Устройство вакуумной сушилки древесины. Сушильная камера для пиломатериалов: как сделать своими руками? Виды и изготовление сушильных камер. Комплектация вакуумной сушильной установки

Вакуумная сушилка - еще одно современное изобретение, позволяющее быстро и качественно сушить древесину. Но сферы ее применения не столь широки, как у сушилки инфракрасной. Рассмотрим более подробно свойства обоих устройств.

Одно из свойств древесины - это гигроскопичность, умение впитывать влагу. Только что срубленное дерево напитано влагой, а сырая древесина непригодна для изготовления мебели и создания строительных конструкций. Она сильно подвержена биологическим поражениям, короблению и растрескиванию.

Для дальнейшего использования свежезаготовленные пиломатериалы нужно просушить. Естественная сушка - это длительный процесс, поэтому было изобретено оборудование, позволяющие ускорить сушку древесины.

Разные сушилки отличаются друг от друга принципом действия и рабочими характеристиками. Выбрать оптимальное оборудование для конкретных условий эксплуатации можно, сравнив их. В этой статье мы остановимся на инфракрасных и вакуумных сушилках, разберемся с тем, как они работают, какой объем пиломатериалов и за какое время могут просушить, сколько энергии при этом расходуют, и какова их рыночная цена.

Принцип работы

ИК-сушилки вырабатывают инфракрасные лучи, которые прогревая древесину, высушивают ее до требуемого уровня влажности. Эти лучи имеют ту же природу, что и видимый свет. Они беспрепятственно проходят через воздух. Молекулы азота и кислорода не поглащают ИК-излучение, поэтому вся энергия направлена на прогрев древесины, а не воздуха.

Такой способ сушки не предполагает использования теплоносителя, что избавляет от необходимости следить за его показателями и оснащать оборудование сложной автоматикой.

Инфракрасное тепло действует на древесину бережно, не приводя к возникновению сильных внутренних напряжений и короблению.

Вакуумные сушилки рынок предлагает двух основных типов: с циклическим и контактным нагревом материала. Принцип действия первых базируется на конвективном нагреве древесины и вакуумном удалении излишков влаги. Рабочая температура обычно не превышает 65°С, но давление в 0,09 МПа вызывает закипание влаги уже при 45,5°С. Вакуум позволяет сушить пиломатериалы без воздействий высоких температур, благодаря чему дерево не растрескивается. Во время сушки, когда температура достигает 65°С, котел автоматически отключается. Поверхность древесины начинает остывать, а влага изнутри поступать к более сухим участкам. За весь период сушки отключение и повторный запуск происходит множество раз, при этом влага вытягивается равномерно.

В сушилках с контактным нагревом тепло передается материалу посредством термоактивных пластин, которые укладываются в штабель. Пластины греются либо водой, либо электроэнергией.

Внешний вид

Инфракрасная сушилка - это комплект тонких термоактивных кассет, которые укладываются в штабель пиломатериалов в определенной последовательности и подключаются к источнику питания. Штабель, подготовленный для просушки, накрывается материалом с отражающим слоем, чтобы конденсат стекал вне штабеля. Процессом сушки управляет терморегулятор, ответственный за поддержание заданной температуры. Оборудование компактно и удобно в использовании, при необходимости может быть легко перевезено с места на место в багажнике легкового автомобиля


Вакуумная сушилка представляет собой герметичную камеру из нержавеющей стали, выполненную в форме цилиндра или параллелепипеда. Камера первого типа плотно закрывается дверцей, второго - накрывается резиновой мембраной в металлической рамке.

В сушилках с контактным нагревом доски укладываются внутрь камеры слоями, чередуясь с нагревательными пластинами. При использовании в качестве теплового агента горячей воды, ее циркуляцию в пластинах обеспечивает водяная помпа. Нагрев воды производится бойлером, а вакуум создается жидкостной вакуумной помпой.

В цилиндрические камеры большого объема загрузка материала производится по рельсовому пути, который монтируется внутри и снаружи.

