Какая технология сушки древесины лучшая: процесс и виды — в сушильных камерах и своими руками – Обзор

Технология сушки древесины

Сушка древесины в сушильных камерах применяется с целью:

Дезинфекция (при тепловой обработке погибают споры плесневых грибков, личинки вредителей);

• защита от деформации;
• улучшение физических параметров изделий.

При помощи камер для сушки происходит снижение количества воды в пиломатериале до параметров, прописанных в ГОСТах и Санитарных правилах (СП). В сушильной камере происходят два параллельных процесса:

1. Выведение из древесины воды.
2. Вынос водяного пара от пиломатериала с помощью воздушного потока.

Сушильная камера -комплекс, включающий все необходимое оборудование и приборы контроля. Управление процессом высушивания может вестись в ручном и автоматическом режиме. Последний позволяет наиболее точно и корректно поддерживать режимы просушивания.

Как высушить доски срочно

При необходимости срочной просушки досок можно воспользоваться одним старинным способом, который до сих пор считается актуальным. Доска оборачивается бумагой в 5 – 15 слоев, затем целлофаном, в котором проделываются дырочки.

Подготовленную описанным методом доску кладут на теплую батарею или подоконник. Бумага интенсивно впитывает влагу, но ее раз в сутки следует заменять новой. Также доску обязательно постоянно переворачивают. При ширине больше 3 см время просушки займет не дольше 4 дней. Когда толщина больше – то и времени потребуется больше, но все-таки быстрее в сравнении с другими доступными для самостоятельной реализации способами.

Советы от меня или как сушить доску без брака

Чтобы получить высушенный материал высокого качество, необходимо строго соблюдать процесс и выдерживать необходимые режимы сушки. А чтобы выдерживать и контролировать этот процесс нужно знать все необходимые параметры по температуре и влажности внутри камеры. Исходя из этих данных автоматика или человек принимает решения влияющие на конечный результат. Поэтому часть моих советов касается именно проблемы измерения влажности, но не в камере, а в самой древесине.

1. В качестве датчиков температуры и влажности лучше всего использовать психрометры;
2. Электроды при измерении влажности древесины должны быть по длине не менее половины толщины доски, т.к. максимальная влажности именно в сердцевине пиломатериала.
3. Для замера влажности рекомендую использовать 1 датчик на 10 куб. метров древесины.
4. Часто даже с одной партии доски разбег по влажности может достаточно велик. И датчики в таком случае надо ставить к доскам с наивысшей влажностью, к примеру, к заболонным и смолянистым.
5. При укладке досок в штабель необходимо применять строганные прокладки и укладывать их строго одна над другой по вертикали. Толщина досок же должна быть одинаковая в одном ряду по горизонтали. По моим наблюдениям, шероховатость поверхности междурядных прокладок напрямую влияет на образование как внутренних так и внешних трещин на досках. Если же междурядные прокладки неровные, то ее выступы препятствуют смещению при усушке и в результате образуются напряжения в доске.
6. В вашей камере герметизация ворот должна быть выполнена очень качественно, резиновые уплотнители должны быть стойки к экстремальным температурам и не выходить из строя с годами эксплуатации. Во избежании потери тплоизоляционных качеств, утеплитель должен быть выложен в ячейках так, чтобы не проседал со временем (шаг ячеек должен быть частым, а утеплитель не из дешевых китайских).
7. После сушки убирайте опилки и подметайте пол в камере. Иначе со временем радиаторы ваши забьются пылью и мелкими древесными отходами, что потом скажется на их теплоотдачи и приведет к увеличению времени сушки, а также повлияет на ее качество.
8. Для лучшей циркуляции прокладок, размеры пиломатериала должны быть примерно одинаковыми.
9. В процессе сушки хвойных пород дерева можно получать скипидар. Температура его испарения – 34 °С,  но для его получения нужен конденсатор. В полученном конденсате, точнее в воде, он будет на поверхности. Вода в итоге сливается, а скипидар через трубку сверху перекачивается в емкость. Скипидар получается высококачественный, с 1 куб. метра его можно получить более 1 литра. Вот и снижение затрат на эксплуатацию сушилки.
10. Если вы владелец деревообрабатывающего предприятия, то экономически целесообразно использовать теплоту от сжигания отходов деревообработки, чтобы сэкономить на электроэнергии и уже с учетом этого надо выбирать сушильную камеру.
11. Ограждения камеры включают в себя хорошую продуманную тепло- и пароизоляцию. В качестве последней использовать рубероид, битум толь лучше не стоит.
12. Нужно знать, что атмосфера сушильного агента вредна и опасна, входить в работающую камеру не рекомендуется. В процессе сушки выделяются органические кислоты и щелочи, скипидар, метанол.

