Способи та обладнання професійної сушіння деревини

Способи та обладнання для професійної сушіння деревини

Деревина – гігроскопічний матеріал, який містить вологу від природи і має здатність вбирати її з атмосфери. Пиломатеріали надходять у продаж у двох видах: природної вологості і просушені. Зрозуміло, другі – дорожче, тому багато підприємців, обладнавши тартак, замислюються про способи зневоднення деревини.

За ступенем вологості виділяють наступні стану дерева:

• мокре (100% вологість) – колоди, які перебували тривалий час у воді (наприклад, транспортувалися сплавом);
• свіжозрубане – вологість залежить від природних умов зростання рослини, і коливається в межах 50-100%;
• повітряно-сухе – матеріал, який зберігається на повітрі (під навісом), досягає параметрів 12-20%;
• кімнатно-суху (8-12%) – сушка в закритому, опалювальному і добре вентильованому приміщенні;
• суха (вологість менше 8%) – підготовлене методом примусового виділення вологи.

Чому так важлива правильна сушка?

Дошки природної вологості більше висушених за розміром, а коштують дешевше. Це тому, що виробниками пиломатеріалів закладається допуск з розрахунком майбутньої усушки і обрізки.

Нормативи вологості:

• для будівельних та столярних матеріалів – 10-18%. При виготовленні будматеріалів, виробнича вологість деревини повинна дорівнювати або бути на 1,25-3,5% нижче експлуатаційної, щоб уникнути природної усушки.
• для меблевого виробництва – 8-10%.

Застосування пиломатеріалу природної вологості – грубе порушення технологічного процесу. Коли дерево висохне природним чином, вона змінить показники ширини, товщини і, відповідно, геометрію всього виробу.

Наприклад, обрізна соснова дошка 50*150 мм з природною вологістю більше 50% через пару місяців буде мати параметри 48 * 138 мм (при тангенціальному розпилі) і 46*144 (при радіальному розпилі). Навіть якщо врахувати, що довжина виробу залишиться колишньою (в середньому, відхилення не перевищує 0,1%), підсумкова різниця катастрофічна!

Способи професійної сушки дерева:

1. Конвективна (камерна) сушка

Найпопулярніший вид сушильного устаткування – камери конвективні. Близько 80% виробників користується саме такими сушками.

Переваги: простота в застосуванні, висока швидкість випаровування вологи, низька напруга в кінцевому продукті, високий обсяг завантаження (до 1000 м³).

У приміщенні встановлюються системи припливно-витяжної вентиляції та нагріву (зазвичай, калорифери). Параметри вологості вимірюються психрометром і регулюються автоматично. В якості палива отримання гарячої води або пари на малому виробництві використовуються відходи деревного виробництва: тирса, обапіл, тирсу. Електроенергію та газ вигідно використовувати тільки при великих обсягах виробництва, інакше високий витрата і вартість ресурсів істотно знизить собівартість пиломатеріалу. Відцентрові або осьові (залежно від комплектації) вентилятори забезпечують рівномірний розподіл теплого повітря і своєчасний відведення зайвої вологи для уникнення жолоблення, розтріскування і отримання деревини найвищої якості в максимально короткий термін.

2. Атмосферна сушка

Природний процес випаровування вологи з дерева, який вимагає мінімум вкладень, але максимум часу. Втім, деревина, зневоднена методом атмосферної сушки, вважається найбільш стійкою до деформації. Найчастіше це відбувається так: дерево спиляне на початку зими, розпускається на дошки і витримується під навісом до початку будівельного сезону. За 4-6 місяців пиломатеріал встигає висушитися до 15-20% вологості.

Щоб в процесі сушіння уникнути деформації дощок, необхідні наступні умови:

• укладання штабелюванням на рівну горизонтальну поверхню;
• для захисту від зайвої вологи між рядами штабелів і на ділянці, де передбачається сушка, укладається гідроізоляція;
• щоб дошки добре продувалися, штабель встановлюють на бетонні блоки і прокладають брусом або необрізами дошками однакової товщини (див. малюнок нижче);
• штабелі укладаються з рівними проміжками і дотриманням паралельності;
• обов'язкова умова для попередження деформації – рівномірна навантаження, яку здійснюють за допомогою клинів або притискних тяжів (див. малюнок нижче);
• готовий штабель захищається від атмосферного впливу, накривається профілем або шифером.При такому облаштуванні сушарки, обрізна дошка досягне 12-18% показників вологості за 4-5 місяців. Швидкість і якість зневоднення залежить від клімату, кількості вологи в атмосфері і товщини дошки. Правила атмосферного сушіння регламентуються ГОСТом 2808.1-80 для пиломатеріалів з хвойних порід і ГОСТом 7319-80 — для листяних.

Основні недоліки: конструкція займає багато місця, процес сушіння неконтрольований, і в районах з підвищеною вологістю високий ризик ураження пиломатеріалу грибком. Для такої місцевості рекомендується попередня обробка дощок антисептиком.

3. Вакуумна сушарка

Використовується для сушки дерева великого перерізу, твердих листяних порід (наприклад, дуба), цінної деревини, яка схильна до розтріскування. Сушарка являє собою герметичну камеру з нержавійки, в яку укладаються дошки між алюмінієвих нагрівальних пластин. Верх камери закривається еластичним гумовим покриттям, прикріпленим до металевій рамі.

По пластинах безперервно циркулює гаряча вода, яка нагрівається зовнішнім бойлером. Вакуум усередині камери забезпечується з допомогою помпи, яка викачує вологу з приміщення.

Для управління процесами всередині камери використовується мікропроцесор. Для кожного сорту деревини оператор встановлює свій рівень вакууму і температуру нагрівання пластин. Наприклад, букова дошка товщиною до 32 мм досягає 8% вологості за 29 ч. А соснова товщиною 25 мм – за 17 год. Тому основний плюс вакуумного сушіння – швидкість обробки матеріалів.

Недоліки: мала місткість камер (до 10 м³), великі енерговитрати, високу внутрішню напругу з-за нерівномірного розподілу по товщині матеріалу кінцевої вологості. Ці недоліки усунені в нових вакуумних моделях, де сушіння здійснюється за допомогою гарячої пари.

4. СВЧ сушарка

Суть «мікрохвильового» методу: деревина насичується вологою, яка потім випаровується на рівні клітинних структур. Зневоднення деревини проводиться струмами високої частоти – 915-2500 МГц.

Електромагнітне поле впливає на укладені в штабелі пиломатеріалів в просторі металевої камери. Нагрівання деревини відбувається на рівні 50-60градусов, тому вважається наближеним до природних умов.

Основні плюси:

• мобільність;
• компактні розміри;
• швидкість сушіння на 30% вище ніж у конвективних камер, при порівняно низьких витратах енергії (для сушіння 1м³ сосни – 550 кВт/год, дуба – 2000 кВт/год).

Недоліки:

• малі обсяги завантаження (до 4,5 м³ для твердих листяних порід і до 7 м³ — хвойних);
• висока ціна магнетронних генераторів при досить малому ресурс їх роботи (не більше 650 год);
• нерівномірність просушування;
• можливість займання матеріалу всередині камери – СВЧ-спосіб досить новий, і режими сушіння ще не відпрацьовані.

5. Сушка конденсаційним способом

Інноваційне обладнання, що не має аналогів у вітчизняному виробництві сушильних камер (з імпортних виробників на ринку представлені марки Nardi, Vanicek, Hildebrand-Brunner).

Зневоднення пиломатеріалів здійснюється методом замкнутого циклу – без доступу повітря ззовні.

Повітря всередині камери насичується вологою, випаровування з дерева, омиває поверхню фреонового охолоджувача, і його температура падає нижче точки роси. Волога конденсується, а виділене тепло витрачається на підігрів сушильного агента.

Основна перевага: енергоспоживання в 3 рази менше порівняно з сушарками періодичної дії (до 0,5 кВт/год на 1л випаровування води). Такі камери застосовуються у випадках, коли електроенергія – єдиний доступний або найбільш дешевий вид теплоносія.

Недоліки: невелика продуктивність, тривалість процесу сушіння в 2-3 рази довше, ніж у камерному обладнанні.

Вибір підходящого для сушіння деревини способу і обладнання розглядається індивідуально для кожного бізнесу, оскільки залежить від ряду факторів:

• кліматичних умов місцевості;
• розмірів виробничої площі;
• асортименту сировини і випускаються пиломатеріалів;
• вартості енергоносіїв, інвестиційних можливостей потенційного споживача і т. д.