Размер и вес

Удобством инфракрасных сушилок являются их небольшие габариты и вес. Одна термоактивная кассета имеет размер 1230x650x1,5 мм, то есть представляет собой тонкую пластину небольшой площади. Вес кассеты составляет 5,7 кг. А стандартный набор для сушки 1 м³ пиломатериала включает в себя 12 кассет общим весом 69 кг. С обрешеткой, щитом управления и кабельной разводкой вес оборудования не превышает 130 кг. Его транспортировка не требует использования спецтехники.


Вакуумная пресс-сушилка даже с небольшим объемом загрузки имеет значительно больший размер и вес. Так, агрегат в форме параллелепипеда с объемом загрузки 4 м³ имеет размеры 4800x1700x2005 мм и весит без алюминиевых пластин 2300 кг. Размер нагревательной пластины равен 4000×1400 мм. Для перевозки такого оборудования потребуется железнодорожный или автомобильный контейнер.

Автономность работы

ИК-сушилка работает полностью в автономном режиме. Установив и подключив оборудование правильно, не придется производить дополнительный контроль рабочих параметров. Потребуется только задать режим сушки, исходя из качества исходного материала, а в дальнейшем за поддержанием заданной температуры будет следить терморегулятор.

Процесс сушки в вакуумной камере также автоматизируется, но в данном случае используется более сложная автоматика, так как нужно следить за параметрами теплоносителя (при его наличии) и давлением. В некоторых видах сушилок процесс можно вести в ручном режиме. В большинстве моделей предусмотрена индикация аварийного состояния, которая активируется при превышении температуры, снижении степени вакуума, изменении параметров теплоносителя и т.п.

Время сушки

Время сушки зависит от используемой древесины и ее первоначального уровня влажности. Процесс сушки сосновой доски до влажности 8% с использованием инфракрасного оборудования может длиться от 3 до 7 суток. Чем тоньше доски, тем быстрее они сохнут.

В разных типах вакуумных сушилок временные показатели немного отличаются, но в среднем время сушки сосновой доски с начальной влажностью 50% до итоговой влажности 8% длится 16-18 часов.

Объем загрузки

ИК-кассеты можно использовать для сушки любого количества пиломатериалов.

Вакуумные камеры предлагаются с разных объемом загрузки: от 4 до 20 м³.

Источник питания

Инфракрасные кассеты подключаются через щит управления к сети 220 В, так же подходит напряжение 380В.

Вакуумные камеры требуют подключения к электросети с напряжением 380 В.

Мощность и потребление электроэнергии

Максимальная мощность инфракрасной сушилки - 3,3 кВт/м³. За время сушки 1 м³ пиломатериала расходуется от 200 до 400 кВт*ч электроэнергии.

Средняя потребляемая мощность вакуумных камер составляет 15-37 кВт. К сожалению, на рынке нередко встречаются камеры с поистине фантастическими затратами электроэнергии - от 50 кВт/м³.

Цена

Цена - весомый аргумент при покупке оборудования.

Цены на ИК-сушилки ФлексиХИТ весьма доступны:

• набор для сушки 1 м³ трехметровой доски - 59 288 руб.;
• набор для сушки 1 м³ четырехметровой доски - 69 329 руб.;
• набор для сушки 1 м³ шестиметровой доски - 70 007 руб.

Цены на вакуумные камеры отечественного производства колеблются в пределах 500 тыс-1,5 млн рублей, импортное оборудование стоит в 3-4 раза дороже.

Выводы

ИК-сушилки просты в применении, могут быть использованы на производстве и в быту, подходят для сушки любого объема пиломатериала и имеют демократичную цену.

В вакуумных камерах древесина сохнет быстро и равномерно, не деформируется и даже выравнивается, ее цвет остается неизменным. Но ввиду высокой стоимости и больших энергозатрат применять их целесообразно в основном для сушки дорогих пород древесины.

Процесс вакуумной сушки привлекателен, прежде всего, тем, что он отличается реальной возможностью существенно уменьшить длительность сушки, сохранив при этом высокое качество высушенных пиломатериалов, а в некоторых случаях даже повысив его.

Вакуумные камеры для сушки древесины

В вакуумных камерах лесоматериалы сушатся в условиях высокого давления 700 мм рт. ст., но низкой температуры 45 С. В этих устройствах специально создается вакуум, что влечет за собой большие затраты электроэнергии.