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.

Конденсационная сушка древесины

Производим расчет, подбор комплектующих и сборку установок для конденсационной сушки древесины мебельного качества с 8-10% влажности, сушки рыбы, грибов, ягод, овощей, фруктов, осушение влажных помещений, подвалов, воздуха в помещении бассейна. Установки рассчитываются индивидуально по заданию заказчика, в зависимости от состояния камеры, размера материала, его начальной и конечной влажности и т.д.

В основе процесса лежит холодильный цикл парокомпрессионной установки в режиме теплового насоса и принцип обратимости энергии при фазовом переходе жидкости в пар и обратно. Иными словами, пар, при переходе в жидкость, выделяет столько же тепла, сколько бы потребовалось для нагрева жидкости до перехода в пар. Физический смысл сушки состоит в конденсации влаги на холодной поверхности испарителя и выделении при этом тепловой энергии в количестве 2500 кДж на каждый кг сконденсированной воды. Далее эта теплота конденсации паров воды, а также дополнительная энергия от работы сжатия компрессора, практически равная потребляемой мощности, преобразуются в тепло в конденсаторе установки и возвращаются в камеру, чем поддерживают необходимую температуру в ее объеме и дальнейшее парообразование от материала.

Поскольку процесс происходит в замкнутом цикле, без удаления паров воды в атмосферу и проветривания камеры, то достигается значительная экономия затрачиваемых ресурсов. Необходим только первоначальный разогрев камеры с материалами в течение суток и электроэнергия для привода компрессора с вентиляторами, для дальнейшей работы в течении 10-15 дней. Расходы при эксплуатации камеры сушки сопоставимы с обычной холодильной камерой такого же размера. Потребляемая электроэнергия компрессора составляет всего 25% от производительности конденсатора и выделяемого тепла. Часть этой энергии расходуется на прогрев материала и парообразования , а остальная часть (равная количеству затраченной электроэнергии) компенсирует потери через стенки камеры. По этой причине камера сушки должна иметь хорошую теплоизоляцию (не менее 150-200 мм минваты) , что позволяет сократить не только ресурсы, но и затраты при покупке основного оборудования. При недостаточной теплоизоляции, особенно в зимнее время, потребуется дополнительный подогрев.

Поскольку сам процесс происходит при относительно низкой температуре, без выделения смол, пожаробезопасен, то под камеру может использоваться любое теплоизолированное помещение, с учетом вместимости материала 10-100м3 и оборудования.

Температурный диапазон в камере, при необходимости, может быть расширен до +60С

Система управления установкой собирается на базе термогигрометра и соответствующих преобразователей температуры и влажности. Двухканальное регулирование температурой и влажностью, а также применение частотных регуляторов для электродвигателей, обеспечивает прецензионное качество. Для отслеживания режима сушки и построения графика существует передача данных в любые SKAD программы по протоколу MODBUS.

В качестве комплектующих применяется высококачественная техника следующих производителей :

компрессоров BITZER, DANFOSS ;

теплообменников ECO, LU-VE;

автоматики DANFOSS, SIEMENS.

