер также предусматривает подключение контуров с циркулирующей водой. Бойлеры с жидкостью размещаются отдельно и предусматривают собственный подогрев. Для стабильного поддержания вакуума внутри камеры размещается специальная помпа.

Применение гидравлического пресса

Уже говорилось выше, что в процессе прохождения этапов сушки структура древесины размягчается и становится податливой. Данное состояние именно в рамках сушильного процесса является побочным и избыточным. Собственно, для устранения этих последствий и предусматривается финальный этап охлаждения. Однако размягченную структуру материала можно подвергать воздействию гидравлического пресса, который избавит заготовку от физических дефектов – как минимум обеспечит ее выпрямление. Такие прессы вводятся в общий комплекс мощностей, на которых производится сушка древесины в сушильных камерах. Технология прессования, в свою очередь, устраняет и возможные дефекты, которые были приобретены материалом в камере. Конечная же заготовка будет «правильно» деформирована с теми параметрами, которые нужны для рабочего пиломатериала.

Методы сушки

На данный момент развития технологии выделяют три основных метода вакуумной сушки. Первые два способа уже были рассмотрены – это непосредственно сушка и пресс-вакуумная подготовка материала. Но есть также метод паровой обработки в вакуумной камере. Его актуальность обусловлена возможностью исключения из конструкции камеры нагревательных пластин, поскольку горячий пар охватывает все пространство, не требуя специального направления потоков на отдельные участки заготовок. Данный подход дает немало плюсов, которые обеспечивают паронагревательные методы сушки древесины. Сушильные камеры, например, позволяют выполнять загрузку не только трудоемким ручным способом, но и с помощью вилочных грузчиков.

Какой эффект обеспечивает сушка?

Сама по себе сушка как процесс оптимизации гигроскопического свойства наделяет древесину относительно высокими показателями прочности. Этого уже достаточно для того, чтобы материал соответствовал базовым требованиям строительных регламентов. Но крупные деревообрабатывающие комбинаты используют вышеописанные технологии и способы сушки древесины лишь как подготовительный этап для дальнейшей обработки материала. В частности, для пропиток, которые дополнительно придадут заготовкам качества огнеупорности, влагостойкости, морозоустойчивости и т. д.

Организация сушки своими руками

Для изготовления собственной сушилки доступными средствам в первую очередь потребуется отдельное помещение. По размерам оно может соответствовать небольшой подсобке или хозблоку. Сооружение желательно выполнять из кирпича или бетона, а внутренние поверхности изолировать и утеплить слоями пенопласта с фольгированным покрытием. В итоге получится хоть и не вакуумная, но герметизированная сушилка для досок. Как сделать элементы теплового воздействия? Для этого следует предусмотреть несколько конвекторов или радиаторов – их количество будет определяться конструкционными возможностями помещения и требованиями к самой сушке. Отопительное оборудование и будет обеспечивать эффект испарения. Для большей эффективности можно дополнить функцию термического воздействия вентиляторами.

Заключение

В ходе строительных и ремонтных операций часто возникает вопрос выбора между разными материалами. Ограниченные финансовые возможности нередко исключают металлические сплавы и высокопрочные пластики, оставляя безальтернативный вариант древесины. Но и это решение во многих случаях себя оправдывает по техническим характеристикам, если используется сушильная камера для пиломатериалов. Своими руками без затрат на недешевые радиаторы такую камеру тоже выполнить не получится, но в долгосрочной перспективе ее применения вложения себя оправдают. Как показывает практика эксплуатации конструкций на основе правильно высушенной древесины, материал может даже в суровых условиях служить годами, не утрачивая первичных свойств. Другое дело, что многое будет зависеть и от породы дерева, которое планируется использовать для таких целей.

Технология вакуумной сушки древесины разработана в 1964 году, сушилка такого типа состоит из герметичной стальной камеры, имеющей металлическую крышку с уплотнителем. Особенностью технологии является то, что процесс дает возможность сократить период сушки пиломатериалов, при этом повысив их качество.

Современное оборудование для сушки дерева

Отечественные вакуумные сушки подходят для материалов из твердолиственного дерева толщиной от 3 мм до 90 мм. Источник – http://vacuumpro.ru о вакуумном оборудовании, вакууме и вакуумной технике. Возможна сушка пиломатериалов различных размеров из нескольких пород дерева одновременно. Период высушивания пиломатериалов дуба, ореха, ясеня, клена других сортов дерева имеющих начальную влажность от 65% до 6%, составляет 28 – 30 дней.

К наиболее популярным сушильным камерам отечественного производства можно отнести «Универсал – СК» г.Сантк-Петербург. Оборудование предназначено для сушки любых пород дерева, может использовать горячую воду, технологический пар или тепловые лампы. Источники нагрева используются в зависимости от сезона или производственной необходимости. Технологические особенности установки позволяют снизить энергозатраты приметно на 30%.

Технология и процесс сушки

Первоначально древесина отбирается по размерам и укладывается в сушилку, переложенная нагревательными пластинами. Крышка закрывается герметично, начинается технологический процесс. Смысл вакуумной сушки заключается в выпаривании влаги из внутренних и внешних слоев дерева. Температура внутри камеры задается от 60 до 90 0С поэтому дерево не портится и не закипает, давление поддерживается 0,95 МПа. Уровень давления в камере и температура регулируются автоматически.

Сушка дерева — следующий этап работы техники. Когда дерево внутри камеры нагревается до заданной температуры, включается вакуумная помпа. Влага постепенно движется к поверхности пиломатериалов, увлажняя её, что позволяет более качественно высушивать дерево, сохраняя потребительские свойства. Специальное покрытие крышки под давлением 1 кгсм2 прижимает внутри камеры древесину, делая доски ровными. Под воздействием вакуума и высокой температуры с поверхности древесины испаряется влага. Пар и конденсат удаляются помпой.

Режим нагревания отключают при достижении установленной величины влажности, включая режим кондиционирования и охлаждения. Дальнейший процесс происходит под давлением и в вакууме. Это дает возможность получить ровную форму досок, исключив деформацию поверхности дерева.

Для свежесрубленной древесины характерна высокая степень содержания влаги. Данный материал непригоден для осуществления процессов строительства и изготовления разнообразной продукции. Потому сырой материал изначально проходит такой этап, как сушка.

Процесс сушки древесины

Первостепенной задачей такого процесса, как сушка древесины, является процесс испарения излишней влажности из древесного материала. Данные процессы протекают постепенными этапами:

Изначально происходит высыхание поверхности древесины;
Далее изнутри дерева происходит выделение влаги снова на поверхность;
Затем происходит повторение просушки поверхностных слоев дерева.

Процесс высушивания древесины

По итогам данного процесса происходит своеобразное выравнивание режима влажности дерева и окружающего воздуха. В принципе, данный процесс досконально изучен за тысячелетия использования дерева в строительстве: хотя, на сегодняшний день, появляются все новые и новые технологии.

Полезная информация. Заготовку древесного материала лучше производить в осенние и зимние периоды, когда нет процессов сокодвижения в деревьях.

Технология сушки

Существует несколько видов технологии просушки, используемых в промышленности. Все они могут различаться по видам используемого типа оборудования, а также по разнообразным способам процесса передачи самого тепла к материалу, который подвергается высушиванию.

Распределение потоков холодного и теплого воздуха при сушке

В основном, технологические процессы просушивания разных видов древесины, разделяются на такие типы:

способ кондуктивного высушивания;
находят свое применение и радиационные технологии;
основной, для просушивания материала, является технология использования электричества
технологический процесс конвективной просушки дерева.

Конвективная сушка дерева

Способы сушки древесины

На сегодняшний день существует великое множество самых разнообразных способов и методов просушки сырой древесины. Но, все же, существует несколько основных и наиболее часто применяемых методов просушивания дерева:

Cпособ естественной или атмосферной просушки: является самым дешевым, простым по методу организации процесса, но в тоже время и самым длительным по времени; кроме того, для данного метода необходимо наличие больших площадей.
Камерная сушка дерева является не очень продолжительным процессом: высыхание длится около недели, могут возникать такие недостатки, как растрескивание либо неравномерный процесс просыхания.
Инфракрасный способ является одним из высококачественных: быстрые этапы просушки, простота применения, низкий расход электричества, неподходящий способ для закрытых типов помещений.
Метод вакуумной просушки является наиболее быстрым, не приводит к появлению разнообразных деформаций, минусы: большая цена на оборудование, большие затраты на электроэнергию.
Просушка конденсационным способом является быстрой — на выходе получаем материал высокого качества, она наиболее подходит для крупногабаритного материала.