Вакуумная сушка является крайне дорогим методом сушения лесоматериалов по ряду причин:

• дорогостоящие вакуумные камеры
• огромное количество мощности электроэнергии для правильной работы

В подобных устройствах лесоматериалы сушатся на протяжении одного-двух дней. Например, чтобы высушить 40 м 3 доски понадобится примерно от 8-16 дней. А если осуществляется вакуумная сушка бруса, то времени понадобится еще больше.

Вследствие дороговизны процесса вакуумная сушка древесины осуществляется, преимущественно, для дорогостоящих сортов лесоматериалов, таких как дуб, ясень, бук, кедр. В таких случаях требуется высушить не большое количество пиломатериала. Для массового изготовления пиломатериалов применяют конвективные сушильные камеры, потому что они более доступны и имеют низкую себестоимость.

Несколько примеров вакуумной сушки:

• дубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 28 - 35 дней
• дубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 16 - 18 дней
• дубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 15 дней
• дубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 9 дней
• сосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 5 -6 % примерно за 8 дней
• сосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 5-6 % за 6 дней
• строительный брус 100 х 100 мм и 150 х 200 мм с уровнем влажности 65 % высохнет до уровня влажности 6 % на протяжении 8 - 12 дней. Брусу 200 х 300 мм для достижения таких же параметров понадобится 22 дня.

В условиях вакуума сушка древесины происходит более мягко. Однако и при таком методе сушения возможно растрескивание. Дерево - это живое сырье. Древесины присущи разные виды напряжений. Эти напряжения зависят от местности, в которой выросло дерево, от метода распила, от возраста. Во время сушки древесины даже в таких камерах не все напряжения снимаются равномерно.

Как происходит вакуумная сушка древесины

Нагнетание вакуума внутри камеры, где осуществляется высушивание лесоматериалов, в значительной степени изменяет физический характер протекания тепло-массообменных процессов в древесине. Сушка реализуется по действием постоянного вакуума 0.95 Мпа и пара, образующегося из влаги лесоматериалов. Поскольку происходит естественное движение агента сушки со скоростью до 0.3 м/сек нет необходимости использовать вентиляторы, системы увлажнения пиломатериалов, устанавливать сухой /мокрый термометр. Контролируют сушку датчики влажности пиломатериала. К примеру, в ходе сушки дубовых пиломатериалов от начального уровня влажности 65 % до остаточного - 6%, выделяется около 450 литров влаги. Если загрузить в камеру максимальные 12 м 3 дуба толщиной 55 мм, то суммарное количество влаги достигнет 5 400 литров.

Сегодня все компании, выпускающие сушильные вакуумные камеры, имеют сертификаты соответствия европейским стандартам. В таких устройствах можно сушить одновременно различные сорта древесины.

Качество сушки:

• остаточный уровень важности составляет от 6 до 0.5%
• перепад уровня влажности по штабелю не превышает 1 %
• перепад уровня влажности по толщине и длине доски не превышает 0.9 %.

Вакуумная сушка древесины своими руками

Процесс сушки очень выгоден при осуществлении своими руками. Однако приобретать заводскую вакуумную камеру дороговато, в этом разделе мы расскажем, как сделать ее своими руками. Сушку в домашних условиях можно осуществить в специальной камере, для обустройства которой нужно просторное помещение, источник тепла, а также вентилятор для распределения тепла внутри камеры.

Наилучшим вариантом для создания камеры является железный конвейер. Не обязательно покупать новый, можно найти и б/у. Кроме этого можно сварить камеру самостоятельно из старого железа.

Для того, чтобы сохранить тепло внутри камеры стены нужно утеплить пенопластом и обделать вагонкой. Кроме пенопласта подойдет минеральная вата и любой другой утеплительный материал. Для того чтобы тепло отражалось от поверхности необходимо постелить специальный материал. Можно воспользоваться фольгой или пенофолом. Кстати, теплоотражающие и сохраняющие качества пенофола намного выше.

После этого можно приступать к сборке нагревательного прибора. Всю отопительную систему обязательно монтируют отдельно от других отопительных контуров, она должна постоянно функционировать. Подойдет отопительный радиатор, который нагревает воду до 65-90 градусов. Для равномерного распределения тепла в камере стоит приобрести вентилятор. Без него сушка будет происходить не равномерно, а конечный продукт будет иметь низкое качество. Не забывайте про правила пожарной безопасности во время создания вакуумной сушилки.