Реверсивные вентиляторы для сушильных камер

Обеспечить качественную сушку без мощной циркуляции воздуха практически не возможно. С помощью потока воздуха отводится избыточная влага и подводится тепло внутрь штабеля.Скорость воздуха у поверхности доски должна быть в не ниже 2 метров в секунду. Поэтому в камерах сушки используют специальные циркуляционные вентиляторы, осевого типа, с большим объемным расходом воздуха. Для организации продува штабеля предлагаем осевые вентиляторы для сушильных камер. Обеспечивают прямой и реверсивный поток. Комплектуются специальными электродвигателями Лерой Сомер. Предназначены для длительной работы в агрессивной среде с температурами до +85С. Изготовляются по индивидуальным требованиям заказчика, для конкретной камеры сушки. Типоразмеры: 630, 710, 800, 900, 1000

Разный подход

Важным, на мой взгляд, является правильный выбор конструкции сушильной камеры с учётом производительности и качества сушки, а не стоимости, которая сегодня является главным критерием. Например, для крупного лесопильного предприятия, выпускающего десятки тысяч кубометров материалов в год, необходимо подбирать камеры с большой производительностью (сушильные тоннели, конденсационные сушилки и др.).

Для тех предпринимателей, которые работают с трудносохнущей твердолиственной (в том числе экзотической) древесиной, и перерабатывают обычно небольшие объёмы, следует обратить внимание на вакуумные сушилки, камеры с микроволновым нагревом, ультразвуковые и тому подобные. При этих специальных способах можно качественно и быстро высушивать ценные породы древесины именно в заготовках

Выбирая какую-то конкретную конструкцию камер, надо чётко понимать, что вы хотите высушивать и для каких целей.

Виды сушильных камер

Большое количество деревообрабатывающих производств осуществляют переработку практически 10000 м³ пиломатериалов каждый год. Сушильная камера для древесины в технологической цепочке представляет собой решающее звено для обеспечения качества. Объем разовой загрузки лесоматериалов в сушильную камеру сильно отличаются. Иногда нужно высушить 6 м³, а бывают нужды и до 100 м³. Главным фактором во время выбора размера сушильной камеры можно назвать мощность производства.

Методы сушки классифицируют по особенностям передачи тепла высушиваемому сырью, поэтому выделяют такие типы камер:

• диэлектрические — нуждаются в больших энергетических затратах
• конвекторные
• вакуумные. Такие аппараты отличаются высокой ценой и дорогим обслуживанием
• аэродинамические. Таким устройствам необходимо много энергии.

Камерная сушка древесины разными методами была придумана в 60-х годах прошлого столетия, однако вследствие высоких расходов на электроэнергию и сложности конструкции, сушка стала популярна лишь в последнее десятилетие. Наибольшей популярностью во всем мире пользуются камеры конвекторного типа.

Полезные рекомендации

Заниматься уничтожением растений нужно начинать с весны. В это время движущиеся соки помогут разнести яд по всему организму. Зимой же химия может оказаться бездейственной. И опрыскивания в самую жару также бывают безрезультативными.

Следует знать, что деревья, растущие в тесноте, могут иметь общую корневую систему. В этом случае уничтожение одного определенного растения с помощью ядохимикатов затруднительно. Пострадает вся группа. Поможет только точное механическое воздействие.

А прицельность можно отслеживать. Если добавить в раствор с гербицидом любой пигмент, то действия ядов будет видно, поскольку химикат выделяется на поверхности. Это позволит не ошибаться и грамотно проводить повторное вмешательство.

Не следует забывать, что дерево живое и способно эффективно защищаться. При порезах оно вырабатывает вещества, которые позволяют быстро заживлять открытые раны. При этом вокруг зарубки создается слой, не позволяющий проникать внутрь вредным веществам. Поэтому нужно опередить защитную реакцию и вводить яд сразу после высверливания или запила.