Полезная информация. В некоторых случаях производится просушка на бетоне, который активно производит впитывание влаги. Дерево укладывают на бетонное основание и постепенно проворачивают.

Вакуумная сушка

Сушка древесины вакуумным методом подразумевает использование специальных вакуумных сушильных камер. Данное оборудование состоит из особой герметичной камеры, выполненной из такого материала, как нержавейка. По верху камеры располагается покрытие из резины, которое закрепляется при помощи металлической рамки.

Закладывание древесины для просушки происходит послойно, промеж данных слоев укладываются особые пластины из алюминиевого сплава. В самих этих пластинах из алюминия происходят процессы циркулирования горячей жидкости: подача данной жидкости производится от внешнего бойлерного аппарата с использованием специального помпового устройства. Создание вакуумной атмосферы производится при помощи вакуумной помпы.

Метод вакуумной просушки в специальной камере

Древесина закладывается в данную камеру, затем происходит выставление уровня вакуумного давления и установка температурного режима. Процесс просушки происходит в несколько этапов:

первоначально производится прогревание древесины без включения вакуумного давления;
далее происходит непосредственно сам процесс просушки при наличии вакуумного давления;
последним этапом является проветривание и процесс охлаждения дерева: также, под воздействием вакуума.

Просушивание древесины в сушильных камерах

Использования разнообразных сушильных камер позволяет оперативно высушить древесный материал. Процессы просушки могут занять примерно неделю по времени. Имеется возможность покрытия древесины специальными антикоррозийными средствами: данная обработка в значительной мере помогает оградить дерево от воздействия микробов, плесени.

Загрузка древесины в специальные камеры для высушивания

Но существуют и недостатки таких методов высушивания древесного материала. К ним относится возможность появления самых разнообразных трещин, других видов деформации дерева: так как происходят неравномерные процессы просушивания. Возникают процессы изменения структурного характера древесины, из-за чего в дальнейших процессах обработки данного материала могут выскакивать самые разнообразные производственные браки.

Деформация древесины — возможные варианты при сушке

Но на сегодняшний день данный метод высушивания дерева является наиболее популярным у производителей древесного материала: происходит это из-за простоты использования, невысокого по стоимости оборудования, сравнительно небольших сроков просушки.

Домашняя сушка древесины — как выполнить своими руками

Изначальный этап такого процесса, как высушивание древесины, в любом случае должен проходить под воздействием атмосферных условий, т.е. в условиях улицы. На данном этапе происходит достижение уровня влажности древесины: примерно, в двадцать процентов.

Необходимо уложить заготовки в штабель, который должен располагаться на подставках: следует устроить внутри самого штабеля воздушные проходы, способствующие равномерному высыханию древесины.

Древесина уложенная штабелями на подставки

Процесс окончательной сушки следует производить в условиях теплого, достаточно сухого помещения. В том случае, если в помещении избыточная влажность, произойдет обратный процесс впитывания воды самим деревом. Лучше всего повесить деревянные заготовки поближе к потолку.

Иногда применяется корневой способ сушки, когда на дереве снизу производят широкую очистку от коры. Постепенно дерево прекращает процесс движения соков, а в дальнейшем остается только дождаться полного высыхания.

Может применяться вываривание в кипятке. Подходит для маленьких заготовок. Деревянные заготовки помещают в кастрюлю с водой, хорошенько кипятят несколько часов, а в дальнейшем выносят для просушки. Похожим является метод пропаривания в парафине. Практически идентичен кипячению в воде.