Еще один важным моментом можно назвать создание системы погрузки пиломатериала в камеру. Для этой цели можно воспользоваться тележками, которые двигаются по рельсам или вилочным погрузчиком. Сырье на просушку складывают на полки или же прямо на пол. Чтобы осуществлять контроль за процессом сушки нужно установить специальные датчики - термопары и датчики давления. Если грамотно подойти к этому мероприятию, то у вас получится камера для сушки качественных пиломатериалов.

После загрузки сырья в камеру дверь плотно закрывается и начинается процесс сушки. В таких условиях связанная и свободная жидкость будет плавно перемещаться от центра к периферии, что гарантирует качественную и равномерную сушку материала. Сухие верхние клетки пиломатериала впитывают жидкость из клеток, находящихся ближе к сердцевине. Вначале просыхают тонкие места, далее влага из толстых слоев перемещается в уже высохшие, делая их влажными.

Для предотвращения смещения на пиломатериалы наносят специальную смесь, которая делается из мела и олифы. Чаще всего эту смесь наносят на торцевые части заготовок.

Сама технология вакуумной сушки интересна тем, что она дает возможность реально сократить сроки сушки пиломатериалов, при этом поверхность древесины не растрескивается, сохраняется и её качество. Метод вакуумной сушки древесины был изобретен и запатентован доктором Эрнесто Пьяноццив 1964 году.

Навигация:

Вакуумная пресс — сушилка состоит из герметично закрытой стальной камеры, стены которой преимущественно смонтированы из нержавеющей стали, которая полностью герметична. Потолок самой камеры вакуумной сушки закрыт покрытием из эластичной резины, которая обрамлена стальной рамой. Загрузка досок в камеру происходит с прикладыванием каждого ряда досок алюминиевыми тенами. Вода циркулирующих в нагревательных элементах подогревается при помощи бойлера, который смонтирован с внешней стороны камеры. Циркуляция воды происходит при помощи жидкостной вакуумной помпы, расположенной внутри камеры.

После загрузки древесины внутрь камеры, оператор, который управляет камерой устанавливает на рабочей панели требуемый уровень вакуума, а также выставляет температуру алюминиевых нагревательных пластин.

Вакуумная сушка древесины проходит в 3 этапа:

1. Нагрев древесины при нормальном атмосферном давлении;

2. Затем следует процесс сушки с нагревом в вакуумной среде;

3. Последний, завершающий этап состоит из кондиционирования и охлаждения.

Сразу после укладки древесины в сушильную камеру, и прокладывает между досками нагревательных пластин, начинается процесс нагрева древесины. Этот этап заключает в себе прогрев досок без применения вакуумной помпы. Нагревание не достигает 100 градусов, и, следовательно, влага внутри досок не закипает. Таким образом поверхность древесины не растрескивается.

При достижении уровня температуры, требуемого для сушки, сразу подключается вакуумная помпа, которая откачивает оставшийся воздух. При этом поверхность древесины также не деформируется, поскольку влага остающаяся в досках выступает на поверхность, тем самым увлажняя её, что в свою очередь позволяет доскам сохранять первоначальную форму. При нагреве резиновое покрытие натянутое поверх штабеля досок в камере прижимает его к полу. Благодаря такому механическому воздействию вакуума, сушка превращается одновременно в пресс, который имеет давление 1 кг/см2, что по сути равняется 10 000 кг/ м.кв. Такой процесс прессования делает доски абсолютно ровными. Дальше в процессе сушки, под воздействием вакуумной помпы и температуры, влага испаряется с поверхности древесины, а излишек затем вытягивается помпой. При достижении требуемой влажности, процесс сушки переходит в кондиционирование.