Для чего необходима сушка древесины

После того, как ствол дерева срубили, древесина имеет достаточно высокий процент влажности. Однако в процессе эксплуатации этот уровень постепенно снижается. Если использовать в строительстве или изготовлении деталей подобное сырье, то избежать трещин и производственного брака не удастся. Ведь высушивание будет происходить бесконтрольно, под воздействием хаотичных явлений в виде высоких температур, скачков влажности воздуха и атмосферных осадков.

Поэтому весь процесс сушки древесины необходимо подвергать четкому контролю или, как минимум, создать максимально подходящие условия для этого. Возможно использовать различные методы, которые могут потребовать и более долгого периода для высушивания породы (до нескольких лет), и оказаться быстрыми (менее суток). Также при сушке пиломатериалов зачастую нужны специальные приспособления, установки и оборудованные технические помещения. В современном производстве активно используются несколько способов, каждый из которых имеет определенные недостатки и достоинства.

Значение сушки для древесины

Древесину для изготовления различных изделий нужно предварительно высушить, чтобы она подходила для последующего применения. Так, если ваша мебель сделана на основе слишком влажного дерева, то она быстро рассохнется и придет в негодность. А если дерево слишком пересушено, то, например, дверь быстро набухнет, и не будет закрываться.

Также сушка дерева полезна по таким причинам:

• материал защищен от поражения грибком;
• предупреждается смена размера и формы;
• улучшаются механические и физические свойства материала.

Сушка — это длительный процесс, древесина нагревается горячим воздухом или перегретым паром. После просушки дерево можно дольше хранить и перевозить, оно не будет подвергаться деформации.

Технология просушивания древесины

Технология сушки древесины включает в себя использование современного оборудования с применением особых знаний и личного опыта. Поскольку сырье в необработанном виде не обладает той прочностью, которая от него ожидается, работать с ним необходимо аккуратно. При неправильном просушивании дерево может лопнуть или расслоиться по волокнам. Все это приведет к негодности пиломатериала.

Процесс сушки заключается в попеременном применении высоких и низких температур.Первый этап заключается в интенсивном нагреве материала. При достижении температуры испарения жидкости, материал теряет влагу из верхних волокон. При этом его масса также уменьшается , примерно, на 40-50%. Для нагрева могут использоваться различные источники тепла. Зачастую, их работа регулируется несколькими датчиками, благодаря чему весь процесс проходит равномерно и безопасно. Только в таком случае возможна быстрая сушка древесины.

Высокотемпературная сушка древесины способствует быстрому испарению влаги из верхних слоев древесины. Существуют и другие виды сушки, но все они так или иначе связаны с некоторыми капиталовложениями. Однако, в середине изделия остается достаточно много жидкости, которую также нужно выпарить. Если продолжить нагревать дерево, внутри образовывается избыточное давление. Поскольку внешние слои уже сухие, пар из внутренних волокон стремится выйти наружу. Внешние волокна менее эластичны, поэтому не выдержат внутреннего давления и лопнут. Чтобы этого избежать, применяют способ пропаривания.

Сырой материал подвергается действию перегретого пара, благодаря чему верхние слои дерева размягчаются и становятся более эластичными. Это позволяет накопившемуся пару внутри выйти наружу, не разорвав при этом древесину. Воздействие пара также регулируется датчиками для достижения полного высыхания.

После того, как материал просох полностью, его необходимо увлажнить до определенного соотношения. Такая процедура необходима, чтобы изделие обрело некоторую эластичность и упругость. Полностью сухой материал через чрезвычайно хрупкий и не допускается в использовании во время строительства. Увлажнение позволяет отрегулировать влажность внутренних и внешних волокон пиломатериала. Для достижения максимального эффекта, данные операции повторяются несколько раз, начиная с нагрева. Благодаря этому готовое изделие обладает и прочностью, и гибкостью

Важно правильно установить цикличность процессов и соблюдать все режимы сушки древесины

Инфракрасный способ сушки древесины

Когда существует потребность в периодических сушках небольших объёмов леса, а купить промышленную сушилку дорого, то обращаются кассетной модели ФлексиХит.

