Технология сушки древесины реферат

Обновлено: 28.06.2024

Конъюнктура рынков в последние годы демонстрирует устойчивый рост спроса на древесину. Несмотря на новейшие разработки искусственных заменителей, древесина, по-видимому, останется основным материалом в строительстве, производстве мебели и других отраслях.

Классическая технология деревообработки обязательно включает участок сушки древесины. Этот участок является, пожалуй, самым сложным в технологической цепи "растущее в лесу дерево" — "готовое изделие". Сложность заключается прежде всего в управлении процессом сушения.

Более 90% существующих в мире сушильных камер — это стационарные сооружения, оснащенные вентиляторами, устройствами для направления потока, нагрева и управления влажностью воздуха. Температура внутри такой камеры обычно в зависимости от стадии процесса составляет от 40°С до 90°С.

При этом температурой и влажностью воздуха в камерах управляют автоматические системы, включающие устройства для измерения климата в камере и параметров состояния дерева.

Контроль скорости сушки минимизирует или совершенно устраняет дефекты древесины, вызываемые сушкой. Источниками тепла в обыкновенных камерах служат, как правило, пар, горячая вода или электричество. Использование электричества для отопления сушилок весьма ограничено из-за его высокой стоимости. Обычно его используют, когда не располагают другими источниками тепла. Поток воздуха в камере формируется вентиляторами, установленными в специальном канале. Направление движения воздушного потока периодически меняют, чтобы гарантировать равномерное высыхание всего штабеля.

Для того, чтобы управлять влажностью воздуха в камере, а в конечном итоге — скоростью сушки дерева, используются приточно-вытяжная вентиляция и система увлажнения.

Всеми устройствами управляет компьютер. Он поддерживает в камере нужный климат без участия человека. Такие системы позволяют документировать процесс сушки и осуществлять контроль качества в соответствии с требованиями стандартов серии ISO 9000.

Характеристики древесных пород

Древесина — органическое вещество, состоящее из клеток. Во время роста дерева по капиллярам течет лимфа — жидкость, в которой растворены различные соли (в основном соли азота, фосфора, калия), которые дерево получает из почвы. Так что после рубки дерева и распиловки его на доски древесная ткань оказывается веществом более или менее пористым, в зависимости от породы дерева, и более или менее пропитанным лимфой. Эта лимфа, которую мы в дальнейшем будем называть водой, и определяет влажность древесины.

Влажность древесины — это отношение веса воды, содержащейся в дереве, к весу абсолютно сухой древесины.

W= P в /P c=(Р вл-Р с)/Р с, где W — влажность древесины, P в — вес воды, Р вл — вес влажной древесины, Р с — вес абсолютно сухой древесины.

Влажность древесины всегда определяется в процентах, и ее можно представить следующим образом: W= Pв/Pc х 100%.

Описанный способ определения влажности древесины является самым точным, и его часто используют в лабораторных испытаниях. Однако он не очень удобен, поскольку требует времени. Поэтому для определения влажности применяются другие, хотя и менее точные методы определения влажности древесины.

Начальная и конечная влажность

Только что срубленное дерево обладает максимальной влажностью, которая для различных пород может даже превышать 100%. Так, влажность свежесрубленной бальсы может достигать 600%.

На практике приходится иметь дело с меньшими значениями влажности (от 30 до 70%), ведь от рубки до распиливания и помещения древесины в сушилку проходит какое-то время, и она, конечно, теряет некоторое количество воды. За начальную влажность принимается то значение, которое древесина имеет перед отправкой в сушильную камеру. Конечная влажность — это влажность после полного цикла сушки.

Это вес абсолютно сухой древесины, отнесенный к объему, полученному после полной сушки.

Удельная плотность (П с) для различных пород дерева меняется от 130 кг/м 3 до 1300 кг/м 3.

Для практических целей древесные породы в зависимости от плотности делят на несколько групп: мягкие породы (П с 750 кг/м 3).

Загрузочный объем сушильной камеры может составлять от единиц до нескольких сотен кубических метров.

Рассмотрим процесс сушки древесины в установке среднего объема (100 м 3).

Предположим, что древесина, подлежащая сушке, имеет следующие характеристики: Wнач = 60%, Wкон = 10%, П с = 600 кг/м 3.

Из соотношения W = Pв/Pc получаем Pв = Pc х W, таким образом, Рв (начальное) = (600х60)/100 = 360 кг/м3, Рв (конечное) = (600 х 10)/100 = 60 кг/м3.

Разница Р в (начальное) — Р в (конечное) = 360-60 = 300 кг/м 3 — это вес воды, которую необходимо удалить из каждого кубического метра. В общей сложности получаем 300 кг/м 3х100 м 3 = 30000 кг или 30 т.

Предположим кроме того, что продолжительность сушки составит 10 дней. Это значит, что среднесуточное количество воды, которую требуется удалить, составляет 3 т.

Вода внутри древесины находится в двух различных состояниях.

Свободная вода заполняет капиллярные сосуды и межклеточные пустоты. Это большая часть воды, содержащаяся в древесине. Она первой удаляется из древесины. Процесс сушки протекает быстро, требует не очень высоких температур и определенной осторожности в отношении скорости сушки.

Связанная или конституционная вода содержится внутриклеточных мембран. Ее удаление происходит значительно труднее и требует более высоких температур. Кроме того, высушивание связанной воды приводит к изменениям геометрических размеров мембран и, соответственно, всего высушиваемого массива дерева.

Точка насыщения волокон — это влажность, при которой вся свободная влага удалена, и в древесине находится только связанная вода. Точка насыщения волокон меняется от породы к породе в диапазоне от 22% до 35%. В практических целях эту точку привязывают к среднему значению 28%.

Точка насыщения волокон очень важна при искусственной сушке древесины. Когда влажность древесины опускается ниже точки насыщения волокон, дальнейшая сушка приводит к тому, что клетки дерева в результате обезвоживания сжимаются.

На макроскопическом уровне древесина испытывает усадку, или уменьшение размеров. Такая усадка проявляется в большей степени в тангенциальном направлении (вдоль годовых колец), чем в радиальном (поперек). В среднем различие в усадке для большинства пород древесины составляет 1,7 раз.

В диапазоне влажности ниже точки насыщения волокон процесс сжатия частично обратим, то есть когда древесина отдает влагу, она сжимается, и наоборот, когда древесина вновь поглощает влагу, она разбухает.

Древесина относится к гигроскопичным материалам, то есть обладает способностью изменять свою влажность с изменением состояния окружающей их среды.

Если древесину длительное время выдерживать в воздухе неизменного состояния, то ее влажность будет стремиться к определенной величине, называемой устойчивой, или равновесной влажностью. Устойчивой влажности древесина может достичь, поглощая водяные пары из воздуха (сорбция), либо выделяя их в воздух (десорбция). Водяные пары из воздуха могут поглощать только клеточные стенки. Появление свободной воды при этом невозможно, даже если воздух будет насыщен водяным паром.

Процессы сорбции и десорбции не вполне обратимы при одинаковом состоянии воздуха: устойчивая влажность при сорбции меньше, чем при десорбции. Разность между ними называется показателем гистерезиса сорбции. Его величина зависит в основном от размеров древесного образца. Древесные сортименты крупных сечений — бруски, доски, заготовки — имеют показатель гистерезиса 2,5. Для мелких древесных частиц (опилки, стружка) гистерезис очень невелик (0,2-0,3), и в практических расчетах его не учитывают. Устойчивую влажность измельченной древесины, практически одинаковую при сорбции и десорбции, называют равновесной влажностью. Свойства древесины тщательно изучены, в частности, исследовано гигроскопическое равновесие в различных климатических условиях. Ее величину при расчетах определяют по специальным таблицам или диаграммам.Чем больше размеры куска дерева, помещенного в данную среду, тем больше времени требуется для достижения гигроскопического равновесия. И наоборот, кусок дерева очень ограниченных размеров, например, шпон, значительно быстрее приспосабливается к окружающей среде.

В пределе, если мы имеем дело с пластинкой целлюлозы, которая воспроизводит структуру дерева, то она чрезвычайно быстро приходит в гигроскопическое равновесие с окружающей средой. В этот момент достаточно измерить влажность пластинки (теми же методами, которыми измеряется влажность древесины), чтобы узнать равновесную влажность древесины в окружающей среде, в которую помещена пластинка.

Теперь мы можем сопоставлять влажность древесины с температурой и относительной влажностью воздуха. Если эти параметры рассматривать во взаимосвязи, и их значения приводятся к равновесной влажности древесины, то возникает возможность сравнения между фактической влажностью дерева и климатическими условиями.

Таким образом, если нужно отобрать влагу у древесины с некоторым значением W, то окружающая среда, в которую помещена древесина, должна иметь значение равновесной влажности Wравн меньшее, чем значение W.

Чем больше разрыв между значениями W и Wравн, тем быстрее древесина будет отдавать влагу.

Градиент (потенциал) сушки

Соотношение между влажностью древесины W и равновесной влажностью древесины Wравн для данной окружающей среды, в которую помещена древесина, определяется как градиент (или потенциал) сушки.

Когда градиент равен 1, древесина находится в условиях гигроскопического равновесия и не поддается сушке. Для того, чтобы сушка началась, нужно, чтобы градиент был больше 1. Чем больше градиент, тем быстрее протекает процесс сушки. Однако при большом значении градиента невозможно обеспечить высокое качество, так как существует риск неравномерного распределения влаги в древесной массе, что приводит к напряжениям внутри древесины, которые могут вызывать ее разрушение.

Если влажность дерева W выше точки насыщения, процесс сушки происходит относительно легко, но нужно действовать с определенной осторожностью — градиент должен заключаться в диапазоне небольших значений.

Ниже точки насыщения процесс сушки протекает медленнее и с большими трудностями. Градиент должен иметь более высокие значения. Однако очень высокие значения градиента могут привести к деформациям и нежелательным дефектам.

Поэтому для правильной суш-ки градиент должен находиться в диапазоне небольших значений и принимать более низкие значения при сушке до достижения точки насыщения и более высокие после достижения точки насыщения волокон.

Сами значения градиента зависят от многих факторов, например, от толщины заготовок. В основном же они зависят от сорта древесины и ее способности к высушиванию. Таким образом, невозможно заранее установить или рассчитать пределы значений градиента для древесины вообще. Необходимо для каждой породы древесины и толщины доски экспериментальным путем подбирать пределы градиента, в которых следует работать.

Сушка древесины

Древесина может иметь различную степень влажности. Это вызвано тем, что она имеет способность поглощать пары воды из воздуха. Это свойство древесины называется гигроскопичностью.

В зависимости от степени влажности древесина делится на:

Влажная древесина труднее поддается отделке, но лучше гнется.

Сушкой называется процесс удаления влаги из древесины. В процессе сушки может происходить уменьшение линейных размеров и объема древесины (усушка). Чтобы после сушки пиломатериалы имели заданные размеры, для них установлены припуски на усушку. (Припуски на усушку даются только по толщине и ширине материалов, так как припуск по длине незначителен и им пренебрегают.)

Сушка древесины позволяет предохранить древесину от грибных поражений, химических окрасок, биологических повреждений и покоробленности, продлевает срок службы изделий.

Атмосферная (естественная) сушка.

Преимущества атмосферной сушки заключаются в экономии затрат на подогрев воздуха и материала и в простоте ее проведения. Недостатки следующие: невозможность высушить материал ниже влажности 18—22%; большая длительность процесса (8—70 суток); отсутствие возможности регулирования процесса сушки (температура, влажность)

Камерная (искусственная) сушка.

Она является наиболее распространенным способом сушки древесины. Источником теплоты для сушки в камерах может быть пар, поступающий из парового котла, или топочные газы, получаемые от сжигания топлива в специальных топках. Пар, обогревающий камеру, подается в систему металлических труб, так называемые калориферы. По типу среды, высушивающей материал, сушильные камеры делят на паровоздушные и газовые.
Для подачи тепла непосредственно к высушиваемому материалу используется естественное или принудительное движение пара (газа), называемое циркуляцией. По способу циркуляции различают камеры с естественной циркуляцией, где движение пара через штабель происходит за счет разных удельных весов более и менее нагретых частиц воздуха, и камеры с принудительной циркуляцией, где движение пара происходит с помощью вентиляторов.

В зависимости от режима работы различают сушильные камеры периодического и непрерывного действия.

В камерах периодического действия загрузка сырого и выгрузка сухого материала происходят с одного конца камеры.

В камерах непрерывного действия сырой материал загружается на одном конце камеры (сыром), а сухой — выгружается на другом (сухом). Температура и влажность сушильного агента в камере изменяются от сырого конца к сухому: температура повышается, а относительная влажность уменьшается. Камерная сушка состоит из следующих основных этапов:

подготовки сушильной камеры;
подготовки материала;
сушки материала;
выгрузки и выдержки в остывочном помещении;
контроля влажности материала.

Основной недостаток камерной сушки заключается в необходимости сооружения стационарных помещений.

Вакуумная сушка древесины

Вакуумная сушка древесины, происходит в сушильных камерах с предварительным извлечением воздуха (созданием вакуума). В процессе сушки древесины под действием градиентов влажности, температуры и давления происходит равномерное движение свободной и связанной влаги от центра к поверхности. Мягкие температурные режимы - от 45°C до 62°С - и разрежение воздуха способствуют равномерному изменению тепло-влажностных характеристик древесины

Сухие верхние клетки древесины впитывают влагу от влажных, расположенных в сердцевине доски. Вакуумный метод обеспечивает равномерную сушку, в процессе которой устраняются внутренние напряжения, а значит, значительно снижается вероятность коробления или возникновения трещин.

Контактная сушка.

Ей подвергаются плоские материалы в форме листов, которые зажимаются между двумя нагретыми до температуры 150°С металлическими плитами. Основное преимущество состоит в том, что сушка протекает в течение нескольких минут. Недостатком такого способа является относительное потемнение древесины снаружи при чрезмерной выдержке.

Сушка древесины в жидкостях.

Она происходит, например, в петролатуме. (петролатум — густой, мазеобразный продукт переработки нефти соломенно-желтого цвета, с температурой плавления 56°С и температурой вспышки 250°С.) Сушка проводится в ванне. Внутри ванны размещают калориферы из гладких труб. Пиломатериалы загружают в ванну в металлических контейнерах. Если влажную древесину погрузить в ванну с петролатумом, нагретым выше 100°С, то влага в древесине быстро нагреется до точки кипения и образовавшийся пар будет выходить в воздух. Продолжительность сушки в петролатуме в 5-7 раз меньше, чем в сушильных камерах. Существенным недостатком этого способа является проникновение петролатума в древесину, что затрудняет обработку, препятствует ее склеиванию и лакированию (окраске).

Способ выпаривания.

Способ выпаривания или запаривания использовали на Руси еще с давних времен. Заготовки распиливают на части с учетом размера будущего изделия, закладывают в обыкновенный чугун, подсыпают опилки из такой же заготовки, заливают водой и ставят на несколько часов в протопленную и остывающую русскую печь “томиться” при t=60-70C. При этом происходит “выщелачивание” – выпаривание древесины; из заготовки выходят естественные соки, дерево окрашивается, приобретая теплый густо-шоколадный цвет, с ярко выраженным природным рисунком текстуры. Такая заготовка легче обрабатывается, а после окончания сушки меньше растрескивается и коробится.

Сушка в электрическом поле токов высокой частоты (ТВЧ).

Сушка основана на нагревании древесины между двумя или несколькими металлическими пластинами, подключенными к источнику ТВЧ. Пластины и размещенная между ними древесина образуют конденсатор, в котором диэлектриком является древесина. Электрическое поле часто изменяет свой знак, в результате чего в пиломатериале возникают диэлектрические потери, вследствие чего древесина нагревается и из нее испаряется влага.

В процессе TВЧ-сушки влага из древесины удаляется выпариванием. Если парообразование во влажном материале происходит при температуре влаги равной или выше 100 С, процесс сушки называют выпариванием а при температуре ниже 100 С процесс называется испарением. TВЧ-сушка древесины происходит в среде перенасыщенного пара и древесина от начала и до конца находится в пропаренном состоянии. В камере образуется среда с ассоциированными молекулами

При сушке древесины различными способами в ней могут возникнуть трещины и покоробленности. Основной причиной их возникновения является то, что древесина сохнет в направлении от периферии к центру.

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.

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

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.

Презентации к учебнику по Технологии. Технический труд для 7 класса, программа: Казакевич В.М., Молева Г.А., Афонин И.В. / Под ред. Казакевича В.М.

Проверка д/з:

Общие сведения

Древесина может иметь различную степень влажности - это количество воды в единице объёма древесины. Это вызвано тем, что она имеет способность поглощать пары воды и воздуха. Это свойство древесины называется гигроскопичностью .

В зависимости от степени влажности древесина делится на следующие типы:

Мокрая древесина

длительное время находившаяся в воде: ее влажность выше 100%;
длительное время находившаяся в воде: ее влажность выше 100%;

Свежесрубленная древесина

Воздушно-сухая древесина

долгое время хранившаяся на воздухе: ее влажность 15-20%;
долгое время хранившаяся на воздухе: ее влажность 15-20%;

Комнатно-сухая древесина

Абсолютно-сухая древесина

Влажная древесина труднее поддается отделке, но лучше гнется.

Общие сведения

Сушкой называется процесс удаления влаги из древесины. В процессе сушки может происходить уменьшение линейных размеров и объема древесины ( усушка ). Чтобы после сушки пиломатериалы имели заданные размеры, для них установлены припуски на усушку. (Припуски на усушку даются только по толщине и ширине материалов, так как припуск по длине незначителен и им пренебрегают).

Газопаровая сушка, проводимая в специальных помещениях — сушильных камерах, называется также камерной. Древесина штабелируется в теплоизолированных камерах. Камеры имеют оборудование, с помощью которого влажность, температура и поток воздуха могут быть установлены или отрегулированы таким образом, что для сушки древесины будет создан оптимальный климат. Источником теплоты для сушки может быть пар, поступающий из парового котла, или топочные газы, получаемые от сжигания топлива в специальных топках.

Для подачи тепла непосредственно к высушиваемому материалу используется естественное или принудительное движение пара (газа), называемое циркуляцией. По способу циркуляции различают камеры с естественной циркуляцией, где движение пара через штабель происходит за счет разных удельных весов более и менее нагретых частиц воздуха, и камеры с принудительной циркуляцией, где движение пара происходит с помощью вентиляторов.

Камерная (искусственная) сушка

По типу среды, высушивающей материал, сушильные камеры делят на паровоздушные и газовые .

С помощью нагревательного прибора повышается температура воздуха в камере. Нагретый воздух, подгоняемый вентилятором, отдает тепло влажной древесине и одновременно забирает из высушиваемого сортимента исходящую в виде пара влагу.

В зависимости от режима работы различают сушильные камеры периодического и непрерывного действия.

В камерах периодического действия загрузка сырого и выгрузка сухого материала происходят с одного конца камеры.

В камерах непрерывного действия сырой материал загружается на одном конце камеры (сыром), а выгружается на другом (сухом).

Температура и влажность сушильного агента в камере изменяются от сырого конца к сухому: температура повышается, а относительная влажность уменьшается.

Камерная (искусственная) сушка

Камерная сушка состоит из следующих основных этапов:

подготовки сушильной камеры;

подготовки материала;

сушки материала ;

выгрузки и выдержки в остывочном помещении ;

контроля влажности материала.

Основной недостаток камерной сушки заключается в необходимости сооружения стационарных помещений.

При вакуумной сушке высушиваемая древесина находится в имеющем форму трубы металлическом цилиндре. Снижение давления в цилиндре приводит к тому, что испарение влаги из древесины начинает происходить очень быстро. В процессе сушки происходит равномерное движение свободной и связанной влаги от центра древесины к поверхности.

вакуумная сушка древесины

В установках с нагревательными плитами между отдельными слоями прокладываются плиты, которые через систему шлангов соединены с системой нагрева.

После установки высушиваемого сортимента в сушильную камеру происходит нагрев воздуха, и давление воздуха снижается. Приток тепла происходит постоянно.

Испаряющаяся из древесины влага охлаждается на встроенных поверхностях охлаждения, конденсируется и отводится. Незадолго до достижения желаемой конечной влажности нагрев выключают.

Затем камера проветривается и открывается.

Мягкие температурные режимы (45°C -62°С) и разрежение воздуха способствуют равномерному изменению тепло-влажностных характеристик древесины.

Вакуумная сушка, как правило, применяется тогда, когда требуется быстро и бережно высушить небольшой объем древесины.

Петролатумный способ — это способ сушки в жидкости. Петролатум состоит из очищенного высоковязкого масла и отходов от химической переработки нефти. Сырая древесина помещается в ванну с петролатумом, после этого его нагревают до температуры 100°-130°С. При такой температуре влага древесины образует пар, который выходит наружу. Процесс занимает в 5-7 раз меньше времени, чем в сушильных камерах. Однако он имеет существенный недостаток — проникновение петролатума в древесину, после чего древесина плохо поддается обработке (механической), склеиванию и обработке лаком. В некоторых областях применения древесины, таких как изготовление инженерных конструкций, приобретенное свойство оказывает полезное защитное воздействие — препятствует проникновению влаги, а также предохраняет поверхность древесины от вреда насекомых.

Контактной сушке подвергаются плоские материалы в форме листов, которые зажимаются между двумя нагретыми до температуры 150°С металлическими плитами. Преимущество этого способа состоит в том, что сушка протекает в течение нескольких минут. Недостатком является относительное потемнение древесины снаружи при чрезмерной выдержке.

Способ выпаривания или запаривания использовали на Руси еще с давних времен. Заготовки распиливают на части с учетом размера будущего изделия, закладывают в обыкновенный чугун, подсыпают опилки из такой же заготовки, заливают водой и ставят на несколько часов в протопленную и остывающую русскую печь “томиться” при t=60-70C. При этом происходит “выщелачивание” — выпаривание древесины; из заготовки выходят естественные соки, дерево окрашивается, приобретая теплый густо-шоколадный цвет, с ярко выраженным природным рисунком текстуры. Такая заготовка легче обрабатывается, а после окончания сушки меньше растрескивается и коробится.

При высокочастотной сушке древесина подается на конвейере в область действия высокочастотного переменного электрического поля, мощность которого можно менять для достижения различных степеней высушивания древесины (рисунок 6). Достоинство такой сушки заключается в том, что древесина достаточно быстро нагревается изнутри. Это способствует высушиванию, таким образом, требуется значительно более короткое время, чем при других методах сушки, даже для большого поперечного сечения. Время сушки лежит в пределах нескольких минут. Древесина типа дуба и бука при высокочастотной сушке имеет тенденцию к изменению окраски.

Определение степени влажности

с помощью специальных приборов –влагомеров.

образец древесины сушится, периодически взвешивается на весах. Степень влажности определяется по формуле:

где m н - масса начальная,

m сух - масса сухая (конечная).

Дефекты, возникающие при сушке древесины

При сушке древесины различными способами в ней могут возникнуть различные дефекты. Основной причиной их возникновения является то, что древесина сохнет в направлении от периферии к центру. Происходит снижение качества пиломатериала. Виды дефектов:

Изменение формы

практически неизбежно, но можно ограничить с помощью осторожной сушки
практически неизбежно, но можно ограничить с помощью осторожной сушки

Изменение окраски

высокая температура сушки (в основном для лиственных пород дерева)
высокая температура сушки (в основном для лиственных пород дерева)

Образование трещин

возникают при быстрой сушке или если древесина в сушильной камере нагревается слишком быстро во время прогрева
возникают при быстрой сушке или если древесина в сушильной камере нагревается слишком быстро во время прогрева

Смолотечение

встречается у засмоленной древесины, когда ее сушка производится при температуре свыше 60°С. Не снижает технических свойств древесины
встречается у засмоленной древесины, когда ее сушка производится при температуре свыше 60°С. Не снижает технических свойств древесины

Усушка клеток

возникает, когда сушка древесины лиственных пород производится при температуре свыше 60°С
возникает, когда сушка древесины лиственных пород производится при температуре свыше 60°С

Растрескивание

Сушка улучшает физико-механические свойства древесины, обеспечивает устойчивость формы и размеров древесных сортиментов, повышает стойкость против гниения и уменьшает массу древесины.

В процессе сушки имеется перепад влажности по сечению древесины. В связи с этим связанная с влажностью усушка не одинакова. Последнее обстоятельство приводит к образованию внутренних напряжений. Избежать внутренних напряжений при сушке невозможно. Однако при правильном режиме их значения могут оставаться меньше предела прочности.

Читайте также: