Сушіння пиломатеріалів

У деревообробній промисловості застосовують різні способи сушіння деревини: атмосферну, камерну, контактну, сушку в рідинах (петролатумну), в полі струмів високої частоти, індукційну, ротаційну і радіаційну, сушку в камерах ПАП.

Атмосферна сушка пиломатеріалу проводиться на відкритих складах або під навісами. Повітря при низькій температурі має малу здатність поглинати пари вологи, і тому атмосферна сушка протікає повільно, а в зимові місяці практично припиняється. Атмосферну сушку широко використовують для підсушування експортних пиломатеріалів на заводах з сезонним відвантаженням продукції (в морських портах). Доцільно застосовувати її як етап, що передує сушінню пиломатеріалу в камерах.

Камерна сушка пиломатеріалу найбільш поширена в промисловості. Вона здійснюється в спеціально побудованих і опалюваних приміщеннях - сушильних камерах. Процес ведеться в газоподібному середовищі: в нагрітому повітрі (суміші топкових газів з повітрям) або в перегрітому парі при атмосферному тиску.

Камерна сушка протікає незалежно від зовнішніх атмосферних і кліматичних умов, триває набагато менше в порівнянні з атмосферною. Процес камерної сушки піддається регулюванню і дозволяє отримати матеріал з будь-якою кінцевою вологістю.

Контактному сушінню піддаються тонкі плоскі матеріали у формі листів, наприклад шпон чи фанера, які затискаються між двома нагрітими поверхнями в пресі. Тепло від нагрітої плити до матеріалу передається шляхом безпосереднього їх контакту, звідки і походить назва цього способу.

Сушка в рідинах (наприклад, у петролатумі) полягає в наступному. Вологий пиломатеріал занурюють у ванну з маслянистою речовиною, нагрітою вище 100 ° С. Волога в пиломатеріалі швидко нагрівається до точки кипіння, і пара, що утворилася і має пружність вище атмосферного тиску, буде прагнути вийти з деревини у повітря, долаючи опір шару масла. На цьому і заснований спосіб сушіння деревини в ваннах з петролатумом.

Петролатум – суміш парафінів і церезинів з високов'язким очищеним маслом – отримується в результаті хімічної переробки нафти. При температурі петролатуму 120-130 ° С сушка в ньому відбувається в 5-7 разів швидше, ніж в сушильних камерах. Суттєвим недоліком цього способу є те, що петролатум проникає в деревину. Забруднення деревини петролатумом ускладнює її механічну обробку, перешкоджає її склеюванню і якісній обробці лаками. Тому петролатумну сушку застосовують на невеликих підприємствах для сортиментів, що не піддаються подальшій механічній обробці (шпали, деталі інженерних споруд). Наявність просоченого маслом шару іноді є навіть корисною, оскільки захищає деревину від зволоження.

Сушка в електричному полі струмів високої частоти (ТВЧ) відрізняється високою інтенсивністю.

Деревина - поганий провідник електричного струму. Коли її розташовують в електричному полі ТВЧ між обкладинками високочастотного конденсатора, вона виявляє здатність швидко нагріватися. На цій властивості і заснована діелектрична сушка, або сушка ТВЧ.

Процес сушіння ТВЧ характеризується значною швидкістю прогріву матеріалу і інтенсивним випаровуванням із нього вологи. Проте з усіх відомих способів сушіння цей спосіб найбільш дорогий при сучасних відпускних цінах на електроенергію. Крім того, він вимагає дуже складного обладнання. Тому він не став поширеним у промисловості.

Індукційна сушка заснована на використанні властивості феромагнітних металів нагріватися в змінному електромагнітному полі всередині соленоїда. Якщо на нагрітий таким чином металевий елемент помістити деревину, то завдяки контакту з ним вона нагрівається і сохне. Для індукційного сушіння ряди дошок укладають на прокладки й сітки з феромагнітного металу, потім штабель поміщають всередину каркаса, обмотаного електропроводом великого перерізу, який утворює соленоїд, що живиться струмом промислової частоти. Сітки, що є в даному випадку сердечником соленоїда, інтенсивно нагріваються, передаючи тепло дошкам. Якість пиломатеріалів, висушених індукційним способом, виявляється дуже низькою, а собівартість сушіння значно вища, ніж у звичайних камерах за рахунок низького косинуса «фі» електроустановки.