Толковый хозяин легко сможет соорудить своими руками подобный бункер для сушки

Существует еще один способ, при котором дерево подвергается обертыванию несколькими слоями сухой газеты, а затем обертывается в полиэтиленовую пленку, в которой делаются небольшие отверстия. По мере впитывания влаги следует несколько раз заменить слои газеты.

Полезная информация. Если использовать для просушки газеты, то высыхание должно произойти примерно за три-четыре дня: не рекомендовано ускорять данный процесс.

Как правильно высушить древесину, чтобы в ней не появились трещины?

Правильные процессы просушивания древесины являются залогом получения качественного материала, без образования разнообразных трещин и других деформаций древесины.

Стрелками указан процесс испарения лишней влаги из древесины

Сушка древесины под воздействием атмосферного воздуха предполагает наличие воздействия погодных условий, потому может произойти изменение вида под влиянием сильного солнца, дождя.

Следует располагать проветриваемую древесину под навесами. Процесс просушивания следует организовать сразу же после процесса распиливания дерева. Необходимо правильно располагать штабеля с древесиной, делать зазор между штабелем и поверхностью земли не менее пятисот миллиметров, используя для этого разнообразные подкладки.

Между рядами в штабелях следует устраивать воздушные каналы, для более равномерного процесса сушки. Дабы предупредить процессы растрескивания, следует обработать торцы дерева при помощи олифы, либо любых видов масляных красок.

Автоматические процессы высушивания в этом смысле являются более простыми, так как необходимые данные уже заложены в основу программ.

В сушилках-автоматах необходимым условием для избегания процесса деформирования требуется неукоснительное соблюдение технологии высыхания древесины.

Оборудование для сушки древесины

На сегодняшний день существует великое множество производителей оборудования для просушки древесины, также как и множество видов самого оборудования. Рассмотрим наиболее часто применяемые из них.

Камеры конденсационного сушения

Камера конденсационного сушения дерева

Камеры конденсационного сушения являются довольно новым типом оборудования. Обладают низким уровнем потребления электричества и являются незаменимыми там, где кроме электричества нет других видов энергии. Но у них небольшие объемы загрузки, из-за чего процесс высушивания более долгий.

Вакуумные сушилки и принцип их работы

Вакуумные сушилки являются более дорогими по своей стоимости и по использованию электроэнергии. Основным плюсом данного вида оборудования является быстрый процесс высыхания дерева. Процесс управления осуществляется через работу микропроцессора.

Вакуумная сушилка для древесины — принцип работы

Микроволновые сушилки для древесины

Микроволновые сушилки являются достаточно мобильными, небольших габаритов, обладают показателями малого расхода электричества. При этом страдают малым объемом загрузки. Существует возможность неравномерного высушивания. К тому же, могут происходить процессы возгорания материала.

Осуществляя подбор оборудования, следует рассматривать погодные условия конкретного региона, учитывать площади будущего бизнеса, расценки на источники энергии для данной местности и ориентироваться на виды производимых материалов.

morflot.su

Вакуумная сушка древесины

Сушка древесного пиломатериала производится преимущественно с использованием вакуумной сушильной камеры. Технологическая операция заключается в как можно более быстром испарении влажности при максимально сниженном давлении.

Сама сушильная камера внешне выглядит как металлический цилиндр, производится она из котельного железа. Длина устройства составляет до 40 м, а диаметральный размер примерно равен 2 м. Камера закрывается герметично, температура внутри нее может выставляться в диапазоне от 50° до 90°. Нагрев происходит путем подачи водяного пара по трубам, которые располагаются равномерно вдоль внутренних стен цилиндра.

В качестве сырья в прибор загружаются доски толщиной до 25 мм, прогрев при этом происходит в течение 1 часа. Если используются доски толщиной в 50 мм, длительность стадии прогрева увеличивается до 2 часов. После этого подача пара завершается и начинается откачка воздуха из камеры. Благодаря тому, что она закрыта герметично, происходит формирование 90%-ного вакуума. Это состояние длится в 2 раза дольше предыдущей стадии и составляет от 2 до 4 часов. Происходит испарение остатков влаги с сопутствующим снижением температуры. Когда датчики внутри камеры показывают 30°, прекращается работы вакуумного насоса. Далее происходит повтор итераций с нагрева до выкачивания воздуха, проходит от 7 до 12 таких циклов с перерывами между ними.

Общее время, которое занимает сушка сосновой доски толщиной 75 мм до влажности не более 10% составляет 3 суток при изначальном содержании влаги в брусе 70% . Если происходит сушка досок с такими же показателями влажности, но их толщина не превышает 25 мм, то длительность процесса сокращается до 24 часов.

Регулировка режима просушивания в вышеописанной вакуумной камере затруднена, что делает устройство применимым только к работе с однородным сырьем.

При разработке вакуумной компрессионной камеры для сушки применялись новейшие технологические решения. Прибор сочетает лучшие черты классических камер и полезные новшества. Основной отличительной чертой такой камеры является ее универсальность, ведь в ней можно производить сушку досок самого разнообразного уровня качества. Процесс идет быстрее, чем в стандартной конвективной камере. Допустимо высушивание цельного кругляка, при этом исключено появление трещин как снаружи, так и изнутри.

Сушка в компрессионной камере дает возможность произвести изменения в цвете материала по желанию заказчика, перемена может быть настолько радикальной, что исходная порода становится совершенно неузнаваема.

С помощью сушки также можно снизить гигроскопичность пиломатериала, таким образом нивелируя недостаток сырья, который зависит колебаний влажности в атмосфере, происходящих во время роста дерева. Компрессионная камера позволяет работать с досками заданной нелинейной формы. Значения рабочего давления внутри устройства невысоки, поэтому устройство не попадает в зону внимания инспекции Котлонадзора.

Во время сушильного цикла происходит перманентное увеличение температуры воздуха, что служит причиной повышения влагоемкости сушильного агента. Полностью автоматически регулируется снятие влаги с доски. Испарение жидкости из бруса объясняется влиянием перепада уровня влажности и находится в зависимости от коэффициента влагопроводимости. Влагоемкость сушильного агента вырастает вместе с его давлением: это происходит вместе с поднятием температурных значений с той целью, чтобы обеспечить безопасность процесса сушки. Чем выше давление сушильного агента, тем больше температура кипения воды (при заданной температуре). Теплоподача заканчивается в тот момент, когда происходит достижение заданных заранее параметров, среди которых равновесная влажность доски в определенных условиях (в физической среде горячего пара в условиях высокого давления). В основе вычисления необходимых параметров лежит диаграмма равновесной влажности дерева для атмосферного давления.

Вплоть до прекращения подачи тепла принцип работы вакуумной конвекционной сушильной камеры не отличался от стандартной конвекционной сушки за некоторыми исключениями. Применяются более высокие температурные значения, которая позволяет ускорить сам процесс высушивания; исключается возможность обмена влагой с элементами внешней среды, это возможно за счет увеличения влагоемкости внутри самого прибора. Происходит автоматизированный запуск конденсационной установки. Она, в соответствии с заданной ранее программой, осуществляет изменение температуры в меньшую сторону, также происходит программное уменьшение давления и уровня влажности сушильного агента. Уменьшение температурных значений и давления происходит в том темпе, который задают толщина доски и то, какая порода дерева проходит сушку в данный момент. Между давлением внутри самого бруса и наружным давлением появляется существенная разница. Далее происходит выдавливание влаги из бруса за счет разницы давления. Далее благодаря перепаду температуры происходит охлаждение поверхности доски. И после этого устройство начинает функционировать как вакуумная камера стандартной конструкции с небольшой разницей в интенсивности (из-за использования более высоких температурных значений). В процессе появляется конденсат, для которого предусмотрена автоматическая система слива. Сброс влаги происходит по достижении ею определенного объема, происходит снижение давления в сушильной камере сначала до уровня атмосферного, а после этого — еще ниже. В это время не осуществляются энергозатраты на то, чтобы создавать разреженную. среду, технологический процесс с этого момента течет согласно классическим термодинамическим законам. Поддерживается равновесная влажность сушильного агента, которая находится в соответствии с заданным конечным значением процента влажности древесины. Идет кондиционирование: влажность распределяется равномерно как в масштабах одного бруса, так и общем объеме пиломатериала.

o-drevesine.ru