Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб

12.07.2016

Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті
Сушка деревини. Технології сушіння.
Вологість деревини

Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб
Вологість — одна з основних характеристик деревини. При нерівномірному розподілі вологи при сушінні деревини в ній можуть утворюватися внутрішні напруги, тобто напруження, що виникають без участі зовнішніх сил. Внутрішні напруги, можуть бути причиною зміни розмірів і форми деталей при механічній обробці деревини.

Властивості деревини безпосередньо визначають властивості дерев’яних виробів. При надлишкової або недостатньої вологості деревина зазвичай вбирає або віддає вологу, відповідно збільшуючись чи зменшуючись в об’ємі. При високій вологості деревина може розбухати, а при нестачі вологи вона, як правило, сохне, тому всі дерев’яні вироби, наприклад, підлогові покриття і меблі вимагають ретельного догляду. При різкій зміні температурно-вологісного режиму в деревині виникають внутрішні напруги, які можуть призвести до тріщин і деформацій, тому на всіх стадіях виробництва та експлуатації необхідно контролювати вологість дерев’яних виробів.

свіже спиляне дерево має природну вологість. Але це не означає, що вологість всієї деревини приблизно однакова.

Зовсім не однакову вологість буде мати сосна, що росла на сухому місці і ялинка, запилена в болоті. Вологість може бути ще вище, наприклад, коли при сплаві по річці дерево набрала в себе вологи стільки, скільки зміг. Якщо виготовити з такої деревини дошки, не просушити її заздалегідь, то дошки, звичайно, будуть, але з часом вони обов’язково розсохнуться і покоробляться. В результаті доведеться відривати прибиту до стіни обшивальні дошки — перебирати обшивку. І навіть якщо для оббивки використовувати вагонку з европрофилем, все одно в обшивці з’являться щілини, які будуть тим більше, чим більше ширина використовуваної вагонки. Щоправда самих щілин буде менше. (Чим ширше вагонка, тим менше щілин, але самі вони більше. І навпаки — що вже, тим менше щілини, але більше їх кількість.) І це якщо обшивати сирим матеріалом по сухому. Якщо і матеріал основи сирої, і обшивочний сирий, то наслідки будуть ще гірше і сумніше. Це просто один з варіантів викидання грошей «на вітер».

Дерево при усушці втрачає від 5 до 7% своїх розмірів по ширині і товщині, і лише до 1% по довжині. Це означає, що якщо в цьому році Ви склали зруб заввишки 3 метри, Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб
то через рік його висота цілком може виявитися на 10, а то і 20 сантиметрів менше. А ось по довжині і ширині він залишиться практично таким же, яким і був. Саме з цієї причини більшість будівельних фірм пропонує своїм клієнтам у перший рік скласти будинок з бруса і тільки в наступному році робити його обробку. Щоб цього не відбувалося, необхідно деревину попередньо просушувати.

Саме тому ГОСТОМ визначається і вологість використовуваної деревини. Так для внутрішньої обшивки повинна застосовуватися деревина з вологістю до 15%, для зовнішньої — до 20%. Вологість дошки так само не повинна перевищувати 15% вологості.

Так що ж таке вологість.

Вологість деревини буває абсолютною і відносної :

Абсолютною вологістю деревини називається відношення маси вологи, що знаходиться в даному об’ємі деревини, до маси абсолютно сухої деревини.

Відносна вологість деревини — це відношення маси вологи, що міститься в деревині, до маси деревини у вологому стані.

Розрізняють дві форми води. знаходиться в деревині: зв’язану і вільну. З них складається загальна кількість вологи в деревині. Пов’язана (або гігроскопічна) волога, що міститься в клітинних стінках деревини, а вільна займає порожнини клітин і міжклітинний простір. Вільна вода видаляється легше, ніж пов’язана, і в меншій мірі впливає на деформацію і розтріскування деревини.

За ступенем вологості деревину розрізняють на наступні види:

— Мокра деревина. Її вологість становить понад 100%. Це можливо тільки за умови, що деревина довгий час перебувала у воді.

— Свіжозрубана. Її вологість становить від 50 до 100%.

— Повітряно-суха (транспортна). Така деревина зазвичай довгий час зберігається на повітрі. Її вологість може становити 15-20%, в залежності від кліматичних умов і пори року.

— Кімнатно-суха деревина. Її вологість зазвичай дорівнює 8-10%.

— Абсолютно суха. Її вологість дорівнює 0%.

При тривалій сушці вода з деревини випаровується, що може спричинити за собою значні деформації матеріалу. Процес втрати вологи продовжується до тих пір, поки рівень вологи в деревині не досягне певної межі, який безпосередньо залежить від температури і вологості навколишнього повітря. Аналогічний процес відбувається при сорбції, тобто поглинання вологи. Зменшення лінійних обсягів деревини при видаленні з неї зв’язаної вологи називається усиханням. Видалення вільної вологи усушки не викликає.

Усушка неоднакова за різними напрямками. У середньому повна лінійна усушка в тангенціальному напрямку складає 6-10%, а в радіальному — 3.5%.

При повній усушці (тобто такий, при якій вся пов’язана волога видалена) вологість деревини знижується до межі гігроскопічності, тобто до 0%.

Абсолютно суху деревину можна отримати тільки в лабораторних умовах, висушуючи її в сушильній шафі. При сушінні деревини в першу чергу висихають її поверхневі шари, внутрішні шари можуть дуже тривалий час утримувати вологу. На це слід звертати увагу при градуюванні вологомірів. Для правильного визначення вологості деревини сушильно-ваговим методом її рекомендується попередньо розщепити на дрібні шматки і тільки потім її висушувати.

Атмосферна (природна) сушка

Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб
Деревину для атмосферного сушіння укладають в штабеля, а агентом сушіння є повітря. Температура, вологість і швидкість руху повітря в процесі атмосферної сушки мають таке ж значення, як і при камерній. Однак при атмосферної сушки стан повітря майже не піддається управлінню, так як залежить від кліматичних умов даної місцевості, пори року і погоди. Протягом доби параметри повітря також змінюються: вдень повітря нагрівається і стає суходолом, а вночі охолоджується і зволожується. Стан повітря в штабелі, крім того, залежить від щільності укладання матеріалу. Чим щільніше покладені пиломатеріали, тим нижче температура повітря в штабелів вище його відносна вологість. Тому відповідним просторовим розміщенням деревини в штабелі можна в деякій мірі впливати на інтенсивність її просихання.

Переваги атмосферного сушіння деревини.

Це найдавніший і найпростіший спосіб сушіння деревини. Вона проводиться на відкритому повітрі під навісом. Атмосферна сушка дозволяє знизити вологість деревини до 18-22%. Тривалість сушіння залежить від температури і вологості повітря, часу року, породи перерізу матеріалу, початкової і кінцевої вологості його, способу укладання.

— простота організації та проведення процесу сушіння,

— відсутність витрат теплоти на підігрів повітря і матеріалу.

— залишкові напруги при атмосферної сушки значно менше, ніж при камерній.

Крім того, за рахунок поєднання природних умов з правильним вибором місця для складу і раціональним його використанням, регулювання щільності укладання матеріалу, захисту торців дощок від розтріскування можна домогтися цілком задовільних результатів.

Недоліки атмосферного сушіння деревини.

— мала інтенсивність і, отже, велика тривалість процесу.

— для розміщення деревини, що проходить атмосферну сушку, потрібні великі площі складів.

— при атмосферної сушки, так само як і при камерної, дошки можуть розтріскуватися і жолобитися.

Атмосферна сушка деревини знаходить застосування на лісопильно-деревообробних підприємствах, особливо при сезонній відвантаження пиломатеріалів. Правила атмосферного сушіння пиломатеріалів хвойних порід регламентуються ГОСТ 3808.1-80, твердих листяних порід — ГОСТ 7319-80.

Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб
Пристрій штабелів і способи укладання пиломатеріалів хвойних порід.

На складах атмосферної сушки для хвойних пиломатеріалів застосовують два способи укладання штабелів: штучний і пакетний. Штабелі, укладені цими способами, називаються відповідно рядовими і пакетними.

При штучному способі дошки укладають у штабель рядами на прокладках. Якщо в якості прокладок використовують ці ж дошки, які укладають у штабель для сушіння, то такий рядовий штабель називається круглим; якщо в якості прокладок використовують спеціально підготовлені сухі рейки, то штабель називається рейковим. В круглі штабеля укладають пиломатеріали шириною до 150 мм усіх сортів і шириною більше 150 мм — 4-го сорту.

Пакетні штабелі складають з заздалегідь підготовлених пакетів.

Штабель формують на подштабельном підставі, яке забезпечує стійкість штабеля і відведення відпрацьованого повітря. Висота підштабельних основ (від рівня землі до нижнього ряду дощок) 500 мм, в районах з великою кількістю опадів 750 мм

Подштабельные підстави складаються з дерев’яних або бетонних опор і укладаються на них прогонів. Розташування опор подштабельном підставі залежить від способу укладання штабеля і застосовуваних механізмів.

В один штабель поміщають однакові за порід і розмірів пиломатеріалів. Правильне укладання в штабель дощок забезпечує хорошу циркуляцію повітря як у вертикальному, так і горизонтальному напрямках. Кінці дощок не повинні провисати і жолобитися. Торці їх захищають від розтріскування і прямого попадання сонячних променів.

Пиломатеріали укладають у рядовий штабель горизонтальними рядами. Ряди дощок відокремлюють прокладками, завдяки чому забезпечується горизонтальна циркуляція повітря. Прокладки виготовляють з сухої хвойної деревини перетином 25 X х 40 мм

Камерна (штучна) сушка.

Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб
Вона є найбільш поширеним способом сушіння деревини. Джерелом теплоти для сушіння в камерах може бути пара, що надходить з парового котла, або топкові гази, одержувані від спалювання палива в спеціальних топках. Пар, обігрівальний камеру, подається в систему металевих труб, так звані калорифери. За типом середовища, висушуючої матеріал, сушильні камери ділять на пароповітряні і газові.

З допомогою нагрівального приладу підвищується температура повітря в камері.

Для подачі тепла безпосередньо до висушуваного матеріалу використовується природне або примусове рух пари (газу), що називається циркуляцією.

За способом циркуляції розрізняють камери з природною циркуляцією, де рух пари через штабель відбувається за рахунок різних питомих ваг більш і менш нагрітих частинок повітря, і камери з примусовою циркуляцією, де рух пари відбувається за допомогою вентиляторів.Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб

Нагріте повітря, підганяли вентилятором або шляхом природної циркуляції, віддає тепло вологій деревині і одночасно забирає з висушуваного сортименту виходить у вигляді пари вологу. Якщо повітря в камері занадто сухий або відносна вологість дуже низька, то процес сушіння буде протікати дуже швидко і може викликати пошкодження деревини, наприклад утворення тріщин. З допомогою розпилювального обладнання можна встановити бажану відносну вологість повітря в камері.

Повітря в залежності від температури може прийняти тільки певну кількість водяної пари. При сушінні температура не змінюється. Для підтримки процесу сушіння необхідний постійний приплив свіжого повітря, так званого сухого повітря, через припливний клапан в сушильну камеру. В цей час повітря, збагачене водяними парами, так званий вологе повітря, через витяжний клапан відводиться назовні. Природна сушка з цієї причини також позначається як припливно-витяжна сушка. Конвекція в даному випадку означає підведення і видалення.

Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб

В залежності від режиму роботи розрізняють сушильні камери періодичної і безперервної дії.

В камерах періодичної дії завантаження сирого і вивантаження сухого матеріалу походять з одного кінця камери.

В камерах безперервної дії сирий матеріал завантажується на одному кінці камери (сиром), а сухий — вивантажується на іншому (сухому). Температура і вологість сушильного агента в камері змінюються від сирого кінця до сухого: температура підвищується, а відносна вологість зменшується.

для Сушіння пиломатеріалів бувають різних розмірів :

маленькі сушки для об’єму деревини приблизно від 0,5 до 6,0 м3,

середні сушки для обсягу деревини приблизно від 10 до 40 м3,

сушки для великого обсягу деревини приблизно від 100 до 200 м3.

В залежності від температури повітря сушіння поділяють на низькотемпературні, нормальні і високотемпературні.

Низькотемпературна сушіння: деревина висушується при температурі нижче 45°С. Процес сушіння триває повільніше, деревина висушується дбайливіше і без напруги (так звана м’яка сушка). Цей метод застосовується для толстой, важко піддається сушці і схильної до зміни кольору деревини. Значення кінцевої вологості становить приблизно 20%, тобто мова йде про попереднє підсушування.

Сушіння при нормальній температурі: температура повітря в сушильній камері лежить в інтервалі від 45 до 90°С. Цей діапазон температур підходить для деревини хвойних порід і для легко сохнучих листяних порід. Початкова вологість не обмежена. Цим методом деревину можна висушувати до досягнення кінцевого значення вологості.

Високотемпературна сушка: температура повітря в сушильній камері лежить в інтервалі від 100 до 130°С. За такою швидкою і різкою сушінні існує небезпека виникнення пошкоджень деревини, наприклад утворення тріщин усушки, зміни кольору і т. д. Цей метод застосовується для деревини хвойних порід. Багато листяні породи, наприклад, дуб і бук, можуть высушиваться при високих температурах починаючи з рівня вологості деревини менше 30%.

При високотемпературній сушінні розрізняють сушіння гарячим повітрям і гарячою парою. При сушінні гарячим повітрям використовують гарячий сухе повітря (паровоздушную суміш), сушка є різкою. При сушінні гарячою парою застосовують перегрітий водяний пар без примешивания повітря. Таке висушування є більш м’яким.

— підготовки сушильної камери;

— підготовки матеріалу;

— сушіння матеріалу;

— розвантаження і витримки в остывочном приміщенні;

— контролю вологості матеріалу.

Перевагами камерної сушки є

— можливість висушування матеріалу до необхідної вологості (нижче 18-20%;

— здійснення постійного контролю та можливість регулювання процесу сушіння (причому для кожної породи можна підбирати найвигідніший режим), економія часу для підготовки деревини до обробки і скорочення виробничих площ;

— термін сушіння значно коротше атмосферного сушіння; для зберігання лісоматеріалів потрібні менші площі;

— можна захищати матеріали від зараження гниллю і синявою в процесі сушіння. Гарячий і вологий повітря (з температурою 60° і вище) знищує спори і гіфи грибів, а також личинки жуків-точильників.

До недоліків камерної сушки слід віднести:

— необхідність значних витрат на обладнання сушарок і велика витрата тепла на нагрівання повітря.

Вакуумна сушка деревини

У 1964 році доктором Паньоцци була розроблена технологія вакуумного сушіння деревини, яка дозволяла використовувати більш жорсткі режими сушіння, при цьому економлячи простір і електроенергію. Немає сумніву в тому, що деревообробники зацікавилися подібною технологією і почали її випробувати на практиці.

Вакуумні сушильні камери — це не особливо поширений тип сушильних камер. Технологія сушіння передбачає, що для прискорення процесу створюється вакуум, таким чином, з’являється необхідна для сушіння деревини енергія. Вакуумна сушильна камера багатофункціональна та універсальна, в ній можна сушити пиломатеріал за будь-якої категорії якості і швидше, ніж в інших сушильних камерах.Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб

Крім того, у вакуумних сушильних камерах можна сушити круглі колоди без освіти зовнішніх і внутрішніх тріщин можна змінювати колір деревини, просочувати пиломатеріал хімічними складами, надавати пиломатеріалу будь-яку криволінійну форму і закріплювати її без порушення структури дерева. Технологія сушіння деревини в вакуумних сушильних камерах об’єднує принципи сушіння всіх класичних сушильних камер і сучасні технології.

Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб

Вакуумна сушка деревини, відбувається в сушильних камерах з попереднім отриманням повітря (створенням вакууму). У процесі сушіння деревини під дією градієнтів вологості, температури і тиску відбувається рівномірний рух вільної та зв’язаної вологи від центру до поверхні. М’які температурні режими — від 45°C до 62°С — і розрідження повітря сприяють рівномірному зміни тепло-вологісних характеристик деревини

Сухі верхні клітини деревини вбирають вологу від вологих, розташованих в серцевині дошки. Вакуумний метод забезпечує рівномірну сушку, в процесі якої усуваються внутрішні напруги, а значить, значно знижується ймовірність викривлення або виникнення тріщин.

Контактне сушіння Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб

Їй піддаються плоскі матеріали у формі листів, які затискаються між двома нагрітими до температури 150°З металевими плитами. Основна перевага полягає в тому, що сушка протікає протягом декількох хвилин. Таким способом висушують тонкі деревні матеріали — шпон, фанеру; при цьому обсяги матеріалу, як правило, невеликі. Вологість — 10-12%. Недоліком такого способу є відносне потемніння деревини зовні при надмірній витримці.

Сушка деревини в рідинах

Вона відбувається, наприклад, в петролатуме. (петролатум густий, мазеобразный продукт переробки нафти солом’яно-жовтого кольору, з температурою плавлення 56°З температурою спалаху 250°С). Сира деревина опускається у ванну з деяким маслянистою речовиною, яке нагрівають до температури 100°С. Пара, що утворюється при кипінні води в деревині, має пружність більше атмосферного тиску. Тому, долаючи опір масла, в якому знаходитися деревина, він буде намагатися вийти на повітря.

На цьому фізичному явищі ґрунтується спосіб сушіння дерева ємностях з петролатум. Очищене высоковязкое масло і відходи від хімічної переробки нафти — суміш парафінів і церозиев, такий склад петролатуму. При сушці дерева в петролатуме, температура якого 120°-130°, процес здійснюється в 5-7 разів швидше, ніж в сушильних камерах. Однак, у цього способу є один великий недолік .

Це проникнення петролатума в деревину. Це веде до того, що забруднена петролатум деревина погано піддається механічній обробці, її складно склеїти і неможливо провести якісну обробку лаком. З-за цього сушку в рідинах застосовують тільки у тому разі, якщо не потрібна подальша механічна обробка дерева. Зазвичай таку сушку використовують дрібні підприємства, що випускають шпали та деталі для інженерних споруд.

Шар масла, який просочує дерево, іноді буває дуже корисний, адже він захищає деревину від вологи.

Спосіб випарювання

Спосіб випарювання або запарювання використовували на Русі ще з давніх часів. Заготовки розпилюють на частини з урахуванням розміру майбутнього виробу, закладають у звичайний чавун, підсипають тирса з такої ж заготовки, заливають водою і ставлять на кілька годин в протоплену і остигаючу російську піч «нудитися» при t=60-70C. При цьому відбувається «вилуговування» — випарювання деревини; із заготівлі виходять природні соки, дерево фарбується, купуючи тепла густо-шоколадний колір, з яскраво вираженим природним малюнком текстури. Така заготівля легше обробляється, а після закінчення сушіння менше розтріскується і жолобиться.

Сушка в електричному полі струмів високої частоти (ТВЧ)

Сушка деревини. Технології сушіння. ← Всі статті . УфаСтройСнаб
відрізняє Висока інтенсивність сушіння в електричному полі струмів високої частоти (ТВЧ).

Сушка заснована на нагріванні деревини між двома чи декількома металевими пластинами, підключеними до джерела ТВЧ. Пластини і розміщена між ними деревина утворюють конденсатор, в якому діелектриком є деревина. Електричне поле часто змінює свій знак, в результаті чого в пиломатериале виникають діелектричні втрати, дерево є поганим провідником електрики, внаслідок чого деревина нагрівається і з неї випаровується волога.

У процесі ТВЧ-сушіння волога з деревини видаляється випарюванням. Якщо пароутворення у вологому матеріалі відбувається при температурі вологи дорівнює або вище 100 С, процес сушіння називають випарюванням, а при температурі нижче 100 С процес називається випаровуванням. ТВЧ-сушка деревини відбувається в середовищі перенасиченого пара і деревина від початку і до кінця знаходиться у пропареному стані. В камері утворюється середовище з асоційованими молекулами. При сушінні деревини різними способами в ній можуть виникнути тріщини і покоробленность. Основною причиною їх виникнення є те, що деревина сохне в напрямку від периферії до центру.

При способі сушіння ТВЧ матеріал прогрівається дуже швидко, і волога випаровується миттєво. З усіх способів, які застосовуються при сушці дерева — це найдорожчий, враховуючи сучасні відпускні ціни на електрику. Так само для нього потрібно непросте обладнання і з-за цього його не застосовують у промисловості.

Ротаційна сушка

Використання відцентрової сили лежить в основі ротаційної сушіння. На карусель, встановлену всередині опалювального приміщення, укладається штабель матеріалів, розділений прокладками. Відцентрова сила, спрямована уздовж дощок, створювана при обертанні каруселі, змушує вільну вологу пересуватися з внутрішньої частини деревини до її торців і зовнішніх поверхнях. Завантажений пиломатеріал просихає в більш короткі терміни, ніж при сушінні в камері.

це Відбувається тому, що при обертанні створюється активну спрямований рух гарячого повітря всередині штабелю дощок. Потужність привода вентилятора значно більше потужності приводу каруселі, у якій вона зовсім незначна. Громіздка конструкція і незручна блокування не дає застосовувати карусельні камери в промисловості.

Радіаційна сушка

Радіаційна сушка заснована на подачі тепла до деревини від дуже сильно нагрітого тіла прямим випромінюванням. Електричні лампи або плити (вони можуть бути чавунні або керамічні) нагріваються до червоного розжарювання, саме вони служать джерелами тепла. Створюється потік інфрачервоних променів, які створює промениста теплота. Так як він поширюється прямолінійно, то затримується різними екранами і тілами, що зустрічаються на шляху потоку.

Промениста теплота може висушити тільки ті частини предметів, які безпосередньо опромінюються з боку джерела тепла. Промениста теплота з легкістю проникає в дерево на глибину 10-12 мм, це доведено дослідженнями радянських вчених. Можна зробити висновок, що прогріваючи дошки хвойних порід товщиною 20-25 мм з обох сторін, їх можна висушити протягом короткого часу.

Камерна сушка деревини в десятки разів повільніше. Але при цьому дошки повинні сушитися у вільному, а не в затиснутому стані, що призводить до їх обов’язкового жолоблення. Саме це є основною перешкодою застосування радіаційного сушіння деревини.

Сушіння в камерах ПАП

Розглянемо сушіння в камерах ПАП. Проведено безліч дослідів по сушінню деревини в бескалориферных, рециркуляційних камерах з металу, обладнаних аеродинамічним підігрівом типу ПАП. Ротор відцентрового вентилятора з лопатками спеціального профілю використовується в якості генератора тепла і одночасно він переміщує повітря в цих камерах. Ротор, обертаючись, створює в замкнутому контурі потік повітря, велика частина механічної енергії, використовуваної в вентиляторі, ставати теплової. При цьому повітря нагрівається до високих температур. Зміною потужності повітряного потоку можна регулювати температуру нагрівання.

Висока швидкість циркуляції призводить до того, що гаряче повітря нагріває деревину, яка сушиться чисто конвективним шляхом. Для здійснення будь-яких режимів сушіння в камерах ПАП необхідно в окремі періоди процесу сушіння подавати зволожуючий пар низького тиску (до 0,5 атм), це доведено досвідченим шляхом. В камерах ПАП немає складного обладнання, експлуатація їх нескладна. Основний недолік цих камер — високий витрата електрики.

Короткий опис статті: вологість деревини

Джерело: Сушка деревини. Технології сушіння. ← статті » УфаСтройСнаб-Ліс — пиломатеріали в уфі

Також ви можете прочитати