Процесс кондиционирования заключает в себе отключение нагревательных алюминиевых пластин, с сохранением вакуума в камере. Таким образом дерево остывает под созданным прессом давлением, что позволяет сохранить заданную, ровную форму древесине. После окончательного остывания досок, сушку выключают. Купить хорошую, надежную вакуумную сушку не составит особых проблем, цена камеры высчитывается для каждой камеры индивидуально, и зависит от нескольких факторов:

Скорость сушки

Она во многом зависит от структуры и толщины досок. Чем мягче и тоньше древесина, тем быстрее будет происходить процесс сушки. Соответственно цена камеры зависит, в том числе от комплектации камеры, так как на каждую камеру монтируется конденсатор влаги разной мощности, который преобразует испаряющуюся влагу в жидкость и сливает её за пределы камеры.

Комплектация вакуумной сушильной установки

Здесь всё зависит от того, установлен ли вакуумный подъемник для пластин, также зависит от дополнительной комплектации добавочными алюминиевыми пластинами, а также зависит от того, существует ли возможность подключения приборов управления к компьютеру.

Также существует недавно разработанная технология сублимационной сушки. Такая технология к примеру применяется для высококачественной сушки лекарственных трав, обезвоживания овощей, продуктов, фруктов, мяса и молочных продуктов, химических продуктов, фармацевтических полуфабрикатов, а также множества других материалов.

Вакуумная сублимационная сушка — это новый метод обезвоживания продуктов, которые поддались глубокой заморозке в сублимирующей вакуумной камере, когда лед сразу переходит в парообразное состояние и удаляется из камеры через оттачивание конденсатором, минуя образование жидкости.

В состав конструкции такой вакуумной сушки для фруктов обычно входит сама сушилка, конденсатор пара, охлаждающая система, а также при необходимости монтируется система программируемой логического контроля.

Преимущества сублимированной вакуумной сушки состоит в том, что все продукты сохраняют в себе до 95% всех полезных веществ. Такой метод дает возможность хранить обработанные продукты не только при стабильной минусовой температуре, что естественно увеличивает срок хранения обработанных продуктов, но и в обычных помещениях с плюсовой температурой, что никак не сказывается на качестве высушенных продуктов.

В последнее время вакуумная сублимационная сушка получает всё большее распространение при производстве ягод и фруктов.

Вакуумная сублимационная сушка происходит в несколько этапов:

1). На первом этапе происходит полное замораживание продуктов до состояния льда, при этом давление должно быть ниже 4.58 мм рт.ст., при температуре 0 С;

2). Следующий этап заключает в себе процесс сублимации образований льда. В этом случае давление в камере гораздо ниже давления испарений льда из-за т, что в камере поддерживается вакуум. Продукт помещенный в сушильную камеру нагревается, и затем водяные испарения через конденсатор выводятся за пределы камеры.

3).Стадия вторичной просушки подразумевает удаление остатков влаги из помещенного в камеру продукта путем повышения температуры в сублимационная вакуумной камере я и одновременном снижении давления в самой камере.

В последние годы вакуумная сублимационная сушка продуктов используется всё активней. По мнению некоторых экспертов, со временем вакуумная сушка продуктов со временем вытеснит нынешние технологии заготовки продуктов, при которой происходит коагуляция белков содержащихся в продукте, что в свою очередь ведёт к неизбежной потере питательных веществ. В то же время вакуумная сушка продуктов сохраняет большинство полезных веществ, сохраняет также вкусовые качества, питательную ценность, витамины. Продукты обработанные таким способом являются «сырыми» с точки зрения свежести продукта. Проводящиеся ранее исследования показали, что клубника после обработки имеет 100% показатель сохранности витамина С, при этом потери » общей оксидантной способности» составила всего 8%. Для сравнения, у клубники, которую просто охладили по старому методу, после недели хранения потеря вышеуказанного витамина С составила более 20%, кроме того исследователи отметили значительную потерю фенольных компонентов, которая составляет порядка 85%.

К достоинствам продуктов прошедших сублимационную сушку можно добавить:

— Очень длительное, многолетнее хранение;

— Сравнительно небольшой вес продукции;

— Полностью сохраняется изначальная форма.

На сегодня такая сушка представляет собой практически чески идеальный метод консервирования продуктов. Такой метод позволяет хранить продукты сроком до пяти лет при разных температурах, от — 50 градусов по Цельсию до + 40 градусов выше ноля.

