Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

Сушильная камера для древесины

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.

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 %.

Устранение сучков и трещин

Стоит сказать, что на самом деле образование сучков не так уж и страшно, как может показаться на первый взгляд. Небольшие сросшиеся сучки и вовсе не доставят хлопот. Крупные и плохо держащиеся, скорее всего, просто выпадут со временем. После этого, однако, останется отверстие, возможно, сквозное, которое придется устранить.

Заделка дефектов в древесине в таком случае достаточно простое. Необходимо высверлить отверстие в заготовке, в том месте, где выпал сучок, но при этом сделать его на несколько миллиметров больше. Из доски с такой же толщиной и структурой вырезают подходящего размера «заглушку», вставляются ее в отверстие и приклеивают при помощи столярного клея. Здесь остается лишь добавить, что вокруг некоторых сучков может быть что-то вроде черной линии. Это значит, что древесина поражена гнилью, которая будет распространяться и далее. Такой материал лучше не использовать вовсе.

Трещины — дефекты древесины. Способы их устранения существуют разные. Итак, может быть несколько путей решения проблемы. Если трещина мелкая, то ее можно просто состругать или же зашпаклевать. Если трещина достаточно большая, то в настоящее время на рынке строительных материалов можно приобрести специальный герметик, которым можно склеить заготовку. Естественно, что это не обычный герметик. Первое, чем он значительно отличается — это прочностью при сжатии. Благодаря этому при деформациях пиломатериала под влиянием высокой температуры вещество не выдавливается из трещины.

От чего зависит величина усадки древесины

К факторам, оказывающим влияние на величину усушки древесины можно отнести следующие:

  • Материал — бревно, оцилиндрованное бревно, брус, клееный брус. Дом из бревна ручной рубки дает усадку до 15 см, из оцилиндрованного бревна — на величину до 10 см, из бруса — до 6 см. Профилированный брус камерной сушки дает усадку — 2,5-4 см, клееный брус — 1,5-2 см.
  • Межвенцовый уплотнитель — мох, джут, лен, пакля и другие.
  • Размер материала. Естественно, чем больше деталь, тем больше размер усадки.
  • Начальная влажности древесины.
  • Технология строительства, тип рубки. Например, при неплотной подгонке бревен при ручной рубке усадка может оказаться настолько значительной, что придется докладывать несколько дополнительных венцов, чтобы в доме можно было комфортно передвигаться.
  • Пора года, когда ведется строительство. В летнее время срубу требуется до 12 месяцев на усадку. Возведенные в зимнее время срубы требуют в 2 раза меньше времени усадку — около 6 месяцев.

Какие сушильные камеры для пиломатериалов лучше

В промышленности для обработки дерева пользуются различными способами сушки лесоматериала. Это атмосферная, камерная сушка, контактная, сушка в жидкостях, а также индукционная, ротационная, радиационная и сушка ПАП.

Требуемая энергия в конвективных оборудованиях для сушки в древесину переправляется при помощи кругооборота воздуха, а необходимая передача тепла материалу поступает благодаря конвенции.

Типы камер

Конвективные камеры бывают 2 типов – туннельные сушилки и камерные.

Туннельная сушилка для древесины

Туннельная сушилка представляет собой глубокую камеру, куда заталкиваются кипы штабелей от мокрого конца в сухой.

Такие камеры должны обязательно быть заполнены в одном конце, а в другом опустошены. Процесс проталкивания штабелей осуществляется по 1 штуке, промежуток между каждым 4–12 часов. Они используются большими лесопильнями, они совершают только транспортную сушку пиломатериалов.

Камерная установка наиболее часто используется в промышленности. Процесс проходит в газообразной среде. Это нагретый воздух или же перегретый пар при атмосферном давлении. Сушку в таком оборудовании проводят независимо от климатических и атмосферных условий. Весь процесс регулируется, что позволяет получить материал с различной конечной влажностью.

Камерная установка для пиломатериалов

Атмосферная сушка лиственных пород проходит на открытом складе либо же под навесом. При низкой температуре у воздуха малая способность к поглощению паров влаги, потому она проходит медленно, а зимой может прекратиться. Таким способом пользуются для подсушивания экспортируемых пиломатериалов на заводах с отгрузкой материала в сезон.

По способу циркуляции существуют камеры, которые имеют побудительную и естественную циркуляцию. Камера для сушки древесины с естественной циркуляцией устаревшая, малопроизводительная.

Необходимость сушки

Древесные заготовки в виде бревен имеют высокую степень влажности, поэтому им потребуется пройти цикл, который называется сушкой древесины. Влага, содержащаяся в заготовках, постепенно может снижаться и естественным путем, но это займет много времени и приведет к хаотичному явлению сжатия и расширения внутри древесных волокон. По этой причине просушку заготовок выполняют под строгим контролем и в определенных условиях.

Сырая и непросушенная древесная структура имеет склонность к гниению, растрескиванию и искривлению. Чтобы избежать таких неблагоприятных явлений, применяют различные способы доведения древесины до кондиции, с заданными параметрами уровня влажности. Условия сушения и продолжительность цикла напрямую зависят от способа устранения лишней влаги.

Направления усушки и таблица сравнения для различных пород древесины


радиальном, тангенциальном и вдоль волокон

Сравнение усушки (усадки) разных пород древесины:

ПородаОбьемная усадка, %Радиальная усадка, %Тангенциальная усадка, %Отношение тангенциальной к радиальной, приятой за 1
Красная ольха12,64,47,31,61
Черный ясень18,25,07,81,56
Белый ясень14,05,38,71,64
Осина11,13,86,92,09
Липа16,24,810,62,21
Бук16,24,810,62,21
Береза бумажная16,86,68,81,33
Береза сладкая15,06,37,61,21
Береза желтая16,87,49,01,22
Конский североамериканский каштан12,03,57,82,23
Вишня черная11,53,77,11,92
Каштан11,63,46,71,97
Канадский тополь14,13,99,22,36
Кизил цветущий19,97,111,81,59
Вяз твердый14,14,88,11,69
Вяз мягкий13,814,98,91,82
Вяз белый14,44,29,52,26
Эвкалипт черный13,94,47,71,75
Эвкалипт красный15,05,29,91,90
Гикори толстокорковый19,27,612,61,66
Американский гикори13,64,98,91,82
Североамериканский гикори17,97,211,51,60
Белый гикори16,77,010,51,50
Остролистник
(гледичня)
16,24,59,52,11
Граб18,68,29,61,17
Акация черная9,84,46,91,57
Сладкое рожковое дерево10,84,26,61,57
Магнолия вечнозеленая12,35,46,61,22
Красное дерево7,83,44,91,44
Клен орегонский11,63,77,11,92
Клен красный12,53,88,12,13
Клен серебристый12,03,07,22,40
Клен сахарный14,54,89,21,92
Дуб12,74,48,82,00
Дуб черный12,13,66,61,83
Каштан16,75,59,71,76
Лавровое дерево19,03,99,52,44
Дуб испанский горный16,34,58,71,93
Дуб испанский равнинный16,45,210,82,08
Дуб  болотный16,44,29,32,21
Дуб белый15,85,39,01,70
Ива18,95,09,61,92
Ива желтая14,24,59,72,16
Пероммония 18,37,510,81,44
Желтый тополь11,44,16,91,68
Сассафрас10,34,06,21,55
Смоковница14,25,17,61,40
Грецкий орех черный11,35,27,11,37
Ива черная13,82,67,83,00
Кедр душистый7,63,35,71,73
Кедр северный белый7,02,14,92,33
Кедр западный красный8,12,55,12,04
Кипарис виргинский10,73,86,01,58
Дугласова пихта(со скалистых гор)10,63,66,21,72
Дугласова пихта(с Тихоокеанского побережья)12,65,07,91,58
Пихта14,14,510,02,22
Пихта бальзамическая10,82,86,62,36
Пихта высокая10,63,27,22,25
Пихта благородная13,64,99,11,86
Пихта белая10,23,47,02,06
Гемлок восточный10,43,06,42,13
Гемлок западный11,64,57,91,76
Лиственница западная13,24,28,11,93
Сосна10,43,46,51,91
Сосна12,65,57,51,36
Сосна11,54,56,71,49
Сосна белая Америк12,35,37,51,42
Сосна норвежская11,54,67,21,57
Сосна короткохвойная12,65,18,21,61
Сосна сахарная8,42,95,61,93
Веймутова сосна восточная7,82,25,82,68
Веймутова сосна белая западная11,54,17,41,80
Веймутова сосна западная желтая10,03,96,41,64
Фериамбук6,32,74,21,55
Ель энгельмановская10,43,46,61,94
Ель красная11,83,87,82,05
Ель (ситка)11,24,57,41,64
Ель белая14,83,77,31,97
Американская черная лиственница13,63,77,42,00
Тисс западный9,74,05,41,35

Что будет с доской при неправильном режиме сушки

Казалось бы, что сложного в процессе сушки – включил тепло с обдувом, оставил на определенное время доску в покое и дело сделано. Но если бы все было так просто, то и выбирать камеру особого труда не составляло. Дьявол, как говорится, кроется в деталях. Почему-то в некоторых камерах для сушки древесины брака получается мало, а в других много. Иногда даже не получается сразу определить по какой причине. Даже неправильная загрузка пиломатериала может сказаться в итоге на качестве продукта.

Цель для которой нужно основательно подойти к выбору установки – это не только экономия в приобретении и дальнейшей эксплуатации оборудования, но и самое главное – сохранение привлекательного вида древесины после процесса сушки, повышение ее прочности и стабилизация размеров с формой.

Деревянное изделие придет в негодность, если доска из которого она сделана высушена не качественно. Причем дефекты вылезят со временем. У изделия сделанного и скрепленного из нескольких деталей в процессе эксплуатации влажность начнет выравниваться по всему объему и состояние стыков станет напряженным, в каких то местах произойдет усыхание и лакокрасочное покрытие треснет. В этих местах дерево начнет поглощать влагу из внешней среды, что приведет к дисбалансу распределения влаги внутри изделия. Итог очевиден.

В кубометре свежеспиленной древесины почти 300 литров воды и задача любой сушилки эту воду испарить. Да так чтобы не нанести вред доске. Основная часть влаги содержится в капиллярах, а остальная в клетках из которых и состоят капилляры. Проблему вызывает удаление влаги из клеток, именно по этой причине возникает растрескивание древесины.

Особенно сложно  сушить твердые породы, такие как ясень, дуб, бук. В результате сушки высыхает верхний слой и образует сухую корку, через которую плохо просачивается влага. Сердцевина доски остается влажной и там возникают микротрещины, приводящие к браку.

Именно поэтому важно соблюдать режимы и технологию сушки, делать вовремя выравнивание по влажности и всегда контролировать процесс. А делать это непросто, учитывая что даже создав правильные условия доски сохнут по разному в зависимости от плотности и других причин

Даже у одной доски разбег по влажности может разниться на 2% и даже более. Но, опять же, при правильном подходе несмотря на сложные процессы внутри дерева требуемого результата можно добиться.

Места трещин бывают разные и зависят они от характера усыхания доски. Помимо наружных трещин могут быть внутренние, они появляются когда быстрее высыхает поверхность доски, а внутри при этом она остается еще влажной. Бывают и торцевые трещины, они возникают из-за более интенсивной сушки древесины у торцов.

В результате же неправильной укладки досок в штабель есть опасность появления, так называемого, коробления. Происходит это по причине неоднородной усушки в тангенциальном и радиальном направлениях.

Показатели усушки дерева

Текстура древесины сосны на трех разрезах: а — на поперечном; б — радиальном; в — тангенциальном.

Из-за разнохарактерности структуры рассматриваемых источников процент усадки и разбухания будет разным, что зависит от направлений. Максимальные показатели можно наблюдать в области годовых колец, эту зону называют тангентальной. Ее протяженность соответствует 8-12% после испарения влаги. Так, ширина доски в 100 мм после тщательного просушивания может сократиться до 88-92 мм.

Аналогичный процесс, связанный с радиусом ствола, известен как радиальный, равен 5-8%. Продольное направление древесных волокон соответствует 0,1%, что фиксируется редко. Уменьшение объемных показателей пиломатериала после просыхания соответствует 12-20%, что складывается путем суммирования радиальных и тангентальных разновидностей этого процесса. Материалы хвойных пород обладают небольшими величинами усушки.

Анизотропия, известная как разность показателей усушки древесины, влияет на геометрические размеры породы. Нередко такой процесс связывается с модификацией формы болванки. В результате неодинаковости усадки естественной породы могут изменяться ее качественные показатели. Здесь возможно появление несовершенств сушки, что можно увидеть после пользования специальной камерой. Эта методика применяется наиболее часто.

Организации, занимающиеся просушиванием древесины, обязаны осуществлять надзор за показателями уровня влажности и температурными данными в камере. Тогда бракованных элементов будет намного меньше. В настоящее время такое производство поставлено на автоматический уровень. Полученные показатели обработки натуральных пород остаются самыми высокими.

Установленные температурные датчики практически не дают погрешностей и выдают отличные результаты. В процессе производства такого оборудования используется лишь самое качественное сырье. Уровень погрешности оставляет меньше 0,1%.

Их допустимые размеры основываются на многочисленных наблюдениях фактического уменьшения различных древесных пород и соответствуют ГОСТу. Названные величины можно посмотреть в специальных таблицах.

Камерная сушка пиломатериалов

Такой вариант сушки представляет собой самый популярный метод сушки пиломатериалов. В качестве источника теплоты для сушки в камерах может использоваться пар, который поступает из парового котла, или же топочные газы, которые получаются от сжигания топлива в особых топках. Пар, который обогревает камеру, попадает в систему металлических труб, так называемые калориферы. По типу среды, которая высушивает сырье, сушильные камеры бывают паровоздушными и газовыми. При помощи нагревательного прибора увеличивается температура воздуха в камере. Для подачи тепла прямо к высушиваемым пиломатериалам применяется естественное или принудительное движение пара (газа), которое называется циркуляция.

Сегодня специалисты используют много различных режимов сушки. Режим подбираются в зависимости от сорта древесины. Они имеют разный уровень температурно-влажностных показателей среды, а также разное количество ступеней сушки.

Однако режимы разработаны и могут использоваться в «идеальной камере». А вот в реальных камерах нужно осуществлять доработку, привязку режимов, учитывая конкретные конструктивные особенности. К примеру, один и тот же режим в различных камерах становится причиной ускоренной сушки, которая приводит к браку, или повышенному расходу теплоносителей. Главная задача технолога заключается в подборе оптимального режима под конкретную камеру.

Во время выбора режима специалист должен рационально сочетать такие факторы:

  • необходимое качество высушиваемого материала, которое определяется нормами требований к качеству сушки
  • категории сушки, которые гарантируют необходимое качество сушки в условиях заданной длительности процесса
  • конструкция камеры для высушивания материала, по определенной категории качества, чтобы не превысить режимную длительность.

Кроме технологических особенностей применения того или иного режима нужно учесть и экономические факторы — рентабельность использования режимов различной интенсивности.

Как происходит сушка пиломатериала? Технология процесса позволяет получить четыре категории качества сушки лесоматериалов:

  • I категория. Полученный материал имеет самое высокое качество сушке пиломатериалов до уровня влажности 6-8% при температуре не выше 60-70°С. Температура 60°С применима лишь для толстых пиломатериалов. Такая категория качества сушки дерева обеспечивает возможность механической обработки и сборки составляющих частей для формирования высокоточных ответственных соединений, которые влияют на эксплуатационные параметры продукции. Из материала такой категории производят лыжи, его применяют в точном машиностроении и приборостроении, для создания силовых конструкций
  • II категория. Полученный материал имеет высокое качество и уровень влажности 6-10%. Процесс происходит при температуре не выше 75-85°С. Показатель допустимого снижения прочности пиломатериалов на скалывание и ударный изгиб не должен превышать 5%. Из таких пиломатериалов делают ответственные соединения, от которых зависит качество конечного продукта. Применяют в производстве столярно-строительных изделий, мебельном производстве
  • III категория. Отличается средним качеством сушки материала до уровня влажности 8-15%. Эта категория качества сушки обеспечивает механическую обработку и сборку составляющих частей для менее ответственных деталей, например, погонаж, товарное вагоностроение, тара
  • 0 категория. Сушка материала осуществляется до уровня транспортной влажности 16-22%. Эти материалы предназначены для экспорта и внутреннего потребления.

Главные показатели качества сушки:

  • соответствие среднего уровня влажности прошедших сушку пиломатериалов в штабеле необходимой конечной влажности
  • показатель отклонения влажности отдельных досок или заготовок от среднего уровня влажности пиломатериалов в штабеле
  • коэффициент перепада уровня влажности по толщине пиломатериалов
  • остаточное напряжение в прошедших сушку пиломатериалах.

Камерная сушка предполагает проведение таких действий:

  • подготовка сушильной камеры 
  • подготовка сырья 
  • сушка влажного дерева 
  • выгрузка и выдержка в остывочном помещении 
  • контроль уровня влажности материала.

Профессиональная сушка

Корпус профессиональной камеры для сушки древесины производится из нержавеющей стали. Для полной герметизации его верх покрывается эластичной резиной, оформленной в рамку из металла. Внутри устанавливаются датчики для измерения влажности.

Специалист управляет камерой снаружи – необходимое для этого оборудование ставят в отдельный тамбур. Обязательно наличие вакуумной помпы, мощности которой хватит на откачку воздуха и скопившегося конденсата.

Для прогревания используются алюминиевые радиаторы (в виде пластин) с водой, которую греют при помощи бойлера снаружи камеры. Из-за отсутствия сложных элементов управлять такой машиной просто.

Для контроля над процессом используются датчики температур и вакуума. Если что-то пойдет не так, то специалист отследит это по показаниям на мониторе.

Но профессиональное оборудование стоит дорого – за камеру среднего объема придется заплатить сумму от 3 миллионов рублей. Зато оно справляется с сырым деревом всего за две недели, в то время как при естественной сушке древесина сохнет годами.

Конкретный срок высушивания зависит от типа и состояния древесины:

  • доски из свежесрубленного дуба будут сохнуть около месяца, а свежего сруба и тонкого распила – 15 дней;
  • влажные (30%) дубовые доски сушатся от 16 дней, но в тонком варианте (25 мм) – чуть больше недели;
  • доски из только что срубленной сосны сохнут 8 суток, а меньшей влажности (30%) – всего 6 дней;
  • строительный брус с размерами меньше 150 х 200 мм и влажностью 65% высохнет за 12 дней, однако толстые виды (200 х 300 мм) – примерно 21 сутки.

Время также варьируется из-за различий в настройках приборов для разных пород. Одни породы выносливы, а другие следует обрабатывать в щадящем режиме, постепенно, не спеша.

В качестве заключения

Из всего сказанного стоит сделать вывод, что процесс высыхания древесины является неминуемым. Почти не существует пиломатериалов, не подвергающихся такому процессу. Причем такое явление может нести как положительные, так и отрицательные моменты.

https://youtube.com/watch?v=Lynb6WzjYis

Высыхание натуральных материалов естественным путем будет проходить долгое время. Использование в процессе строительства влажного сырья сделает здание непригодным для проживания до тех пор, пока не завершится рассматриваемый процесс. А для этого нужно время.

Необходимо ждать в течение 12 месяцев. Современное поколение все чаще старается покупать материалы, обработанные искусственным способом. Таким способом можно ускорить ход строительства

Покупая такое сырье, важно выбирать только качественные варианты

Отдавая предпочтение представленным образцам, не следует экономить денежные средства. В противном случае можно получить ненадежное сооружение, которое в дальнейшем принесет массу проблем. К пиломатериалам следует предъявлять особые требования. Основание, выстроенное согласно требованиям, будет стоять много десятилетий, воссоздавая первоначальный вид.

Неправильная просушка дерева приведет к скорому разрушению здания. Пиломатериалы не должны иметь неровных поверхностей и видимых изъянов.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации