Сушка пиломатериала в сушильных камерах

Сушка пиломатериала в сушильных камерах

Такой популярный строительный материал как древесина может иметь разное качество. Оно зависит от сорта дерева, количества в нем сучков и трещин и степени просушки. Именно о процессе сушки и сушилках для древесины пойдет речь в данной статье.

Для чего необходима сушка древесины

Любой специалист знает, что использовать в строительстве или в плотницком деле сырую древесину нельзя. В первую очередь от этого зависит срок службы изделия, который для сырого материала снижается в 10 раз.

Одним из самых удобных и распространенных способов считается сушка древесины в сушильной камере, о которой подробней чуть ниже. А сейчас давайте рассмотрим, как меняются свойства в осушенных пиломатериалах:

  • Увеличивается прочность и повышается стойкость к деформациям.
  • Улучшается качество обработки.
  • Снижается электро- и теплопроводность.
  • Плотность древесины уменьшается в 1,5-2 раза, что ведет к снижению веса.
  • Повышается стойкость к появлению грибка и гнили.

Как видно, преимущества сушки очевидны, но возникает вопрос — до какой степени осушать древесину?

Степень осушки

Улучшение свойств древесины начинается с достижения предела гигроскопичности, а это 30% влажности. Но для каждого случая число влажности должно быть свое, особенно на этот параметр влияют условия эксплуатации древесины. Например, если вы производите мебель, которая будет эксплуатироваться в помещении с температурой 20°C и относительной влажностью 40—50%, то дерево просушивается до 7—8%. Та же самая мебель, которая будет стоять в помещении с температурой 7—20°C и влажностью 60—70%, должна быть просушена до 12%, а изделия, используемые на улице с температурой 5°C и почти 100% влажностью, могут иметь 15% влаги. Отмечаем, что слишком пересушенная древесина также ухудшает свойства — снижается качество ее обработки и портится внешний вид поверхности.

Как сушат дерево

Существует несколько способов сушки древесины со своими преимуществами и недостатками. Давайте перечислим их:

  • естественная сушка;
  • сушка пиломатериала в сушильных камерах;
  • инфракрасная;
  • вакуумная;
  • конденсационная.

Существуют также и более экзотические способы, например, сушка в жидкости (петролатуме) и в токах высокой частоты.

Естественная сушка

Естественная или атмосферная сушка производится на специально отведенной территории под навесами. Это очень длительный процесс, при помощи которого влажность можно довести до 18-22%. Тогда как изначально срубленное дерево в зависимости от сорта имеет влажность от 50 до 100%. Основным преимуществом этого метода считается качество — высушенная в естественных условиях древесина будет иметь минимальное количество трещин и других дефектов. Кроме этого, для такой сушки не надо покупать дополнительное оборудование и не потребуются значительные энергозатраты.

Сушка в камерах

Одним из самых популярных и выгодных способов считается сушка древесины в сушильной камере. Процесс длится всего неделю, вы можете регулировать температуру в ней в соответствии с древесиной, которую туда помещаете, а уровень ее влажности можно довести до 10%. К недостаткам можно отнести чуть большее количество трещин, чем при сушке в естественных условиях.

Инфракрасная сушка

Современный вид сушки, которая осуществляется под воздействием инфракрасных лучей. Один из самых быстрых способов, занимающий от 3 до 7 дней. Процесс происходит при температуре 50—60°С, такой щадящий режим позволяет избежать появление большого числа трещин. Главным недостатком считается невозможность вести просушку в закрытых помещениях из-за отсутствия циркуляции воздуха и связанным с этим появлении на поверхности плесени.

Вакуумная сушка

Сушка происходит в вакуумных камерах. Скорость просушивания очень высокая, например, бревно диаметром в 25 см сохнет всего за 17-20 часов. Качество просушки также высокое, с минимальным количеством трещин и других дефектов. Но вакуумные камеры не пользуются большой популярностью из-за их высокой стоимости и больших эксплуатационных расходов. Это серьезно влияет на конечную стоимость пиломатериалов.

Конденсационная сушка

Один из популярных способов, при котором сушка происходит равномерно и качественно, с небольшим количеством трещин. Сушка производится при низких температурах, поэтому камеры оснащены холодильным оборудованием. Главным недостатком такого способа считается нерациональность при сушке мелких изделий — пеллет, опилок, дров.

Почему сушка в камерах так популярна

Как мы уже отмечали, наиболее популярным способом считается сушка древесины в сушильных камерах. Классическая сушилка для дерева состоит из стандартного набора:

  • Циркуляционного оборудования или вентиляторов. Они осуществляют движение нагретого воздуха по камере для максимально равномерного просушивания древесины.
  • Систем нагрева, представляющих калориферы. Они являются источником тепла в камере, прогревая воздух до заданной температуры.
  • Системы управления или регуляторы. При помощи регулятора происходит управление режимами просушки, в зависимости от сорта дерева и его изначальной влажности.

