Какие способы сушки древесины применяются естественная или искусственная

Зачем сушат древесину, способы сушки древесины

Древесина является популярным природным материалом, из которого возводят не только дома, бани, хозяйственные постройки, но и делают красивую мебель, музыкальные инструменты, разные нужные в обиходе вещи. Однако у нее есть один большой недостаток: она полна воды, и, прежде чем использовать древесину как материал, ее требуется высушить.

Зачем высушивать древесину

Как говорилось выше, в срубленном дереве находится много воды (от 30 до 50%), а любой профессионал знает, что влажность лесоматериалов должна находиться в равновесии с влажностью той окружающей среды, где будет использоваться конечный продукт. В противном случае плохо высушенный материал может существенно снизить надежность постройки. И наоборот, слишком большая потеря влаги приводит к тому, что древесина сжимается, появляются перекосы и трещины.

Влажная древесина имеет худшую прочность клеевых соединений, у нее плохо обрабатывается поверхность и ниже некоторые другие механические и физические свойства.

Рекомендуемая влажность древесины

При строительстве домов допускается влажность материала в 23% для внешней обшивки стен, для наружных окон и дверей – от 13 до 15%, дощатых полов – от 11 до 18%, подоконников внутри здания – 12% и т.д. То есть, видно, что влажность древесины колеблется от 12 до 23% в зависимости от расположения деталей: снаружи она может быть выше, а внутри постройки — ниже.

Однако дерево хорошо зарекомендовало себя не только в строительстве, но и при изготовлении других предметов или каких-то частей для них. При этом также учитывается влажность материала, которая рекомендуется для:

— деревянных частей в электроприборах — 5%;
— музыкальных инструментов, игрушек, ручек, внутрикомнатной мебели – 7%;
— спортивного инвентаря, предметов интерьера автомобилей – 10%;
— садовой мебели – 16%.

Разумеется, список неполный, но из него становится понятно, что процент влажности материала при изготовлении того или иного изделия играет немаленькую роль.

Виды сушки древесины

Сушку древесины можно разделить на два основных способа: естественная сушка и искусственная. Они регулируются одними и теми же принципами, а именно, зависят от температуры, влажности, скорости движения воздуха, породы деревьев, размеров материала (особенно — толщины), начального содержания влаги и желаемой конечной влажности.

Естественная сушка

На естественную сушку влияют погодные условия. Плюсом здесь считается экономия энергии и то, что сушить древесину можно практически в любом подходящем месте. Для больших объемов материала естественная сушка, конечно, удобнее. Лесоматериалы хранятся на специальных предварительно подготовленных площадках на открытом воздухе или под навесом. Их укладывают в штабеля так, чтобы вентиляция осуществлялась в двух основных направлениях: горизонтальном и вертикальном. Элементы, от которых зависит скорость и качество сушки:

• климат;
• высота над уровнем моря;
• сезон;
• погода;
• месторасположение площадки.

Естественная сушка древесины

На практике часто используют комбинацию натуральной сушки и искусственной подсушки для доведения древесины до конечного целевого содержания влаги.

Для сведения: дома из древесины, которая сушилась только естественным образом в течение двух лет, могут стоять столетиями.

Искусственная сушка

Понятно, что большинство строителей, производителей мебели и других изделий из дерева не могут ждать два года. Поэтому они используют искусственную сушку древесины в сушильных камерах. Их несколько видов, отличающихся как по стоимости, так и по воздействию на материал.

Сушка древесины в сушильных камерах

Самая дешевая камера, в которой горячим воздухом можно высушить, например, дубовые доски толщиной 5 см всего за 8 недель, а шпон (4 мм) за три дня, не обязательно даст качественный материал. Если поверхность сохнет очень быстро, возможны трещины и атрофия древесины.

Конденсационный аппарат подходит для высококачественных дорогих пород дерева, поскольку риск деформации в нем сведен к минимуму. Вакуумная сушилка аналогично конденсационной также бережно высушивает древесину.

Источник

Технологии сушки древесины

Для строительства загородных домов из бревна, профилированного и двойного бруса используют древесину, которая проходит специальную сушку. Сушка древесины удаляет жидкость при помощи испарения. Без подобного процесса деревянные изделия и материалы рассыхаются и деформируются. Технология сушки древесины проводится несколькими способами.

Дерево можно сушить естественным способом на открытом воздухе под навесом. Такой метод занимает несколько месяцев и требует специального места. Поэтому большей популярностью пользуются сушка в специальных сушильных камерах. Этот способ используют большинство компаний по изготовлению пиломатериалов.

Однако он приводит к появлению трещин и снижает качество изделий. Наиболее оптимальной является конденсационное высушивание. Давайте рассмотрим подробнее виды сушки древесины, плюсы и минусы каждой.

Виды сушки

Тип	Преимущества	Недостатки
Естественная	Простой и доступный способ, не требует соблюдения температуры и влажности, минимальное количество трещин	Процесс длится несколько месяцев, требует много места для материалов, влажность не опускается менее 18%
Камерная	Высыхание длится неделю, влажность падает до 10-18%, выбор температуры и контроль процесса в зависимости от целей и вида материалов	Разрушение структуры древесины, появление трещин и производственного брака, неравномерное просушивание
Инфракрасная	Быстрая и равномерная, дерево не растрескивается и сохраняет целостность, высокое качество и рациональный расход электричества, легкость в использовании	Не подходит для использования в закрытом помещении, так как в процессе пиломатериалы плесневеют
Вакуумная	Самая быстрая, подходит для любых пиломатериалов, не приводит к растрескиванию	Высокая стоимость оборудования и большое потребление электроэнергии
Конденсационная	Быстрая и равномерная, высокое качество изделий, отсутствие трещин и производственного брака, доступность оборудования и эксплуатации	Не подходит для мелких материалов (опилки, пеллеты, дрова и пр.)

Естественная

Естественный процесс сушки древесины происходит медленно и долго. Это наиболее щадящий процесс, при котором появляется минимум трещин и других дефектов, чем при агрессивном воздействии в камерах. Для организации такого метода нужно специальное место, где древесина будет защищена от попадания прямых солнечных лучей и осадков.

Естественные условия снижают влажность древесины до 18-22%, тогда как влажность свежесрубленного дерева составляет 50-100% в зависимости от породы и климатических условий региона произрастания. Это легкая и доступная организация сушки, которая не требует специального оборудования и соблюдения температурного режима. Главный минус — малая интенсивность и длительность процесса.

Искусственная камерная

Искусственная сушка в камерах — более быстрый и выгодный вариант. Он снижает влажность древесины до 10-18%, позволяет контролировать процесс и регулировать температуру. Для правильной организации работы камеры пиломатериалы укладывают в штабеля или пакеты. Штабель должен состоять из изделий одной породы и толщины.

Главное преимущество заключается в оперативности. Сушилка высушит древесину за одну неделю. Кроме того, в процессе материал можно обработать специальными защитными средствами от негативного влияния окружающей среды. Такая обработка защитит живой брус или бревно от гнили, плесени и растрескивания.

Из недостатков искусственного метода выделим появление больших трещин в материалах. В камере из-за высокой температуры влага испаряется слишком быстро, а древесина высушивается неравномерно. Влага внутри материала испаряется медленнее, чем с поверхности. Это приводит к образованию трещин и при изготовлении, и в процессе эксплуатации уже после строительства дома.

Инфракрасная

Инфракрасная сушка древесины — современный способ с использованием оборудования, которое передает тепло с помощью инфракрасного излучения. Это один из самых быстрых вариантов сушки пиломатериалов, который занимает 3-7 дней в зависимости от вида дерева. Время сушки опилок составит полчаса. Процесс происходит при температуре 50-60 градусов, что сохраняет структуру дерева и защищает его от растрескивания.

Инфракрасные камеры равномерно удаляют влагу. Они экономичны и комфортны в использовании. Однако при использовании камеры в помещении из-за отсутствия воздушных потоков на некоторых участках пиломатериалов появляется плесень. Поэтому сушить лучше только на открытом воздухе под навесом.

Вакуумная

Вакуумная сушка древесины предполагает использование камеры, в которой образуется вакуум. Этот универсальный способ подходит для любого вида пиломатериалов и древесины. Он объединяет старые технологии и совмещает с современными. Процесс отличает высокое качество и оперативность. На сушку бревна диаметром 250 мм или на брус сечением 150х150 уходит 17-20 часов.

Сушка в вакууме проходит равномерно и не приводит к растрескиванию дерева. Кроме того, она удаляет смолу. Вакуумные сушильные камеры легки в использовании и пожаробезопасны. Но при этом они не пользуются спросом, так как стоят дорого и тратят много энергии. Это повышает затраты на производство и на готовые пиломатериалы.

Конденсационная

Конденсационная сушка древесины — самый популярный метод, который оптимально сочетает стоимость и качество. Древесина сохнет при низких температурах с использованием печи и холодильного оборудования. Удаление влаги происходит при помощи конденсата, что делает сушку равномерной и щадящей. Поэтому изделия получаются качественными и прочными без трещин и производственного брака.

Сушка при помощи конденсата потребляет мало энергии, что делает пиломатериалы доступными и недорогими. Бревна и брус получаются ровными и эстетически привлекательными без трещин и других дефектов. Однако использование такой сушка не рационально для мелких пиломатериалов и изделий. Но она подходит для крупногабаритных лесоматериалов с большим сечением, которые нуждаются в бережной и щадящей сушке.

Поэтому компания “МариСруб” использует для бруса и бревен камерную сушку. Мы самостоятельно заготавливаем сырье и изготавливаем пиломатериалы. Для защиты живой древесины от влаги, ультрафиолета и насекомых обрабатываем изделия на этапе изготовления, сборки сруба и финишной отделки. Мастера “МариСруб” контролируют каждый этап производства, в том числе и сушку в конденсационных камерах.

Источник

Сушка древесины. Способы, преимущества и недостатки

При изготовлении пиломатериалов как правило используется свежесрубленная древесина. Она лучше поддается обработке, однако обладает высокой влажностью. В процессе естественного высыхания линейные размеры и объем заготовок из древесины будут уменьшаться. Поэтому перед тем, как использовать пиломатериал по назначению, необходимо удалить из него всю излишнюю влагу, снизив показатели влажности до необходимых значений — т.е. подвергнуть процессу сушки. Это не только предотвратит деформацию изделий в ходе эксплуатации, но и поможет избежать появления грибка, гниения, нежелательного изменения цвета и т.д.

Свежесрубленная древесина обладает влажностью 50-70%

Допустимый уровень влажности для производства мебели — 8-10%,
строительных и столярных изделий — 10-18%

Усушку пиломатериалов необходимо учитывать при распиловке. Для этого при раскрое устанавливаются припуски по толщине и ширине. По длине пиломатериал усыхает незначительно, поэтому этим показателем можно пренебречь.

В деревообрабатывающей промышленности сушка изделий производится как естественным путем (усыхание материала под воздействием атмосферы), так и искуственно с использовании различных технических средств. Наибольшей популярностью пользуются методы естественной и камерной сушки (например, при изготовлении обрезной доски). Разберем, какие достоинства и недостатки имеют наиболее распространенные методы сушки пиломатериалов.

Виды сушки пиломатериалов

Естественная (атмосферная) сушка

Способ, использующийся испокон веков, не потерял актуальности и по сей день благодаря простоте и дешевизне. Сушка происходит в ходе естественных процессов испарения под воздействием тепла и движения воздуха. Заготовленный пиломатериал складывается под навесом на специальных фундаментах, в которых оставляются зазоры для вентиляции. Навес устанавливается для защиты от осадков и агрессивного воздействия солнца, но по сути просушивание происходит на открытом воздухе.

Преимущества:

Экономичность — в сравнении с любыми другими методами себестоимость этого вида сушки минимальна.

Технологическая простота — для организации потребуются только навесы, которые можно поставить где угодно, а сам процесс сушки происходит без специального контроля.

За счет продолжительности процесса высыхание происходит равномерно, что снижает вероятность появления трещин.

Недостатки:

Влажность древесины при естественной сушке можно снизить только до 18—22%.

Высокая продолжительность процесса — от нескольких недель до года, большая зависимость от погодных условий (температура и влажность воздуха) и времени года. Здесь можно говорить и о неэффективном использовании площадей, и о большом цикле производства, что в конечном итоге ведет к потерям возможной прибыли.

Процесс сушки невозможно регулировать, что не всегда позволяет получить желаемый результат.

Камерная (искусственная) сушка

Конвективные сушильные камеры

Сушка производится в камерах за счет нагрева воздуха и интенсивной циркуляции. В зависимости от конструкции камеры, циркуляция может быть как естественной, так и принудительной, с использованием вентиляторов. Нагрев воздуха осуществляется калориферами, по которым пропускается пар пар (паровоздушыне камеры) или топочные газы (газовые камеры).

Преимущества:

Влажность пиломатериала можно понизить до 10%.

Процесс сушки можно регулировать по температуре и интенсивности, исходя из вида пиломатеирала, что позволяет снизить вероятность растрескивания, деформаций.

Значительное сокращение сроков сушки по сравнению с естественной.

Требуется меньше производственных площадей.

Недостатки:

Отсутствие мобильности (в отличие от мобильных навесов, конвективная камера — это стационарное сооружение).

Камерная сушка требует значительно больших финансовых вложений, чем при организации естественной сушки.

