Перечислить способы сушки древесины

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

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

Виды сушки древесины

При использовании деревянных строительных материалов приходится сталкиваться с некоторыми проблемами, в основном связанными с изменением влажности древесины. При ее высыхании происходит уменьшение линейных размеров и объема или усушка.

Если изделия были изготовлены из сырого дерева, то затем они могут покоробиться и растрескаться именно из-за этого. Поэтому, в настоящее время люди приобретают материал для строительства, который уже подвергся усушке. Степень влажности древесины – важный технический показатель, от которой зависит качество и область использования изделия. Кроме того, согласно нормативам влажности, этот показатель определяет отношение пиломатериалов к одному из пяти сортов.

Сушка древесины считается одним из важнейших этапов подготовки пиломатериала, в результате которого из дерева удаляется жидкость методом испарения. Сухая древесина обладает высокими прочностными характеристиками, практически не коробится, не подвергается гниению и не растрескивается.

Виды сушки древесины достаточно разнообразны, но можно выделить два основных способа: естественная и искусственная. Естественная проводится в естественных условиях и не требует специального помещения для сушки. Она проста и доступна, однако достаточно продолжительный. Искусственная сушка производится в искусственно созданном микроклимате. Для ее осуществления необходимы специальные сушильные камеры, позволяющие многократно ускорить процесс. К искусственной относится камерная сушка, инфракрасная, вакуумная, аэродинамическая, конденсационная и термодинамическая.

Способы измерения влажности

Влажность измеряют прямым и косвенным методом.

Прямой метод предполагает отбор и высушивание образцов древесины. Образец помещается в сушильный шкаф, полностью высушивается, после взвешивается. Затем массу высушенного образца сравнивают с массой образца до сушки. Такой метод является достаточно точной (погрешность не более 1%), но в то же время очень продолжительный, что затрудняет его использование.

Косвенный метод использует электровлагомеры. Они измеряют удельное электрическое сопротивление исследуемого материала, которое в свою очередь зависит и изменяется в зависимости от влажности.

К косвенным методам относятся:

• Кондуктометрический метод. С торца пиломатериала вводят трехигольчатый электрод и пускают электрический ток. По степени его распространения определяют влажность древесины.
• Для измерения влажности древесной стружки используют датчик. Между электродными дисками разборного стакана укладывается и прессуется небольшое количество стружки.
• Четырёхигольчатый зонд применяют для измерения влажности древесно-стружечных плит.

Косвенный метод измерения влажности отличается скоростью и удобством, но в то же время имеет большую погрешность измерения (1-10 %)

Старинные способы сушки

Сушку древесины осуществляют с давних времен. Самым известным способом является запаривание. Древесные заготовки распиливали на куски, укладывали в чугунную емкость и обкладывали опилочным материалом того же дерева. После наполнения емкости водой, ее устанавливали в русскую печь, где выдерживали несколько часов. Температура составляла при этом около 60 °С. В процессе такой обработки древесина выпаривалась (из нее уходили природные соки и она темнела). Запаривание облегчало обработку древесины. Высушенные после запаривания заготовки меньше растрескивалась и практически не коробились.

Кроме этого использовали метод парафинирования. Деревянные изделия, помещенные в расплавленный парафин выдерживали в печи несколько часов. Температура выдержки составляла примерно 40 °С. Затем заготовку высушивали. Полученная таким образом древесина не уступала по качеству той, что была запарена.

Древесные заготовки для изготовления ложек и другой деревянной утвари запаривали в льняном масле и варили на медленном огне. Данный метод и сейчас находит свое применение.

Кряжи для скульптур сушили, обкладывая их соломой. Она хорошо впитывала влагу и быстро снова высыхала, ускоряя таким образом процесс сушки.

Современные виды и способы сушки

В современной промышленности применяется много различных способов сушки. Рассмотрим некоторые из них.

Атмосферная сушка древесины

Простой в организации метод, поскольку не требует никакого специального оборудования. Древесину укладывают в штабеля, установленные на открытом воздухе под навесом, оставляя между ними просвет для циркуляции воздуха.

Такой метод сушки является самым продолжительным (2-3 года), но и самым щадящим, поскольку осуществляется естественным способом, на открытом воздухе. Количество трещин и усушка древесины после такой сушки минимально.

Камерная конвективная сушка дерева

Данный метод один из самых распространенных в современной промышленности. Для его осуществления используется конвекторная лесосушильная камера.

Сушка осуществляется в газообразной среде. Сушильным агентом как правило выступает воздух или перегретый пар.

Конвективная сушилка оснащена вентиляционной системой и устройствами для нагрева сушильного агента. Вентиляторы равномерно распределяют нагретый воздух и отводят влагу. Влажность контролируется автоматически.

В конвекционной сушильной камере сушка менее продолжительна. Условия сушильного процесса регулируется, в результате чего можно получить древесину с любым заданным значением влажности.

Вакуумная сушка

Такая сушка осуществляется в герметичной вакуумной сушильной установке. В ней установлены пластины для прогрева из алюминия. Внутри пластин непрерывно циркулирует вода. Ее прогрев осуществляется водонагревателем. Он установлен снаружи. Между пластинами помещаются доски.

Наверху камера имеется резиновое покрытие, зафиксированное в раме. Помимо этого, камера снабжена помпой. Она выкачивает воздух из камеры, обеспечивая тем самым вакуум, а также лишнюю влагу.

Установка позволяет регулировать параметры сушки, которые устанавливаются в зависимости от сортамента древесины.

Вакуумная камерная сушка позволяет удалить древесную смолу и получить качественную древесину без трещин. Но такой метод мало распространен из-за высоких энергозатрат и дорогого оборудования.

СВЧ сушка древесины

В камеру укладывают штабелями пиломатериал и подвергают воздействию высокочастотных токов (915-2500 МГц). Древесина при этом нагревается до температуры 50-60 °С.

СВЧ камеры обладают мобильностью и сравнительно небольшими размерами, кроме того обеспечивают высокую скорость сушки.

К недостатками данного метода можно отнести небольшой объем камеры, неравномерность просушки лесоматериала и высокая пожароопасность. В процессе сушки возможно воспламенение в камере.

Аэродинамическая сушка дерева

Сушка осуществляется в аэродинамических камерах. Воздух выступает сушильным агентом. Камера снабжена вентилятором, приводимым в движение электродвигателем. Вентилятор (роторный вихревой теплорегулятор) обеспечивает нагрев и движение воздушного потока.

Аэродинамические камеры просты в исполнении, но имеют большие габариты. Кроме того, к недостаткам данного метода можно отнести большие энергозатраты.

Инфракрасная сушка древесины

Это один из современных методов, при котором используются установки, передающие тепло с помощью инфракрасного излучения. Может быть применена для быстрой сушки древесины.

В качестве нагревательного элемента в таких сушилках используют инфракрасные нагреватели (термоактивные кассеты). Они последовательно располагаются в штабеле, после чего штабель накрывают специальным отражающим материалом, позволяющим стекать конденсату вне штабеля.

ИК лучи не нагревают воздух, их энергия полностью затрачивается на нагрев древесины и испарение влаги из нее.

Камера отличается высокой скоростью сушки, экономичностью. Они равномерно удаляют влагу, а используемая температура на уровне 50-60 °С позволяет предотвратить растрескивание древесины. Но, вследствие отсутствия воздушных потоков, на пиломатериалах может появиться плесень.

Конденсационная сушка

Конвекционные сушильные камеры осуществляют сушку древесины без доступа воздуха. Система имеет замкнутый цикл.

Из древесины испаряется влага. Она насыщает воздушное пространство камеры. Воздух увлажняется и, обтекая охладитель, охлаждается до температуры, находящейся ниже точки росы. В качестве охладителя используется фреон. Влага, охлаждаясь, конденсируется. Выделившееся тепло снова подогревает воздух (сушильный агент).

Преимуществом данного метода является низкое энергопотребление и равномерная и щадящая сушка. Однако такая камерная сушилка имеет не высокую производительность и скорость.

Терморадиационная сушка

Генератор излучения терморадиационной сушилки передает теплоту высушиваемому материалу в виде электромагнитных колебаний. Большая часть тепловых лучей рассеивается, и лишь некоторая их часть поглощается поверхностью материала. Затрагивается при этом лишь верхний слой. Это позволяет использовать терморадиационную сушку для высушивания тонколистовых материалов или лакокрасочных покрытий. Для сушки пиломатериалов и древесины данный метод не подходит.

Вывод

Современная деревообрабатывающая промышленность для сушки лесоматериалов может использовать разнообразные виды сушилок и организовать оптимальный процесс сушки для получения древесины высокого качества. Наибольшее распространение получили конвективные сушильные камеры из-за простоты организации и высокой скорости сушки. Однако остальные методы сушки древесины также находят свое применение.

Источник