В качестве теплоносителя чаще всего используют горячую воду или пар. Это наиболее дешевые источники нагрева, что заметно влияет на стоимость просушки. Но иногда в качестве теплоносителя используют электричество или газ. Камеры отличаются друг от друга по размерам. Выбрать можно как небольшого объема, так и огромные камеры, предназначенные для серьезного производства. Все они обладают отличной герметичностью, что позволяет экономить значительные средства на энергии.

Популярность сушильных камер связана не только с высоким качеством высушенного дерева, но и с их небольшой стоимостью, простотой в обслуживании, повышенной скорости сушки и возможности утилизации отходов. Мы считаем, что практически по всем параметрам это наиболее оптимальное оборудование для сушки, которое подходит как частникам, так и для серьезного производства. Высушенная таким способом древесина будет отвечать всем требованиям качества в независимости от породы дерева.

Источник: www.makilplus.ru

Сушка пиломатериалов

Сушка пиломатериалов является важным этапом подготовки пиломатериала к работе, вследствие которого из лесоматериалов путем испарения выделяется излишняя влажность. Зачем это делать? Сухие пиломатериалы отличаются высокой прочностью. Они гораздо меньше коробятся, легко склеиваются, не подвергаются гниению и растрескиванию. Полученные материалы без труда декорируются и характеризуются высокой надежностью. Получается, что процедура сушки дерева обязательна, если вы хотите получить материалы идеального качества.

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.

Виды камер

На сегодняшний день существует много разных сушильных камер. По типу циркуляции воздуха камеры бывают:

  • с естественной циркуляцией. В таких камерах пар движется через штабель за счет разницы удельного веса более и менее нагретых частиц воздуха
  • с принудительной циркуляцией. В таких камерах установлены вентиляторы, которые помогают воздуху двигаться.

Теплый воздух, подгоняемый вентилятором или циркулирующий естественным образом, отдает тепло влажному сырью и в тоже время вытягивает из высушиваемых материалов исходящую в виде пара влажность. Сушка пиломатериала в сушильных камерах – очень капризный процесс. Если воздух в камере очень сухой или относительная влажность занижена, то сушка будет происходить слишком быстро, вследствие чего образуются повреждения древесины, к примеру, трещины. При помощи разбрызгивающих устройств мастера устанавливают необходимую относительную влажность воздуха внутри камеры.

Читать еще:  Дисковая пила с зубьями

Воздух принимает лишь конкретный объем пара, все зависит от температуры. В процессе сушки температура не изменяется. Для того, чтобы процесс сушки проходил правильно нужен постоянный приток свежего воздуха, то есть сухого воздуха, который попадает в камеру через приточный клапан. Тем временем воздух, принявший достаточное количество водяного пара, то есть влажный воздух, через вытяжной клапан выводится за пределы камеры.

По типу режима работы бывают:

  • камеры периодического действия. Сырье загружается в том же месте, где происходит выгрузка высушенных материалов
  • камеры непрерывного действия. В таких камерах сырое сырье загружается с одного конца камеры (сырого), а сухие материалы — выгружается в другом конце (сухом). Уровень температуры и влажности сушильного агента в камере меняются от сырого конца к сухому, то есть температура растет, а уровень относительной влажности падает.

Плюсы и минусы

К основным преимуществам камерной сушки можно отнести:

  • высушивание сырых лесоматериалов до уровня влажности более 6%
  • реализация постоянного контроля, а также возможность изменения процесса сушки. Для каждого вида древесины можно подобрать самый выгодный режим сушки
  • экономия времени на подготовку материалов к обработке и уменьшение производственных площадей
  • период сушки намного меньше, чем в случае атмосферной сушки. Полученные материалы занимают меньшую площадь
  • пиломатериалы становятся невосприимчивыми к гнили и синеве в процессе сушки.

Самый существенный недостаток – это высокие затраты на оснащение сушилок и значительные затраты тепла на нагрев воздуха.

Наиболее распространенные причины дефектов древесины при сушке.