Чрезмерно интенсивная сушка приводит к к появлению больших трещин. Если неправильно рассчитать нужную температуру, верхние слои древесины высохнут и дадут усушку, тогда как внутренние останутся влажными — и с прежними размерами, что и приводит к трещинам верхних слоев.

Вакуумные сушильные камеры

Проводится в камерах при полном извлечении воздуха — т.е. в вакууме. Процесс сушки проводится при высоком давлении и низкой температуре (700 мм рт. ст/45С). В созданных условиях происходит впитывание влаги внешними слоями древесины от более глубоких. Таким образом снимаются внутренние напряжения древесины и вероятность деформации и возникновения трещин снижается.

Достоинства:

Меньшая вероятность растрескивания материала по сравнению с естественной и камерной сушкой

Быстрая скорость сушки.

Подходит для любых пиломатериалов

При вакуумном способе сушки происходит удаление излишней смолы.

Недостатки:

Большие затраты на электроэнергию.

Небольшая загрузка (примерно 5-8 м3) сводит на нет преимущество скорости процесса при необходимости просушить большое кол-во материала.

Контактные (кондуктивные) сушильные камеры

Метод основан на передаче тепла древесине через контакт с нагретыми поверхностями. Применяется в производстве тонких и плоских пиломатериалов — таких, как шпон, фанера и т.д. В процессе сушки пиломатериалы зажимаются между металлическими плитами, нагретыми до температуры 150°С. Удаление влаги обеспечивается обдувом вентиляторами, процесс непрерывно контролируется системами автоматики. Нагрев в таких установках осуществляется топочными газами, паром либо токами высокой частоты.

Преимущества:

Поскольку пиломатериалы в процессе сушки находятся под давлением, весь объем нагревается равномерно и одновременно, что полностью исключает деформацию.

Крайне быстрый цикл сушки — от нескольких минут.

Компактные размеры агрегата.

Недостатки:

Высокая себестоимость кубического метра.

Пожароопасность — поскольку древесина непосредственно контактирует с нагревающей поверхностью

При излишне большой выдержке возможно потемнение древесины.

Сушка в поле токов высокой частоты (ТВЧ)

Отличительная особенность этого метода — необходимое для испарения влаги тепло не подводится извне, а образуется внутри самого пиломатериала. В ходе сушки древесина располагается между металлическими пластинами, которые подключены к источнику ТВЧ. При этом наиболее интенсивный прогрев происходит изнутри, в наиболее влажных слоях, обеспечивая интенсивное продвижение влаги от сердцевины к поверхности.

Преимущества:

Сушка происходит равномерно по всему объему древесины, что снимает напряжение и сводит к минимуму риск возникновения трещин.

продолжительность сушки по сравнению с естественной и конвекционной ниже в десятки раз.

Процесс легко регулируется, можно контролировать перепад температуры между верхними и внутренними слоями

Недостатки:

Высокая стоимость оборудования.

Невысокая производительность при больших расходах электроэнергии (на 1 кг испаряемой влаги расходуется 2—3,5 квт/ч).

Требует установки и обслуживания квалифицированными специалистами.

Конденсационные сушильные камеры

Сушка производится в камере, полностью изолированной от окружающей среды. В ходе сушки поток теплого воздуха подается к пиломатериалам, где насыщается влагой, испаряющейся из древесины. Далее влажный воздух поступает в конденсационную установку. При достижении точки росы пар превращается в воду, т. е. конденсируется, стекая по стенкам установки, после чего выводится наружу. Важная особенность процесса — сушка происходит при низкотемпературных режимах (около 40С), что обусловлено свойствами фреона.

Преимущества:

Мягкое протекание процесса значительно снижает опасность образования трещин и покоробленности.

Хорошие показатели сушки древесины твердых пород (таких, как дуб, бук, граб, ясень) и материалов с большим сечением.

Полная автоматизация процесса, благодаря чему не требуется постоянный контроль персонала.

Недостатки

Продожительность сушки по сравнению с конвективными камерами больше в 2-3 раза.

Установка дорого обходится в обслуживании.

Большие затраты на электроэнергию при сушке до низких показателей влажности (8-10%).

Не подходит для сушки мелких пиломатериалов (пеллеты, опилки, дрова и т.д.)

Заключение

При всем многообразии методов сушки на деревообрабатывающих производствах наиболее популярными остаются естественный и конвективный методы. Такая сушка позволяет заготавливать пиломатериал в больших объемах при относительно небольших затратах. Кондуктивные, вакуумные, конденсационные камеры наиболее рационально использовать в качестве вспомогательного варианта, когда необходима более деликатная сушка, либо требуется значительно ускорить процесс без потери качества.

Источник