В деревообрабатывающей промышленности применяют различные способы сушки древесины атмосферную, камерную, контактную, сушку в жидкостях (петролатумну), в поле токов высокой частоты, индукционную, ротационную и радиационной, сушку в камерах ПАП.
Атмосферная сушка пиломатериала производится на открытых складах или под навесами. Воздух при низкой температуре имеет малую способность поглощать пары влаги, и поэтому атмосферная сушка протекает медленно, а в зимние месяцы практически прекращается. Атмосферную сушку широко используют для подсушивания экспортных пиломатериалов на заводах с сезонным отгрузкой продукции (в морских портах). Целесообразно применять ее как этап, предшествующий сушке пиломатериала в камерах.
Камерная сушка пиломатериала наиболее распространена в промышленности. Она осуществляется в специально построенных и отапливаемых помещениях — сушильных камерах. Процесс ведется в газообразной среде: в нагретом воздухе (смеси топочных газов с воздухом) или в перегретом паре при атмосферном давлении.
Камерная сушка протекает независимо от внешних атмосферных и климатических условий, длится гораздо меньше по сравнению с атмосферной. Процесс камерной сушки подвергается регулированию и позволяет получить материал с любой конечной влажностью.
Контактном сушке подвергаются тонкие плоские материалы в форме писем, например шпон или фанера, которые зажимаются между двумя нагретыми поверхностями в прессе. Тепло от нагретой плиты к материалу передается путем непосредственного их контакта, откуда и происходит название этого способа.
Сушка в жидкостях (например, в Петролатумы) заключается в следующем. Влажный пиломатериал погружают в ванну с маслянистой веществом, нагретой выше 100 ° С Влага в пиломатериале быстро нагревается до точки кипения, и образовавшийся пар и имеет упругость выше атмосферного давления, будет стремиться выйти из древесины в воздух, преодолевая сопротивление слоя масла. На этом и основан способ сушки древесины в ваннах с петролатумом.
Петролатум — смесь парафинов и церезинов с высоковязкой очищенным маслом — получается в результате химической переработки нефти. При температуре петролатума 120-130 ° С сушка в нем происходит в 5-7 раз быстрее, чем в сушильных камерах. Существенным недостатком этого способа является то, что петролатум проникает в древесину. Загрязнение древесины петролатумом затрудняет ее механическую обработку, препятствует ее склеиванию и качественной обработке лаками. Поэтому петролатумну сушку применяют на небольших предприятиях для сортиментов, не поддающиеся дальнейшей механической обработке (шпалы, детали инженерных сооружений). Наличие пропитанного маслом слоя иногда есть даже полезной, поскольку защищает древесину от увлажнения.
Сушка в электрическом поле токов высокой частоты (ТВЧ) отличается высокой интенсивностью.
Древесина — плохой проводник электрического тока. Когда ее располагают в электрическом поле ТВЧ между обкладками высокочастотного конденсатора, она обнаруживает способность быстро нагреваться. На этом свойстве и основана диэлектрическая сушка, или сушка ТВЧ.
Процесс сушки ТВЧ характеризуется значительной скоростью прогрева материала и интенсивным испарением из него влаги. Однако из всех известных способов сушки этот способ наиболее дорогой при современных отпускных ценах на электроэнергию. Кроме того, он требует очень сложного оборудования. Поэтому он не стал распространенным в промышленности.
Индукционная сушка основана на использовании свойства ферромагнитных металлов нагреваться в переменном электромагнитном поле внутри соленоида. Если на нагретый таким образом металлический элемент поместить древесину, то благодаря контакту с ним она нагревается и сохнет. Для индукционного сушки ряды досок укладывают на прокладки и сетки из ферромагнитного металла, затем штабель помещают внутрь каркаса, обмотанного электропроводом большого сечения, образует соленоид, питаемый током промышленной частоты. Сетки, является в данном случае сердечником соленоида, интенсивно нагреваются, передавая тепло доскам. Качество пиломатериалов, высушенных индукционным способом, оказывается очень низкой, а себестоимость сушки значительно выше, чем в обычных камерах за счет низкого косинуса «фи» электроустановки.
Способ может применяться в отдельных случаях при малых объемах сушки, при отсутствии других источников энергии, кроме электрической.
Ротационная сушка основана на использовании центробежной силы. Штабель пиломатериалов, уложенных на прокладках, устанавливается на платформе карусели, устроенной внутри отапливаемого помещения. При вращении карусели центробежная сила, направленная вдоль досок, способствует перемещению свободной влаги внутри древесины к торцам и внешних поверхностей досок. При этом создается интенсивный направленное движение нагретого воздуха внутри штабеля, что способствует равномерному просыхания загруженного пиломатериала в сроки более короткие, чем в обычных камерах. Мощность привода карусели незначительна и оказывается меньше, чем мощность привода вентиляторов.
Однако из-за громоздкости конструкции и неудобство блокировки карусельные камеры в промышленности не применяются.
При радиационном сушке тепло подается к материалу только прямым излучением от сильно нагретого тела. Источниками тепла служат специальные электрические лампы или плиты (керамические или чугунные, что нагреваются до красного каления). Лучистая теплота, представляет собой поток инфракрасных лучей, распространяется прямолинейно и задерживается любыми экранами и телами, находящимися на пути потока. Поэтому высушивать лучезарной теплотой можно только предметы, которые открыты для непосредственного облучения со стороны источника тепла.
Исследования советских ученых показали, что лучистая теплота легко проникает в древесину на глубину 10-12 мм. Таким образом, при двустороннем обогреве течение нескольких десятков минут можно высушить доски хвойных пород толщиной 20-25 мм. Это в десятки раз быстрее камерной сушки древесины. Однако при этом пришлось бы ломать доски в свободном незажатому состоянии, что привело бы к неизбежному их искривление. Именно обстоятельство служит препятствием для применения радиационной сушки тонких пиломатериалов.
Сушка в камерах ПАП. За последнее время проводились опыты по сушке пиломатериалов в бескалориферних рециркуляционных металлических камерах с аэродинамическим подогревом типа ПАП.
В качестве генератора тепла и одновременно для перемещения воздуха в этих камерах использован ротор центробежного вентилятора с лопатками специального профиля. При вращении ротора, создает поток воздуха в замкнутом контуре, значительная часть механической энергии, затраченной в вентиляторе, переходит в тепловую, нагревая воздух до высоких пределов. Температура нагрева может регулироваться за счет изменения мощности воздушного потока. Нагретый воздух передает свою теплоту высушиваемого чисто конвективным путем при высокой скорости циркуляции.
Сушильная камера на основе холодильного оборудования. Сушильные камеры на основе холодильного оборудования отличаются от других камер тем, что сушильная изолирована от окружающей среды. Сушка древесины происходит за счет круговорота энергии благодаря холодильном агрегата, установленном внутри камеры. Котел при таком процессе нужен только в первый день для начального прогрева. На схеме показана сушильная камера, оборудованная агрегатом конденсационного сушки древесины. Такие сушильные камеры интересны тем, что внутри протекает круговорот энергии, изолированный от окружающей среды.
Процесс сушки протекает следующим образом. Камера сушки древесины вместе с положенным внутри пиломатериалом прогревается. Влага из древесины начинает испаряться. Далее влажный воздух проходит через холодный теплообменник сушильного агрегата, где влага конденсируется, а энергия переносится компрессором на горячий теплообменник. Сухое холодный воздух, проходя через горячий теплообменник, подогревается и снова возвращается в сушильную камеру подогревать древесину. Камера сушки пиломатериала устроена таким образом, что все источники энергии (вентиляторы продува штабеля) добавляют температуры внутрь сушильного объема.
В настоящее время существует два типа агрегатов:
Для сушки мягких пород древесины, при температуре до +45 0 С
Для сушки твердых пород древесины, при температуре +60 0 С