Дефект/порок Слишком быстрая сушка, слишком низкая относительная влажность Слишком медленная сушка, слишком высокая относительная влажность Неправильное штабелирование Эксплуатационные ошибки Факторы связанные со свойствами древесины
Поверхностные трещины * * *(1) *(2)
Торцевые трещины *
Внутренние трещины * *(3) *(2)
Сколы и расщепы * *(4)
Излом * *(5)
Синие грибковые пятна * *
Плесень, мучнистая роса * *
Гниль * *
Кофейные или бурые грибковые пятна * * * *(2,5)
Пятна от прокладочных реек * *(6)
Следы высекания поверхности зубцами *(7)
Скручивание *(8)
Желобование * *(9) *(10;11)
Дуговой изгиб * *(8)
Плоскостный изгиб *(4)
Ромбовидность, овальность *(11)
Коробление после сушки *(12)
Неравномерная сушка * * *(13)
Избыточная влажность *(14)
Избыточная сухость *(14)
Поверхностное упрочнение *(14)
Незагустевшая смола *(15)
Смолы под годовыми кольцами *(2)
Потеря аромата *(16)
Ослабевшие сучки * *(17)
Растрескавшиеся сучки *
Растрескавшаяся сердцевина *(11)
Поднятые волокна *(18)
Разбитые и рваные волокна * *(19)
Строгальные задиры *(9)
Плохой запах *(2)
Торцевые расщепы после сушки *(11)

Примечание. Цифры в таблице:

  1. Слишком высокая начальная температура — снова увлажните высохшую поверхность древесины.
  2. Бактериальное заражение древесины.
  3. Слишком высокая температура при влажности древесины > 30% — увлажните сухую поверхность.
  4. Напряжение в древесине, сжатие древесины, молодая древесина.
  5. Реакция энзиматического окисления под влиянием температуры, атмосферной влажности и влагосодержания древесины.
  6. Влажные прокладочные рейки или слишком широкие прокладочные рейки.
  7. Слишком высокая температура.
  8. Распил под углом к волокнам.
  9. Слишком сухая и поверхностно упрочненная древесина.
  10. Пиломатериалы из тонкой древесины.
  11. Разница между радиальной и тангенциальной (боковой) усушкой.
  12. Изменение влагосодержания древесины после сушки, влагосодержание древесины отличается от РВС воздуха.
  13. Смесь разных древесных пород, тонкомерной и крупномерной древесины, комлевых и отрубных кряжей, разные скорости воздуха.
  14. Плохие образцы, неправильный замер влагосодержания, неисправное оборудование, ошибки в таблицах или методике замеров.
  15. Только мягкие древесные породы: применяйте температуру 52°С и более.
  16. Не допускайте превышение температуры 30°С.
  17. Сучок в древесине держался на смоле.
  18. Разность в плотности весенней и летней древесины и несоответствие настройкам оборудования.
  19. Влагосодержание еще слишком высокое или слишком низкое: настройка оборудования.

Источник: wood-prom.ru

Технологии сушки древесины

Для строительства загородных домов из бревна, профилированного и двойного бруса используют древесину, которая проходит специальную сушку. Сушка древесины удаляет жидкость при помощи испарения. Без подобного процесса деревянные изделия и материалы рассыхаются и деформируются. Технология сушки древесины проводится несколькими способами.

Дерево можно сушить естественным способом на открытом воздухе под навесом. Такой метод занимает несколько месяцев и требует специального места. Поэтому большей популярностью пользуются сушка в специальных сушильных камерах. Этот способ используют большинство компаний по изготовлению пиломатериалов.

Однако он приводит к появлению трещин и снижает качество изделий. Наиболее оптимальной является конденсационное высушивание. Давайте рассмотрим подробнее виды сушки древесины, плюсы и минусы каждой.

Виды сушки

Тип Преимущества Недостатки
Естественная Простой и доступный способ, не требует соблюдения температуры и влажности, минимальное количество трещин Процесс длится несколько месяцев, требует много места для материалов, влажность не опускается менее 18%
Камерная Высыхание длится неделю, влажность падает до 10-18%, выбор температуры и контроль процесса в зависимости от целей и вида материалов Разрушение структуры древесины, появление трещин и производственного брака, неравномерное просушивание
Инфракрасная Быстрая и равномерная, дерево не растрескивается и сохраняет целостность, высокое качество и рациональный расход электричества, легкость в использовании Не подходит для использования в закрытом помещении, так как в процессе пиломатериалы плесневеют
Вакуумная Самая быстрая, подходит для любых пиломатериалов, не приводит к растрескиванию Высокая стоимость оборудования и большое потребление электроэнергии
Конденсационная Быстрая и равномерная, высокое качество изделий, отсутствие трещин и производственного брака, доступность оборудования и эксплуатации Не подходит для мелких материалов (опилки, пеллеты, дрова и пр.)

Естественная

Естественный процесс сушки древесины происходит медленно и долго. Это наиболее щадящий процесс, при котором появляется минимум трещин и других дефектов, чем при агрессивном воздействии в камерах. Для организации такого метода нужно специальное место, где древесина будет защищена от попадания прямых солнечных лучей и осадков.