Рассмотрим опыт авторов ютуб-канала mtmwood.

Она работает на основе инфракрасных греющих кассет. Такая кассета состоит из коммуникационного разъёма, резистивного слоя и экранирующей оболочки. Температуру кассеты регулирует встроенный термовыключатель.

Остановимся на сушилке для 1,5 метровых пиломатериалов.

Детали под основание сушилки

Из деталей собирают и устанавливают деревянное основание на ножках. Бруски укладывают на расстоянии 65‒70 см.

Собранное и установленное основание сушилки

Для уменьшения тепловых потерь снизу, укладывают утеплитель Пеноплекс, который сохраняет тепло и не пропускает влагу.

Основание сушилки с утеплителем

Из деревянных реек собирают каркас для сушилки.

Каркас для сушилки

Каркас по бокам обшивают жестью, крышу утепляют, монтируют дверцу с ручкой для удобного пользования.

Подготовленная для работы сушилка

Перед укладкой пиломатериалов устанавливают щит управления и прокладывают кабельные линии к кассетам.

Щит управления

Кабельные линии к кассетам подводят через пол, так как полная герметичность конструкции не требуется.

Сушилка перед укладкой пиломатериалов

Работу сушилки рассмотрим на примере сушки распиленного берёзового капа, который используют для разных поделок.

Будем укладывать 6 кассет. Слева ляжет белая управляющая кассета, а справа красный греющий элемент. Между слоями пиломатериалов укладывают деревянные прокладки.

Сушилка с первым рядом пиломатериалов

После укладки пиломатериалов и кассет сушилку включают в сеть.

Сушилка перед включением

После включения питания начинается нагрев кассет. Влага из пиломатериалов испаряется, конденсируется на холодных металлических стенках и стекает вниз. Утеплённый потолок остаётся сухим.

Запотевание стенок сушилки

Когда конденсат на стенках исчезает — это значит, что влага из пиломатериалов удалена.

Перед прекращением сушки измеряют влажность пиломатериалов. Для этого используют профессиональный влагомер, который измеряет влажность в диапазоне от 4 до 100%.

Проверка влажности высушенных досок

Кассетной сушилкой добиваются влажности пиломатериалов 6-8%. Измеряют влажность на образце из середины штабеля. Сушить пиломатериалы ниже 6% не имеет смысла, так как в мастерской дерево наберёт влагу.

Видео про инфракрасный способ сушки древесины:

Солнечная сушилка для древесины

Вторым способом, затраты на который быстро окупаются, являются сушильные камеры для пиломатериалов. Чертежи для изготовления достаточно просты, следует только понять принцип работы такого устройства. Камера представляет собой собранный фанерный или металлический контейнер, крыша которого выполнена из прозрачных материалов.

Расчет размера остекленной поверхности кровли делают в зависимости от общей горизонтальной площади всех уложенных для просушки пиломатериалов. Площадь прозрачного покрытия должна составлять одну десятую от суммарной поверхности досок. Крышу постройки делают скатной, величина наклона зависит от географического положения местности. В северных холодных районах, где солнце не поднимается высоко над горизонтом, уклон кровли делают крутым. Южное солнце хорошо нагревает пологие покрытия.

Изготовление сушильной камеры

Если вы занимаетесь изготовлением изделий из дерева в домашних условиях, то сушить материал вам потребуется самим. Сушилку можно сделать тоже самому, но нужно соблюдать все нормы работы. Для изготовления вам будут нужны:

• камера;
• нагревательный прибор;
• вентилятор;
• утеплитель.

Одна стенка и потолок камеры должны быть сделаны на основе бетона, а остальные стены будут на основе древесины, их потребуется утеплить. Слоев при этом будет несколько:

• пенопласт;
• доски, обернутые в фольгу.

