Сушка пиломатериалов естественным способом

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

Сушка древесины

Изделия из дерева пользовались большим спросом во все времена. Это объясняется их прочностью, долговечностью и роскошным видом. Больше остальных ценятся породы благородных деревьев, таких как дуб, ясень или кедр. Также можно встретить изделия из красного дерева – из него изготавливают музыкальные инструменты или предметы интерьера. Прежде чем начать обработку древесины, ее необходимо подготовить. Первое, что нужно сделать – высушить дерево. Как это правильно сделать? Какие существуют технологии сушки дерева? В этой статье рассматривается процесс сушки древесины и его особенности.

Почему просушивание древесины так важно

Для того, чтобы сырое дерево было максимально пригодно для работы, содержание в нем влаги должно строго контролироваться. В противном случае, оно будет лопаться или станет слишком мягким, что также является проблемой во время строительных работ. Важно помнить, что процесс сушки может проходить в несколько этапов и для полного испарения лишней влаги необходимо тщательно соблюсти технологический процесс сушки.

Технология просушивания древесины

Технология сушки древесины включает в себя использование современного оборудования с применением особых знаний и личного опыта. Поскольку сырье в необработанном виде не обладает той прочностью, которая от него ожидается, работать с ним необходимо аккуратно. При неправильном просушивании дерево может лопнуть или расслоиться по волокнам. Все это приведет к негодности пиломатериала.

Процесс сушки заключается в попеременном применении высоких и низких температур.Первый этап заключается в интенсивном нагреве материала. При достижении температуры испарения жидкости, материал теряет влагу из верхних волокон. При этом его масса также уменьшается , примерно, на 40-50%. Для нагрева могут использоваться различные источники тепла. Зачастую, их работа регулируется несколькими датчиками, благодаря чему весь процесс проходит равномерно и безопасно. Только в таком случае возможна быстрая сушка древесины.

Высокотемпературная сушка древесины способствует быстрому испарению влаги из верхних слоев древесины. Существуют и другие виды сушки, но все они так или иначе связаны с некоторыми капиталовложениями. Однако, в середине изделия остается достаточно много жидкости, которую также нужно выпарить. Если продолжить нагревать дерево, внутри образовывается избыточное давление. Поскольку внешние слои уже сухие, пар из внутренних волокон стремится выйти наружу. Внешние волокна менее эластичны, поэтому не выдержат внутреннего давления и лопнут. Чтобы этого избежать, применяют способ пропаривания.

Сырой материал подвергается действию перегретого пара, благодаря чему верхние слои дерева размягчаются и становятся более эластичными. Это позволяет накопившемуся пару внутри выйти наружу, не разорвав при этом древесину. Воздействие пара также регулируется датчиками для достижения полного высыхания.

После того, как материал просох полностью, его необходимо увлажнить до определенного соотношения. Такая процедура необходима, чтобы изделие обрело некоторую эластичность и упругость. Полностью сухой материал через чрезвычайно хрупкий и не допускается в использовании во время строительства. Увлажнение позволяет отрегулировать влажность внутренних и внешних волокон пиломатериала. Для достижения максимального эффекта, данные операции повторяются несколько раз, начиная с нагрева. Благодаря этому готовое изделие обладает и прочностью, и гибкостью. Важно правильно установить цикличность процессов и соблюдать все режимы сушки древесины.

Методы сушки древесины

Существует несколько основных методов сушки рассматриваемого строительного материала. Наиболее оптимальный из них определяется типом и породой дерева, а также другими факторами, которые влияют на рабочий процесс.

Высушивание древесины СВЧ-установками

СВЧ-сушка древесины основана на принципе работы сверхвысокочастотных импульсах. Благодаря управляемому электромагнитному полю влага внутри волокон быстро нагревается и выходит в виде пара. Перегретым паром также можно выровнять изделие, которое повело от сырости. Лишний пар выводится из камеры с помощью вентиляторов.

Еще один метод сушки дерева, который подойдет для небольших партий материала – сушка древесины в микроволновке. Такой вариант будет оптимальный для подготовки тонкого бруска или планки для маленького изделия. Поскольку в микроволновку большой отрез не поместится, лучше всего использовать способ быстрой сушки.

Быстрая сушка древесины

Быстрая сушка дерева позволяет получить практически сухое сырье за относительно короткое время. Суть способа заключается в использовании духового шкафа или мощного обогревателя. Если сушить дерево в духовке, то необходимо установить температуру выше средней и разместить изделие максимально высоко от источника тепла. Используя такой метод стоит быть предельно внимательным, чтобы не допустить самовозгорание древесины.

Если же для сушки использовать мощный обогреватель, то древесину нужно обмотать бумагой или газетой в несколько слоев. После чего поверх бумаги наносится пищевая или простая пленка. В ней нужно сделать отверстия для выхода влаги. После подготовки дерева, изделие можно класть на обогреватель. Бумагу следует менять каждые 7-8 часов.

Обработка дерева инфракрасными лучами

Такой способ позволяет за короткое время получить практически сухое изделие, с которым можно работать. Однако, стоимость оборудования и покрытие расходов за время его использования существенно повышают стоимость готовой продукции, обработанной таким способом. Сушилка для древесины инфракрасная имеет большие габариты, поэтому ее установка требует большой площади. Инфракрасная сушка действует на влагу внутри дерева, заставляя ее нагреваться и выходить через микротрещины в древесине. Ротационный метод сушки древесины позволяет уменьшить количество микротрещин в дереве и уменьшает внутреннее напряжение в материале. За счет этого достигается баланс выпаривания влаги и сохранения необходимой упругости.

Вакуумная сушка древесины

Обработка дерева таким методом весьма затратное производство. Поскольку для организации сушильного цеха требуется не только помещение, но и дорогостоящее оборудование, высушивать простую древесину обходится слишком дорого. Поэтому, такой обработке подвергаются только благородные породы, такие как дуб, ясень, кедр или бук. Качество высушенного изделия значительно выше, чем у предшественников, но высокие энергозатраты сужают круг применения такого метода. Некоторые частные предприниматели сами собирают такие установки, но вакуумная сушка древесины своими руками потребует больших капиталовложений.

Атмосферная сушка пиломатериалов

Такой вид сушки древесины занимает довольно много времени и результат может не оправдать ожиданий. Суть метода заключается в складировании пиломатериалов на открытой площади, но под навесом. В результате естественного обдува воздухом, происходит медленное испарение влаги из дерева. Теплые потоки воздуха удаляют остатки испарения и лишнюю влагу из внешних волокон древесины. Таким образом достигается естественный баланс влажности в материале.

Чтобы на выходе получить максимально ровные и качественные пиломатериалы, необходимо приложить много труда, чтобы надежно зафиксировать древесину и не допустить ее кручения. Хотя такой вариант более экономичен, чем все остальные, но он требует больше времени и затрат на организацию процесса.

Кондуктивный метод

Применение этого способа позволяет получить максимально качественное дерево с нужным количеством влаги в нем. Его суть заключается в использовании раскаленных плит и прессовки дерева между ними. Таким образом получается высушить древесину, не повреждая при этом внешние волокна. Пресс прилагает усилие, устанавливаемое индивидуально, в зависимости от породы и толщины дерева.

Камерная сушка древесины

Камерная сушка пиломатериалов является одним из наиболее качественных и быстрых типов обработки пиломатериалов. В сушильных камерах возможно поддержание и регулировка многих основных факторов, таких как температура воздуха, его влажность или скорость движения в камере. Благодаря этому можно получить действительно качественное изделие из дерева – просушенный брус или доску.

Сушка древесины в жидкой среде

Процесс сушки в жидкой среде связан с жидкостями, которые не вступают в реакцию с водой. Это могут быть различные масла, жиры, парафины и другие составы, которые не растворяются в воде и не разбавляют ее. Для просушивания дерева в таких жидкостях необходимо создать и поддерживать температуру более 100 градусов. Погружаемое дерево также нагревается и происходит выпаривание влаги из него. Поскольку температура масла выше температуры кипения воды, влага выходит через расширенные волокна дерева. Разная плотность жидкостей облегчает процесс выпаривания и жидкость выходит на поверхность масла.

Правила хранения высушенной древесины

Для того, чтобы высушенный лес оставался пригодным к использованию, его необходимо правильно хранить. Изделию нужно долгое время сохнуть в печи. Доска или брус быстро вбирают в себя влагу, поэтому лучше всего обеспечить пиломатериалам проточную вентиляцию, предварительно высушенным воздухом. Такие установки монтируются на больших складах и ангарах для хранения и продажи строительного материала.

Если доска хранится на маленьком складе, необходимо делать между рядами досок небольшие просветы. Благодаря ним воздух будет обдувать доски и не допустит возникновения плесени или грибка. Более того, с готового изделия рекомендуется снимать кору – в ней селятся термиты и другие вредители, которые портят древесину. Если дерево хранится в правильных и подходящих условиях, оно может долгое время оставаться пригодным к использованию.

Сушка древесины своими руками

Сушка древесины в домашних условиях требует определенных навыков и подразумевает использование больших площадей. В целом, древесину можно высушить несколькими способами:

Для того, чтобы дерево высушить в естественных условиях, необходимо подобрать правильное помещение. Поскольку данный материал крайне чувствителен к влаге, хорошим вариантом станет неотапливаемый бокс или ангарное помещение. При этом в нем должно быть принудительное проветривание, за счет чего и будет контролироваться уровень влажности. Не рекомендуется укладывать пиломатериалы на открытом солнце, поскольку это приведет к быстрому высыханию внешних волокон и к последующему растрескиванию изделий из-за избыточного давления внутри.

Существует также атмосферная сушка, сроки которой в несколько раз больше, чем у ее предшественников. Однако, данный способ естественной сушки пригоден не для каждой местности. Если вблизи помещения для сушки находится водоем, то влажность воздуха не позволит высохнуть дереву. В таком случае велика вероятность, что оно вберет в себя еще больше влаги и разбухнет.

Использование метода ускоренной сушки оправдан также далеко не в каждом случае. Большую роль играет тип древесины и ее начальная влажность. Для организации ускоренной сушки могут использоваться газовые колонки или котлы, электрические нагреватели или тепловые пушки. В каждом из этих случаев требуется соблюдение технологии просушивания, иначе сырье испортится.

Обработка дерева требует большой ответственности. Если один из этапов технологического процесса будет выполнен неправильно, вся партия пиломатериалов будет иметь дефекты или слабые места. Это может принести большой ущерб на строительной площадке и сильно затянуть сроки.

Источник