Естественные условия снижают влажность древесины до 18-22%, тогда как влажность свежесрубленного дерева составляет 50-100% в зависимости от породы и климатических условий региона произрастания. Это легкая и доступная организация сушки, которая не требует специального оборудования и соблюдения температурного режима. Главный минус — малая интенсивность и длительность процесса.

Искусственная камерная

Искусственная сушка в камерах — более быстрый и выгодный вариант. Он снижает влажность древесины до 10-18%, позволяет контролировать процесс и регулировать температуру. Для правильной организации работы камеры пиломатериалы укладывают в штабеля или пакеты. Штабель должен состоять из изделий одной породы и толщины.

Главное преимущество заключается в оперативности. Сушилка высушит древесину за одну неделю. Кроме того, в процессе материал можно обработать специальными защитными средствами от негативного влияния окружающей среды. Такая обработка защитит живой брус или бревно от гнили, плесени и растрескивания.

Из недостатков искусственного метода выделим появление больших трещин в материалах. В камере из-за высокой температуры влага испаряется слишком быстро, а древесина высушивается неравномерно. Влага внутри материала испаряется медленнее, чем с поверхности. Это приводит к образованию трещин и при изготовлении, и в процессе эксплуатации уже после строительства дома.

Инфракрасная

Инфракрасная сушка древесины — современный способ с использованием оборудования, которое передает тепло с помощью инфракрасного излучения. Это один из самых быстрых вариантов сушки пиломатериалов, который занимает 3-7 дней в зависимости от вида дерева. Время сушки опилок составит полчаса. Процесс происходит при температуре 50-60 градусов, что сохраняет структуру дерева и защищает его от растрескивания.

Инфракрасные камеры равномерно удаляют влагу. Они экономичны и комфортны в использовании. Однако при использовании камеры в помещении из-за отсутствия воздушных потоков на некоторых участках пиломатериалов появляется плесень. Поэтому сушить лучше только на открытом воздухе под навесом.

Вакуумная сушка древесины предполагает использование камеры, в которой образуется вакуум. Этот универсальный способ подходит для любого вида пиломатериалов и древесины. Он объединяет старые технологии и совмещает с современными. Процесс отличает высокое качество и оперативность. На сушку бревна диаметром 250 мм или на брус сечением 150х150 уходит 17-20 часов.

Сушка в вакууме проходит равномерно и не приводит к растрескиванию дерева. Кроме того, она удаляет смолу. Вакуумные сушильные камеры легки в использовании и пожаробезопасны. Но при этом они не пользуются спросом, так как стоят дорого и тратят много энергии. Это повышает затраты на производство и на готовые пиломатериалы.

Конденсационная

Конденсационная сушка древесины — самый популярный метод, который оптимально сочетает стоимость и качество. Древесина сохнет при низких температурах с использованием печи и холодильного оборудования. Удаление влаги происходит при помощи конденсата, что делает сушку равномерной и щадящей. Поэтому изделия получаются качественными и прочными без трещин и производственного брака.

Сушка при помощи конденсата потребляет мало энергии, что делает пиломатериалы доступными и недорогими. Бревна и брус получаются ровными и эстетически привлекательными без трещин и других дефектов. Однако использование такой сушка не рационально для мелких пиломатериалов и изделий. Но она подходит для крупногабаритных лесоматериалов с большим сечением, которые нуждаются в бережной и щадящей сушке.

Поэтому компания “МариСруб” использует для бруса и бревен камерную сушку. Мы самостоятельно заготавливаем сырье и изготавливаем пиломатериалы. Для защиты живой древесины от влаги, ультрафиолета и насекомых обрабатываем изделия на этапе изготовления, сборки сруба и финишной отделки. Мастера “МариСруб” контролируют каждый этап производства, в том числе и сушку в конденсационных камерах.

Источник: blog.marisrub.ru

Управление процессом сушки древесины

15 сентября 2007

Условия перехода на следующую фазу режима сушки древесины

Окончание фаз режима «нагрев», «прогрев» «кондиционирование» осуществляется по времени. Фазы «сушка» должны заканчиваться при достижении пиломатериалом указанной в режиме влажности.

Некоторые поставщики не оснащают сушильные камеры влагомерами древесины, объясняя это тем, что процесс сушки пиломатериалов можно вести по времени (первое объяснение) или тем, что определение влажности древесины можно осуществить косвенным путем: по температуре и влажности воздуха (второе объяснение).

Читать еще:  Какое масло заливают в бензопилу

Первое объяснение неверно по следующей причине: продолжительность фазы режима сушки пиломатериалов зависит от региона (и даже места) произрастания, возраста дерева, вида распила и многих других факторов, следовательно это время не постоянно и не может являться надежным условием перехода на следующий этап сушки древесины.