Поговорим ещё немного о вакуумной сушке древесины

Вакуумные сушильные камеры могут представлять собой, в том числе, цилиндрический корпус с диаметром 2000 мм — 2700 мм, м по длине могут быть 7800 мм — 12000 мм, со встроенным рабочим тамбуром. Теплоизоляция корпуса делается из минеральной ваты толщиной 200 мм. Длина штабеля досок, загружаемых в камеру может достигать в сумме 10 метров. Как и в стандартных вакуумных камерах, вакуумная сушка дерева здесь происходит путем уменьшения давления в камере, а благодаря постоянному уменьшению точки кипения влаги в древесине, происходит быстрое испарение влаги, содержащейся в досках.

На сегодня процесс вакуумной сушки древесины является наиболее практичным способом, и завоевывает все большее число приверженцев такого метода среди производителей сушенной, деловой древесины.

19 февраля 2017

В среде российских специалистов по деревообработке довольно давно обсуждается способ сушки пиломатериалов в вакууме. Интерес к проблеме возник после появления сообщений в СМИ об установках итальянского производства, а затем и продукции фирмы WDE Maspell на нашем рынке. Через некоторое время выпуск аналогичных сушильных камер освоили и ряд отечественных компаний: «Энергия-Ставрополь», «МВ-Импульс» и др.

Повышенное внимание к подобным установкам объясняется тем, что их производители анонсируют сушку пиломатериала в небывало короткие сроки: в течение 1-4 суток в зависимости от породы древесины и толщины пиломатериалов - и при этом гарантируют высокое качество получаемых досок или заготовок. Такие сроки сушки вызвали недоверие у тех, кто не имел возможности на практике проверить качество продукции, высушенной в подобных камерах. Развеять эти сомнения не позволяет крайне скудная информация производителей оборудования для вакуумной сушки о сути процесса. Попытаемся разобраться.

Сушка пиломатериалов при пониженном давлении (обычно р абс = 0,15-0,4 бар абсолютного давления или р разр = 0,85–0,6 бар разрежения, чему соответствует температура насыщения t нас = 54,0–75,9 °С) относится к т. н. высокотемпературному процессу сушки. Такой тип процесса имеет место в случае, когда температура древесины t др превышает температуру насыщения t нас водяного пара при заданном давлении. Протекание высокотемпературного процесса сушки отличается большей интенсивностью по сравнению с низкотемпературным процессом, когда температура древесины ниже температуры насыщения (t нас = t кип, t кип - температура кипения). Скорость бездефектной вакуумной сушки в сравнении с нормативным ГО СТовским режимом конвективной камерной сушки выше в 4–5 раз. Так, например, для группы твердолиственных пород (бука, клёна, ясеня, вяза и др.) нормативное время сушки для низкотемпературного конвективного режима при толщине доски 50 мм составляет 12–14 суток, время же сушки в пресс-вакуумных установках для этих же сортиментов - трёх–четырёх суток. Процесс высокотемпературной сушки описан в отечественной литературе еще в 1957 году. Ниже приведена информация по древесиноведению и из теории высокотемпературного процесса сушки.

«Вода может находиться в двух основных структурных элементах древесины: в полостях клеток и сосудов - свободная влага, а в стенках клеточных оболочек - гигроскопическая, или связанная влага. При сушке влажной древесины в первую очередь в пределах клетки полностью удаляется свободная влага и лишь затем, ниже предела гигроскопичности (w пг), одновременно являющегося пределом усушки, начинает испаряться из её оболочки связанная. При уменьшении содержания в древесине связанной влаги древесина усыхает».

«Рассмотрим случай сушки сырой (w н > w пг) древесины в форме неограниченной пластины в газовой среде с температурой t с > 100 °C. На некотором промежуточном этапе процесса из наружных зон пластины толщиной Х удалена вся свободная влага. Влажность этих зон изменяется от равновесной на поверхности до предела насыщения внутри и имеет некоторое среднее значение wпер. Внутренняя зона толщиной (S – 2x) на этом этапе остаётся сырой, её влажность близка к начальной. Температура внутренней зоны поддерживается на уровне точки кипения воды t кип, а в поверхностных зонах и пограничном слое постепенно повышается до t с. На границе зон происходит выпаривание свободной влаги, за счёт чего эта граница постепенно заглубляется».

Объяснить возможность сохранения безупречного качества сушки при столь значительной интенсивности высокотемпературного (даже необязательно с использованием вакуума) процесса можно, учитывая тот факт, что при достижении температуры насыщения t нас сначала на поверхности, а затем и в толще пиломатериала происходит интенсивное испарение свободной воды (псевдокипение) и продвижение образовавшегося водяного пара наружу. В зоне псевдокипения у паровой среды относительная влажность φ пар = 100%, а влажность древесины w стремится к равновесной влажности w р = 10,6 (φ/100) (3,27-0,015t), %, соответствующей пределу гигроскопичности w р = w пг (w пг = 26,1% при t = 54 °С и w пг = 22,6% при t = 75,9 °С). Влажность w п г, %, является функцией только температуры: w пг = (34,66-0,159t) - и характеризуется тем, что является границей, ниже которой свободной влаги нет ни в полостях, ни в стенках клеток древесины. При условии w

Первое заключается в том, что пиломатериал загружается в камеру послойно с плоскими нагревателями - греющими пластинами, чем обеспечивается равномерная и интенсивная теплопередача.

Второе условие: температура поверхности нагревателей должна превышать температуру насыщения (кипения) при созданном в установке давлении (разрежении) по определению.

Третье условие (не являющееся обязательным для атмосферных установок): в полости камеры создаётся пониженное - относительно атмосферного - давление. Если верхняя крышка камеры выполнена в виде гибкой мембраны (обычно из силиконовой резины), то за счёт разности значений давления создаётся прижимающее усилие между слоями пиломатериала и нагревателями, передаваемое послойно на металлическую конструкцию днища камеры. Это прижимающее усилие обеспечивает идеально плоскую форму досок и плотное прилегание поверхности пиломатериалов к нагревателям, что очень важно в случае, если теплопередача между ними осуществляется кондуктивным способом. При этом варианте необходима точная калибровка по толщине пиломатериала для исключения неплотности прилегания досок к нагревателям.

Чтобы обеспечить равномерность теплопередачи от нагревателей к поверхности досок без их калибровки, разумно организовать нагрев тепловым излучением через небольшой зазор между плоскостью нагревателей и пиломатериалом, специально созданный за счёт специальных выступов греющих пластин (такие выступы есть, например, в установках, которые выпускает компания «Энергия-Ставрополь»). Теплопередача излучением в плоском зазоре не зависит от его величины и от неизбежного разбега пиломатериала по толщине.

Как было сказано выше, вакуумирование для высокотемпературного процесса сушки не является обязательным условием, однако у пресс-вакуумных сушильных камер есть несомненные плюсы, например, возможность понижения давления, а, следовательно, температуры насыщения. Во-первых, снижение температуры процесса способствует уменьшению тепловых потерь в установке и минимизации изменения цвета древесины при сушке. Во-вторых, использование мембранного пресса помогает добиться идеального фиксирования плоскости высушиваемых досок и заготовок. В-третьих, плотный прижим слоёв нагревателей и слоёв пиломатериала обеспечивает равномерность теплопередачи в процессе сушки.

Для сушки толстых сортиментов трудносохнущих пород (например, дуба) применяются специальные режимы на стадиях влажности древесины выше и ниже предела гигроскопичности. Применение этих режимов обеспечивает бездефектную сушку 50-миллиметрового дубового сортимента в течение 6-8 суток.

Процесс пресс-вакуумной сушки древесины реализуется в установках с разовой загрузкой от 0,5 до 10 м 3 , обеспечивая для доски толщиной 50 мм твердолиственных пород (при сушке в течение четырёх суток) семь с половиной оборотов камеры (циклов сушки) в месяц, а в случае сушки пиломатериалов хвойных пород (при сушке в течение двух суток) - 15 оборотов камеры, для доски толщиной 30 мм твердолиственных пород (при сушке в течение двух суток) - 15 оборотов, хвойных пород (при сушке в течение суток) - 30 оборотов камеры в месяц.

Вода, испаряющаяся из древесины (около 250 л на 1 м 3 пиломатериала), конденсируется на металлических стенках камеры, а также в теплообменнике-конденсаторе (если таковой предусмотрен конструкцией). Конденсат сливается в канализацию.

Коротко о некоторых особенностях конструктивного исполнения установок для пресс-вакуумной сушки древесины «Энергия» (производитель - ООО «Энергия-Ставрополь», Россия), а также WDE Maspell (производитель - компания WDE Maspell srl, Италия). В этих установках применяются водяные плоские нагреватели. В камерах других производителей, например, ООО «МВ-Импульс» и ООО «Вояджер-Восток» (обе компании находятся в Уфе), применяются нагреватели с электрическими омическими греющими элементами. Камеры фирмы WDE Maspell комплектуются электрическими водяными котлами, а конструкция камер компаний «Энергия-Ставрополь» позволяет использовать в качестве источников нагрева как электрические, так и газовые водонагревательные котлы.

Соотношение стоимости 1 МДж тепловой энергии, полученной при использовании электроэнергии, пропана и природного газа, составляет сейчас 15:7:1 соответственно, поэтому выгоднее всего для сушки древесины использовать котлы, работающие на природном газе. Понятно, что качество высушенного пиломатериала не зависит от вида используемого энергоносителя, а определяется технологическими режимами сушки и корректной работой автоматики.

Текст: Сергей Бондарь

От правильно выполненного процесса просушивания древесного материала напрямую будет зависеть качество производимой продукции из данного материала. Вакуумная сушка древесины своими руками позволяет значительно сэкономить временные отрезки, затраченные на просушку древесного сырья.

При таком методе высыхания древесины в значительной мере исключаются возможности разнообразного деформирования высушиваемого дерева.

Процесс просушивания дерева в вакуумной среде имеет свои положительные стороны:

• значительное ускорение процессов высыхания древесного сырья;
• меньшие денежные расходы на затрачиваемую энергию;
• более равномерные методы просушивания древесины.

Данное оборудование является довольно простым по своему управлению, не требует особой подготовки персонала.

Мини вакуумная сушилка

Вакуумный способ высушивания обладает также некоторыми отрицательными параметрами:

• большие габаритные размеры самого оборудования;
• нет способов по управлению для просушки разных пород древесины;
• характерно для больших производств.

Как построить вакуумную сушилку своими руками?

В большинстве случаев, начинающие бизнесмены не обладают достаточной суммой для приобретения заводской установки по вакуумному методу сушки, поэтому подробнее рассмотрим такой вариант, как вакуумная сушка древесины своими руками.

Для обустройства самодельных вакуумных сушилок для дерева необходимо наличие подходящего помещения, а также наличие какого-либо контейнера.

Необходимо обустроить его герметичное закрывание. Либо можно выстроить данную сушилку с применением железобетонных конструкций: при этом варианте одну из стен выполняют из дерева.

Следует произвести тепловую изоляцию самой камеры - для этого можно воспользоваться разнообразными видами минеральных ват, либо использовать обычный пенопласт. Также следует обтянуть утеплитель специальной пленкой, которая будет способствовать отражению тепловых потоков внутрь камеры.

В качестве нагревательных элементов следует воспользоваться радиаторами для отопления - при этом, данные радиаторы должны прогревать воду до семидесяти градусов. Необходима будет установка вентилятора достаточной мощности: данный элемент способствует более правильному потоку воздушных масс внутри камеры.

Самодельная вакуумная сушилка

Для нагревания водной массы используется бойлер, от которого, при помощи водяного насоса, вода будет подаваться к нагревательным элементам. Кроме того, будет необходимо вмонтировать аппарат для создания вакуумной среды. Также будут нужны датчики по контролю за режимами влажности.

Управляющая этим оборудованием система выносится за пределы самой камеры - обычно, делается какой-нибудь отдельный тамбур. Загружать и выгружать материал для просушки можно либо вручную, либо с применением погрузчика.

Следует произвести регулировку температурного режима таким образом, чтобы изменения данного параметра происходили плавными темпами.

Особенности самодельной камеры для вакуумного метода просушки

При постройке данного оборудования своими силами требуется создание внутри камеры специальных технологических параметров. При сушке в самодельной камере, время просушки может занимать более двух недель.

Загружаемые в камеру материалы следует обрабатывать специальными растворами, включающими мел и олифу.

При строительстве самодельной вакуумной установки следует тщательным образом соблюсти противопожарные параметры, иначе можно столкнуться с непоправимыми последствиями.