Спосіб може застосовуватися в окремих випадках при малих обсягах сушки, при відсутності інших джерел енергії, крім електричної.

Ротаційна сушка заснована на використанні центробіжної сили. Штабель пиломатеріалів, покладених на прокладках, встановлюється на платформі каруселі, влаштованої всередині опалювального приміщення. При обертанні каруселі відцентрова сила, спрямована уздовж дошок, сприяє переміщенню вільної вологи всередині деревини до торців і зовнішніх поверхонь дошок. При цьому створюється інтенсивний спрямований рух нагрітого повітря всередині штабеля, що сприяє рівномірному просиханню завантаженого пиломатеріалу в терміни коротші, ніж у звичайних камерах. Потужність приводу каруселі незначна і виявляється меншою, ніж потужність приводу вентиляторів.

Однак через громіздкість конструкції та незручність блокування карусельні камери в промисловості не застосовуються.

При радіаційному сушінні тепло подається до матеріалу тільки прямим випромінюванням від сильно нагрітого тіла. Джерелами тепла служать спеціальні електричні лампи або плити (керамічні або чавунні, що нагріваються до червоного гартування). Промениста теплота, що представляє собою потік інфрачервоних променів, поширюється прямолінійно і затримується будь-якими екранами і тілами, що перебувають на шляху потоку. Тому висушувати променистою теплотою можна тільки предмети, які відкриті для безпосереднього опромінювання з боку джерела тепла.

Дослідження радянських вчених показали, що промениста теплота легко проникає в деревину на глибину 10-12 мм. Таким чином, при двосторонньому обігріві протягом декількох десятків хвилин можна висушити дошки хвойних порід товщиною 20-25 мм. Це в десятки разів швидше камерної сушки деревини. Однак при цьому довелося б сушити дошки у вільному незажатому стані, що призвело б до неминучого їх викривлення. Саме обставина служить перешкодою для застосування радіаційного сушіння тонких пиломатеріалів.

Сушка в камерах ПАП. За останній час проводилися досліди з сушіння пиломатеріалів в бескалоріферних рециркуляційних металевих камерах з аеродинамічним підігрівом типу ПАП.

Як генератор тепла і одночасно для переміщення повітря в цих камерах використаний ротор центробіжного вентилятора з лопатками спеціального профілю. При обертанні ротора, що створює потік повітря в замкнутому контурі, значна частка механічної енергії, витраченої в вентиляторі, переходить у теплову, нагріваючи повітря до високих меж. Температура нагріву може регулюватися за рахунок зміни потужності повітряного потоку. Нагріте повітря передає свою теплоту матеріалу, що висушується чисто конвективним шляхом при високій швидкості циркуляції.

Сушильна камера на основі холодильного обладнання. Сушильні камери на основі холодильного обладнання відрізняються від інших камер тим, що сушильна ізольована від навколишнього середовища. Сушіння деревини відбувається за рахунок кругообігу енергії завдяки холодильному агрегату, установленому всередині камери. Котел при такому процесі потрібен тільки в перший день для початкового прогріву. На схемі показана сушильна камера, обладнана агрегатом конденсаційного сушіння деревини. Такі сушильні камери цікаві тим, що всередині протікає кругообіг енергії, ізольований від навколишнього середовища.

Процес сушіння протікає так. Камера сушіння деревини разом із покладеним всередині пиломатеріалом прогрівається. Волога з деревини починає випаровуватися. Далі вологе повітря проходить через холодний теплообмінник сушильного агрегату, де волога конденсується, а енергія переноситься компресором на гарячий теплообмінник. Сухе холодне повітря, проходячи через гарячий теплообмінник, підігрівається і знову повертається в сушильну камеру підігрівати деревину. Камера сушіння пиломатеріалу влаштована таким чином, що всі джерела енергії (вентилятори продува штабеля) додають температури всередину сушильного обсягу.

На даний час існує два типи агрегатів:

Для сушіння м'яких порід деревини, при температурі до +45 0 С

Для сушіння твердих порід деревини, при температурі до +60 0 С