Второе объяснение — по влажности и температуре воздуха можно рассчитать только влажность поверхностного слоя пиломатериала, а не его действительную влажность. Следовательно, существует очень высокая вероятность того, что переход на следующую фазу режима сушки будет проведен преждевременно, что в свою очередь приведет к еще большему градиенту влажности по толщине материала и так далее, пока пиломатериал не будет испорчен. Обычно сушильщики называют этот процесс засушкой поверхностного слоя.

Вывод из вышесказанного: наиболее надежным условием перехода на следующую фазу режима сушки древесины является влажность пиломатериалов. Следовательно блок измерения влажности пиломатериалов является необходимым для процесса сушки оборудованием.

Измерение влажности древесины

В настоящее время наибольшее распространение получил метод измерения влажности древесины по электрическому сопротивлению (кондуктометрический способ): в пиломатериал втыкаются электроды (иголки, штыри), влагомер измеряет электрическое сопротивление древесины и определяет влажность пиломатериала по заданным зависимостям электрического сопротивления разных пород дерева от влажности и температуры.

Точность метода невысока, примерно: +/-1% в диапазоне до 12%; +/-2% в диапазоне от 12% до 30%, свыше 30% точность определения влажности не нормируется. Более того, в связи с тем, что погрешность промышленно-выпускаемых измерителей влажности древесины поверяется по рабочим стандартным образцам (которые тоже имеют погрешность), точность влагомеров не превышает +/-2% для диапазона до 12% и +/-2,5% для диапазона от 12% до 30%.

В документации на влагомеры древесины некоторые фирмы указывают точность 0,1%. Такая точность получена на мерах электрического сопротивления, точность этих влагомеров при измерении влажности древесины будет той же, что приведена в предыдущем абзаце.

Тем не менее, применение кондуктометрического метода измерения влажности древесины вполне оправдано: во-первых, по мере уменьшения влажности точность возрастает, во-вторых, значительную часть погрешности составляет систематическая ошибка (все измерения отличаются от верных значений на постоянную величину), следовательно, при определении разности влажности отдельных досок (повышенные требования предъявляются к разбросу влажности отдельных элементов изделия) ошибка будет намного меньше.

Требования к измерению влажности древесины в сушильных камерах

При сушке пиломатериалов температура в сушильных камерах изменяется, следовательно требуется автоматическая температурная компенсация измерений влажности древесины. Без температурной компенсации дополнительная ошибка измерения будет в среднем 1% на каждые 10 градусов, например, при действительной влажности древесины 8% и температуре в камере 70 градусов такой влагомер покажет около 13%.

Влагомер должен быть отградуирован по древесине произрастающей в вашем регионе. Здесь не имеется в виду, что для каждого региона необходим свой влагомер. Просто покупая измеритель влажности древесины, убедитесь что фирма — изготовитель гарантирует достоверность его измерений в вашем регионе.

Измерение на переменном токе. На постоянном токе при влажности древесины более 25% можно делать не более одного — трех измерения в час (зависит от величины тока, протекающего через древесину), иначе со временем измеритель начнет занижать показания, на переменном токе этого не происходит и измерения можно проводить намного чаще.

Длина электродов должна быть не менее половины толщины доски. В процессе сушки наибольшую влажность имеет середина (по толщине) доски. Следовательно, если электроды не доходят до центра, показания измерителя влажности древесины будут занижены.

Рекомендуемое количество датчиков влажности древесины: 1 на каждые 10 — 12 куб. метров пиломатериала, но не менее трех на сушильную камеру.

Определение температуры и влажности воздуха (контроль климата)

Минимально — допустимое количество датчиков температуры и влажности воздуха в сушильной камере зависит от наличия или отсутствия смены направления воздушного потока (реверса). В камерах с нереверсивными вентиляторами достаточно иметь по одному датчику температуры и влажности, если вентиляторы реверсивные — датчиков должно быть по два. Некоторые сушильные камеры с реверсивной циркуляцией воздуха поставляются с 2 датчиками температуры, но одним датчиком влажности, это неправильно. Действительно, при прохождении через пиломатериал воздух остывает, так как тепло расходуется на испарение влаги, влажность воздуха увеличивается. Значит на входе и выходе из штабеля разные климатические условия. В режимах сушки, как правило, приведены параметры на входе в штабель. Следовательно, при реверсивной циркуляции воздуха, необходимо иметь 2 датчика температуры и 2 датчика влажности, чтобы вести управление климатическими условиями сушки древесины по датчикам со стороны входа воздуха в штабель.