Теперь необходимо установить нагревательный элемент, он может иметь форму батарей. Воду в них можно подавать из печки в нагретом виде при температуре от 60 до 95 градусов. Лучше всего обеспечить непрерывный процесс циркуляции воды посредством водяных насосов в нагревательном элементе. Еще в камере потребуется поставить вентилятор, с помощью которого теплый воздух будет распределяться по всей комнате.

Обязательно нужно предусмотреть метод загрузки древесины в камеру. Например, это может быть рельсовая тележка. Для регулировки температуры и влажности в рабочей зоне нужно установить влажный и сухой термометры. А также внутри сушилки нужно поставить полки для расширения рабочего пространства.

В процессе обработки нельзя допускать резкую смену температуры, иначе древесина может потрескаться или покоробиться.

Работу по строительству камеры нужно выполнять при соблюдении противопожарных требований, поэтому обязательно установите огнетушители.

А еще вместо нагревательного элемента можно применять электрическую плитку из двух конфорок. Стены камеры можно утеплить деревянной стружкой, а вместо фольги можно взять пенофол, способный хорошо отражать тепло от поверхности стен. Сушка в такой камере осуществляется в течение 1−2 недель.

Таким образом, существует большое количество различных модификаций сушильных камер для древесины. Тот или иной вариант следует выбирать в зависимости от самого материала и ожидаемых результатов. А если речь идет об изготовлении различных деревянных изделий в домашних условиях, то камеру несложно сделать своими руками.

Правила сушки древесины

В зависимости от сырья, существуют правила сушки для различных видов древесины, а также требования к качеству полученных пиломатериалов. Однако вне зависимости от типа дерева, при изготовлении спилов необходимо учитывать припуски на усушку, которые обусловлены спецификой выбранного материала. Величина усушки пиломатериала по толщине и ширине зависит от многих факторов:

• начальная влажность древесины;
• порода дерева;
• толщина пиломатериалов;
• выбранный метод.

В таблице усушки пиломатериалов указаны допустимые границы с учетом перечисленных показателей. Например, ГОСТ на усушку хвойных пород ниже, чем на менее смолистые виды.

Технология сушки древесины вне зависимости от выбранного метода предполагает несколько важнейших этапов, от которых, в том числе, зависит и величина усушки

Например, в процессе охлаждения после окончания термического воздействия важно выдержать нужную температуру нормализации. Иначе может даже произойти деформация, которой не наблюдалось до этого

Обработка пиломатериалов и их дальнейшее использование возможно только после прохождения всех нужных этапов сушки. Игнорирование этого процесса приведет к деформации построек, рассыханию, возникновению гнили и плесени в уже использованных для строительства бревнах и досках.

Источник

Для чего нужна сушка

При выполнении строительных работ и на мебельном производстве в проектно-сметной документации указывается допустимая влажность древесины. Доводится сырье до нужной кондиции в сушильных камерах различных конструкций. Для отдельных операций в строительстве допускается влажность 20%. Мебель же производят из массива 8-10%. Значения определены с учетом возможных изменений структуры и геометрии в процессе дальнейшей эксплуатации. Не доведенные до нужных характеристик способом сушки заготовки не могут использоваться в производстве.

Продукция из дерева в большинстве случаев используется внутри помещений, где влажность меньшая, чем естественная под открытым небом. Неизбежны существенные изменения размеров и возникновение напряжений в изделии вследствие усыхания. Появившиеся трещины, коробление ухудшают внешний вид и эксплуатационные характеристики готового изделия. Естественным способом удалить влагу в промышленных масштабах не рентабельно, поскольку заготавливать сырье придется за несколько лет до его использования. Только сушилка для досок и других пиломатериалов способно быстро и качественно удалить излишки влаги и сделать материал пригодным для выпуска качественной продукции.