Определение влажности воздуха

Определение влажности воздуха обычно осуществляется по одному из трех параметров: относительная влажность, равновесная влажность, психрометрическая разность. В прилагаемых к сушильной камере режимах сушки указан тот параметр, который измеряется установленными в камере датчиками. При необходимости можно преобразовать один параметр в другие с помощью специальных таблиц. Не вдаваясь в подробности, рассмотрим достоинства и недостатки каждого способа измерения.

Измерение относительной влажности

Электрические датчики относительной влажности, способные работать в условиях сушильных камер древесины, появились сравнительно недавно. Самым большим их недостатком является высокая цена. Вызывает сомнение возможность их продолжительной работы в условиях, возникающих при сушке древесины, скорее всего из-за загрязнения влагопоглощающего слоя точность измерений со временем будет понижаться. Обязательно должны иметь систему температурной компенсации. Достоинство: в отличие от психрометров не требуется подвод воды.

Измерение равновесной влажности (UGL-контроль)

Датчики равновесной влажности широко применяются в автоматике импортных сушильных камер. Сам датчик — тонкая прессованная пластина из целлюлозы, которая увлажняется при увеличении влажности воздуха и подсыхает — при уменьшении. Влажность пластины измеряется кондуктометрическим способом (фактически это тот же влагомер древесины, но измеряет влажность пластины). К достоинствам способа можно отнести дешевизну пластины, удобство применения при автоматизации процесса сушки пиломатериалов (при использовании других типов датчиков, в некоторых случаях, приходится преобразовывать результаты измерения в равновесную влажность, в данном случае равновесная влажность измеряется). Для датчика в отличие от психрометров не требуется подвод воды. Недостатки: из-за загрязнения рекомендуется менять пластину перед каждой сушкой, большая инерционность измерения (десятки минут), большая погрешность измерения на первых фазах процесса сушки древесины, в условиях высокой влажности воздуха (очень ответственный этап сушки).

Измерение психрометрической разности

Это самый распространенный способ определения влажности воздуха в отечественных сушильных камерах. Все просто и надежно: берется два термометра, на один из них накидывается тряпочка, концы которой опускаются в ванночку с водой. Термометр без тряпочки — «сухой» термометр, с тряпочкой — «влажный». Психрометрическая разность — это разность температур «сухого» и «влажного» термометров. Самый существенный недостаток — требуется система подлива воды в ванночку. Не смотря на простоту, этот способ имеет ряд достоинств:

  1. Высокая надежность (например, при использовании медных термометров сопротивления, датчик — это фактически кусок медного провода, да еще и в «футляре» из нержавеющей стали).
  2. Низкая инерционность (меньше минуты, позволяет более точно поддерживать заданный параметр).
  3. Хорошая точность измерения (при попарном подборе термометров легко достигается точность измерения 0,1 градус).
  4. Дает ряд интересных возможностей при создании автоматики на сушильные камеры (но это уже профессиональные секреты).

Очевидно, право на применение в сушильных камерах древесины имеют все три способа измерения влажности воздуха и выбор того или другого определяют конкретные местные условия. Но наилучшим для сушки древесины многие специалисты считают способ измерения психрометрической разности (я придерживаюсь того же мнения).

Измерение температуры воздуха

Сушильные камеры древесины, чаше всего оснащаются термометрами сопротивления, далее, по убывающей, идут термопары и полупроводниковые датчики. Писать здесь особенно не о чем — дело вкуса.

Процесс сушки древесины, способы управления

Управление процессом сушки древесины может быть автоматическим, полуавтоматическим или ручным.

Ручное управление

При современных требованиях к качеству высушенной древесины этот способ управления сушильными камерами может рассматриваться только как вспомогательный, аварийный. Системы управления процессом сушки древесины (автоматика и полуавтоматика) в обязательном порядке должны иметь режим ручного управления. Рано или поздно возникают внештатные ситуации, требующие вмешательства оператора. Для этого и нужен режим ручного управления.

Автоматическое управление ( полная автоматизация процесса сушки пиломатериалов )

Оборудование камер сушки автоматикой позволяет обеспечить оптимальные по качеству и цене условия сушки древесины. Трудно составить полный список требований к автоматическому управлению сушильной камерой. С одной стороны, чем больше — тем лучше, с другой — чем больше — тем дороже. Поэтому привожу необходимый минимум того, что должна обеспечивать автоматика:

  1. Измерение параметров сушильного агента и влажности древесины (подробности см. выше).
  2. Всем, без исключения, исполнительным оборудованием камеры сушки должна управлять автоматика.
  3. Весь процесс сушки древесины должен производиться автоматически, но при этом оператор должен иметь возможность вмешательства в процесс в любое время.
  4. Автоматика должна учитывать «физику» процессов, происходящих в сушильной камере, например, для изменения влажности воздуха в камере иногда лучшим вариантом является изменение температуры. Это особенно актуально при переходе с фазы на фазу режима сушки. Алгоритмы управления сушильной камерой должны исключать некорректные операции, например, нельзя проводить увлажнение при открытых шторах приточно-вытяжной вентиляции, производить увлажнение «холодной» камеры и т.д.
  5. В автоматике должна быть обеспечена возможность изменения и добавления новых режимов сушки. Опытный технолог всегда захочет что-то изменить в режимах, создать режимы для отдельных производственных условий: для быстрой сушки древесины, для более качественной, для зимы, для лета и т.д., а неопытный через год — полтора приобретет опыт, а значит. (см. про опытного технолога). Кроме того, может быть со временем, нужно будет сушить древесину, на которую в библиотеке системы управления режимов нет. Согласитесь, лучше эти режимы найти и в вести в систему, чем покупать новую.
  6. Запись процесса сушки пиломатериалов (всех измеренных параметров) и представление этой информации в виде таблиц и графиков. Это нужно по двум причинам. Первая: уже сейчас некоторые покупатели сухого пиломатериала требуют запись процесса сушки, и, скорее всего, число таких покупателей будет возрастать. Вторая причина: таблицы и графики значительно облегчат работу технолога по изменению и составлению новых режимов сушки.
  7. Работа с автоматикой сушильных камер должна быть проста, удобна, и не требовать высокой квалификации обслуживающего персонала.
  8. При возникновении неисправности и невозможности продолжения процесса, автоматика должна установить исполнительные механизмы сушильной камеры в положения, обеспечивающие условия, при которых древесина может находиться продолжительное время без ухудшения своих свойств. Это даст время на ремонт оборудования и спасет в случае, если сигнал об остановке не был замечен вовремя.
Читать еще:  Ремонт пускового устройства бензопилы

Полуавтоматическое управление (частичная автоматизация процесса сушки пиломатериалов)

Системы полуавтоматического управления устанавливаются на небольшие сушильные камеры, автоматика на таких камерах имела бы слишком большой срок окупаемости.

Полуавтоматика так же, как и автоматика, должна содержать блоки электроники для измерения параметров сушильного агента и влажности древесины. Управление отдельными исполнительными механизмами сушильной камеры, не требующими периодических переключений, осуществляется вручную. Например, вентиляторы: в небольших камерах не требуется реверс воздушного потока, поэтому вентиляторы включаются в начале сушки пиломатериалов и выключаются при ее окончании.

Поддержание заданных климатических условий при сушке древесины осуществляется с помощью недорогих, серийно-выпускаемых блоков — регуляторов температуры и влажности воздуха. Переход с фазы на фазу режима сушки производится оператором вручную: на регуляторе устанавливаются новые значения температуры и влажности воздуха. Время перехода на следующую фазу режима определяется или по времени (для фаз «нагрев», «прогрев», «влагообработка», «кондиционирование»), или по влажности пиломатериалов (для фаз «сушка»).

Что выбрать?

При объеме загрузки 20 и более куб. метров древесины, мы рекомендуем ставить на сушильные камеры автоматику, на меньшие камеры — полуавтоматику. Естественно эта граница приблизительна и зависит от конкретных условий производства. Где-то на 15-ти кубовые сушильные камеры ставится автоматика, а где-то полуавтоматика на 20-ти. Решать придется Вам.

Мы предлагаем

УНЛ ИТА (структурное подразделение при ООО НПП «Томская электронная компания») выпускает следующую электронику для сушильных камер древесины:

Источник: esd70.ru

Сушка пиломатериалов

Заготовка и доведение древесины до нужного состояния — сложный процесс, именно поэтому, несмотря на доступность сырья, стоимость готовых строительных и отделочных материалов выше, чем цена камня или кирпича. Некоторые неопытные строители игнорируют определенные ступени обработки, например, процесс избавления от лишней влаги. Это является грубейшей ошибкой, ведь сушка пиломатериалов — важный этап, в процессе которого дерево меняет многие физические, эксплуатационные и технические характеристики.

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.

Методы сушки древесины

Как упоминалось выше, может быть использована быстрая или медленная сушка пиломатериалов. В зависимости от наличия технических или финансовых средств, возможно использовать камерную, естественную, ротационную, инфракрасную, вакуумную или сушку в жидкой среде. Лучше всего рассмотреть варианты отдельно, чтобы более четко выявить плюсы и минусы каждого из способов.

Сушка в камере

Метод камерной сушки наиболее распространен и популярен за счет четкого контроля результата, низкого процента брака, а также короткого времени для получения готовой продукции. Однако стоимость пиломатериалов, высушенных камерным методом, порой выше, так как затраты на подобные установки и их запуск должны включаться в конечную стоимость материала.

Сушильные камеры для древесины отличаются конструкцией оборудования внутри, а также допустимым объемом загрузки. Котлы, которые предназначены для снабжения теплом, могут в зависимости от вида вырабатывать либо бездымный пар, либо топочные газы. В первом случае начальная температура может превышать 1000 градусов, что, конечно, является недопустимо высоким показателем. Поэтому для его снижения необходимо предусмотреть систему труб, которая поспособствует процессу охлаждения пара до 40-80 градусов. Температура топочных газов максимально подходит для избавления от влаги в пиломатериалах, поэтому подобных мер не требуется.

Различаются также способы организации циркуляции воздушных масс, что влияет на скорость процесса высушивания пиломатериала. Встречаются камеры с естественным вентилированием, которые менее эффективны, чем виды с четко организованным и продуманным процессом теплообмена. Среди последних наиболее дорогостоящей в обслуживании считается конвективная камера для древесины. Однако продуманная система технологических вентиляторов позволяет в кратчайшие сроки получить даже термостойкие виды пиломатериалов, которые используются в декорировании и некоторых видах строительства.

Подготовка пиломатериала в сушильных камерах выгодно отличается возможностью регулировать степень влажности готового продукта. В зависимости от требований заказчика, показатель может колебаться от 6 до 18 градусов со стабильным средним значением по всей толщине и длине. Подобные технологии сушки в камере также позволяют своевременно регулировать интенсивность высушивания, что снижает уровень брака, количество трещин и степень деформации. Обработка древесины и пиломатериалов в сушильных камерах позволяет гарантировать стабильность результата и минимальные потери качества.

Естественная сушка

Самым долгим и экономически выгодным методом является естественная сушка. Для организации потребуется минимальное количество материальных ресурсов — настил и укрытие для пиломатериалов, а также место для их долгосрочного содержания (несколько лет).

Наиболее часто метод используется в частном хозяйстве, когда в наличии есть подсобное помещение (сарай, гараж), а объем заготовки небольшой. Несомненным плюсом является отсутствие дефектов при правильной укладке и максимальная адаптированность к неблагоприятным внешний факторам.

Ротационный метод

Способ совмещает в себе камерную и инфракрасную сушку пиломатериалов. Допустимое число заготовок в виде досок, бревен или спилов размещают в закрытой камере, где с помощью системы вентиляции организовывается процесс высушивания. В качестве источника тепла используется инфракрасное излучение, которое за минимальное количество времени проникает в глубокие слои, что позволяет быстро высушить пиломатериалы без возникновения внутреннего напряжения. Это позволяет снизить количество трещин до показателя менее 5%, а также осуществить процесс за рекордно короткие сроки — до 20 часов на одну партию.

Кондуктивный метод

Метод предполагает высушивание тонких пиломатериалов, в которых недопустимо возникновение повреждений. Суть заключается в прессовке породы с помощью раскаленных до определенной температуры плит.

Для удаления конденсата не требуются вентиляторы, однако нужна установка термометров и датчиков, регулирующих степень влажности внутри древесины.

Атмосферный метод

От естественного способа метод отличает то, что процесс длится меньшее время (от 1 сезона до года). Предполагается размещение в подсобном помещении небольшого объема пиломатериалов, которые расположены в виде рядов с зазорами для проветривания. Если температура и вентиляция позволяют, степень влажности внутри породы может достичь 14-46%. Атмосферная сушка выгодна небольшими затратами на организацию процесса, а также плюсом является отсутствие необходимости в покупке дорогостоящего оборудования.

Инфракрасная сушка

Максимально быстрый метод, который основан на глубоком и кратковременном воздействии на все слои пиломатериала. Инфракрасные волны действуют на влагу, выдавливая ее на поверхность. В результате не происходит деформации, отсутствуют трещины. Для небольших объемов возможно применение бытовых микроволновых плит в качестве оборудования, а в промышленности используются аналоги большей мощности.

Вакуумная сушка

Способ предполагает использование специального оборудования, которое удаляет как внутреннюю, так и внешнюю влагу.

К тому же вакуумная сушилка позволяет избавиться от смолы, однако ее высокая стоимость не делает метод популярным.

Сушка в жидкой среде

Является эффективным методом предварительной обработки, в процессе которого осуществляется частичное удаление внутренней влаги. Для этого пиломатериал опускается в раствор солей или специального состава, а после этого производится кипячение в течение времени, которое определяется видом древесины.

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: stankiexpert.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector