Вакуумная сушка древесины: Вакуумная сушка бруса, древесины своими руками

Вакуумная сушка бруса, древесины своими руками

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
• небольшая загрузка, примерно 5-8 м³. 

В подобных устройствах лесоматериалы сушатся на протяжении одного-двух дней. Например, чтобы высушить 40 м³ 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 м³ 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.

Традиционная сушка					Вакуумная сушка
Кол-во суток	Рпотреб., кВт/ч	Гарант. брак, %	t, °С	Гарант. влажность, %	Кол-во суток	Рпотреб., кВт/ч	Гарант. брак, %	t, °С	Гарант. влажность, %
7	10 000	20	150	15	1	500	5	50	10

Вакуумная сушильная камера «Оптима» 8 куб.м — ТПК «Высота»

Назначение установки

Установка предназначена для сушки пиломатериала как хвойных, так и лиственных пород древесины в условиях вакуума.

Управление процессом сушки осуществляется в ручном и автоматическом режиме.

Конструкция установки

Вакуумная камера представляет собой стальной резервуар в форме прямоугольного

параллелепипеда с открывающейся крышкой на торце, в котором находятся нагревательные пластины, соединенные с подающим и обратным коллекторами посредством резинотканевых или силиконовых рукавов. Под днищем резервуара закреплена емкость в форме трубы для сбора образующегося в процессе сушки конденсата. Для создания разрежения к резервуару посредством гибкой подводки подсоединен вакуумный насос, приводимый в действие через клиноременную передачу от электродвигателя. Агрегаты вакуумной системы размещены на раме, устанавливаемой отдельно. Циркуляция теплоносителя в нагревательных пластинах через коллектора обеспечивается водяным насосом, расположенным в блоке с электрическим котлом и необходимой арматурой на металлоконструкции камеры. Присоединение насосного блока циркуляции к коллекторам осуществляется с помощью трубопроводов Ду 32.

Погрузка и выгрузка нагревательных пластин при наличии осуществляется с использованием рельсового механизма, при отсутствии средств механизации — вручную.

Технические характеристики установки

-Питание – 3 — фазное, напряжение 380 В, 50 Гц; мощность -24 кВт не более. (для варианта с электрокотлом), без котла максимальная мощность 5 кВт

-Условия размещения — отапливаемое помещение в габаритах-ДхШхВ=16х8х3,5 м, не менее.

-Обслуживающий персонал — ответственный за эксплуатацию — 1 чел. ИТР; при загрузке/разгрузке

— 2 чел. разнорабочих.

— Внутренние размер камеры 1500*1500*6500 мм

— Количество и размеры нагревательных пластин — 40 шт.- ШхДхВ=1300х3000х10 мм.

— Полезный объем выкатного поддона 10 м. куб. (ДхШхВ 6300х1300х1300

— Наибольшая толщина загружаемого пиломатериала влажного (до сушки)/сухого – 220/215 мм.

— Наибольшая длина пиломатериала — 6200 мм.

— Максимально допустимая температура нагрева- 90 0С.

-Значение рабочего вакуума — 0,55 — 0,65 бар.

-Уставки срабатывания в системе нагрева и циркуляции:

реле минимального давления — 0,5 бар,

сбросной предохранительный клапан — 3,0 бар,

аварийный термостат котла — (92-100,0) 0С.

-Рекомендуемое давление в системе нагрева и циркуляции — 0,6 — 1,5 бар.

Основные узлы вакуумной системы:

1. Вакуумная камера

Габаритные размеры камеры ШхВхД, мм : 1680х1800х6700

Внутренние размеры камеры ШхВхД, мм : 1515х1515х6500

Толщина стенок камеры, мм : 4

Количество вертикальных ребер жесткости  на сторону, шт: 14

Количество горизонтальных ребер жесткости на сторону, шт: 3

Вес вакуумной камеры, не более, кг: 3000

Защитное покрытие поверхности камеры:  на основе полиуретана

2. Система охлаждения вакуумной камеры:

Змеевик охлаждения, шт: 2

Габаритные размеры ШхВхД, мм: 20х1200х6000

Объем системы охлаждения, л: 100

Циркуляционный насос: VRS 25/6-180

3. Система нагрева древесины

Нагревательные панели, шт: 40

Габаритные размеры панелей, ШхВхД, мм: 1250х20х3000

Объем системы нагрева, л: 200

Типа нагрева: внешний теплогенератор

Циркуляционный насос: Dab B 50/250. 40 M

Коллектор системы нагрева, шт: 3

Соединительные шланги, шт: 112

Подводная арматура, диам, мм: 50

Автоматический воздухоотводчик, шт: 1

Индикатор температуру нагрева. шт: 2

Индикатор давления, шт: 1

Быстроразьемные соединения, шт: 2

Тип БРС: Камлок ду 50

4. Блок вакуумного насоса.

Водокольцевой вакуумный насос ВВН 1-0,75

Мощность двигателя ВН, кВт: 2,2

Производительность ВН, л/мин: 750

Циркуляционный насос: VRS 25/6-180

Вакуумметр с электроконтактной группой, шт: 1

Обратный клапан, шт: 1

5. Система автоматисечкого отвода конденсата.

Габаритные размеры емкости, ШхВхД, мм: 325х325х1000

Объем емкости, л: 100

Поплавковый датчик уровня, шт: 1

Электромагнитный соленоид, шт: 3

6. Шкаф управления системой

Контроллер управления режимами сушки, шт: 1

Контроллер управления системой сброса конденсата, шт: 1

Блок индикации влажности древесины, шт: 1

Блок управления системой охлаждения, шт: 1

Блок управления циркуляционными насосами, шт: 1

7. Выкатной поддон

Габаритные размеры ШхВхД, мм: 1300х1300х6500

Время сушки в часах в вакуумной камере по породам древесины:

Влажность, %	12-15		6-8
Толщина, мм	30	50	30	50
Сосна	18	24	60	72
Береза	18	24	60	72
Лиственница	36	48	96	120
Ясень	168	192	240	288
Дуб	168	192	240	288

 

---

---

Посмотрите водео ролик и узнайте больше информации всего за несколько минут:

---

Задайте вопрос специалисту:

Вакуумная сушка древесины — сушилки для пиломатериалов

Технологии в переработке древесины не стоят на месте. Все больше предприятий уходит в глубокую переработку. Тут и встает вопрос выбора наиболее эффективной сушильной камеры.

Это необходимо для этого, чтобы существенно повысить качества пиломатериала, увеличив его прочность, долговечность и наделив привлекательными характеристиками внешнего вида. Но далеко не каждая сушильная камера отвечает требованиям современных предприятий. При некоторых видов камер лишь 20-30 % влаги удаляются из древесины.

А это никак не вписывается в рамки понятия качественный пиломатериал, тем более, когда речь идет о столярных изделиях и погонаже.

Чтобы правильно подобрать оборудование для сушки древесины, необходимо руководствоваться, прежде всего, требованиями заказчика и первоначальным состоянием пиломатериала.

Плюсы вакуумных сушильных камер

Если он был спилен при влажности в 90%, то и распределенная влажность будет довольно высокой, поэтому сушка займет уйму времени, если пользоваться камеры традиционного типа. Все системы с воздушным обдувом выполняют удаление влаги сравнительно долго, при этом часто пиломатериал сильно крутит и коробит.

Чтобы получить качественный пиломатериал все чаще выбирают вакуумные сушильные камеры. Эти камеры различаются по методу нагрева на 2 типа: контактный и конвективный. Контактный метод позволяет прогреть штабель на полную глубину равномерно по всей длине. Это достигается за счет использования специальных нагревательных панелей. Такой способ позволяет получить качественный пиломатериал за более короткий промежуток времени.

Конвективный способ также хорошо при вакуумной сушке дерева. Главное преимущество процесса именно в вакууме, за счет которого влага буквально высасывается из глубин древесины. Вакуумная сушка дерева позволяет более качественно и быстро удалить влагу до любого ее процентного содержания. Влажность 6-8% зачастую достигается за 3 суток. А мобильность, универсальность и простота в эксплуатации статут идеальным дополнением.

Данная вакуумная сушилка – это еще и отличный источник тепловой энергии. Вторичное тепло можно использовать для отопления производственных и складских помещений в зимний период.

Что позволит существенно сэкономить на энергозатратах. К тому же данная технология вакуумной сушки позволяет экономить и на процессе сушки древесины, т.к. при подключении котла на отходах производства электропотребление составляет около 1.5 кВт/час .

 

Выполняем вакуумную сушку древесины своими руками

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.

Основные плюсы и минусы вакуумной сушки

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.

Обратите внимание!

СВЧ-вакуумная сушка дерева

     Микроволновая технология — это инновационная и эффективная технология сушки массивной древесины крупного сечения, благодаря которой мы можем просушить брус, бревно, лафет до 10 % влажности.  

     Революционный метод сушки позволяет производить стеновой материал, который по  своим потребительским свойствам и  качеству вплотную подошел к клееному брусу, а по некоторым показателям и превзошел его. 
Кардинальное отличие нашей технологии от остальных,  в том что нагрев древесины происходит изнутри, а не снаружи, благодаря физическому воздействию на древесину двух факторов- СВЧ-волн и вакуума. СВЧ волны разогревают дерево от сердцевины к краям, а  вакуум позволяет более интенсивно «вытянуть» влагу из дерева путем превращение воды в капилляра в пар, при температурах ниже 100 градусов.  Отпадает необходимость сильно разогревать  дерево, так как сильный нагрев приводит к деформациям и созданию внутренних напряжений и как следствие  к образованию больших трещин.  На выходе мы получаем сухую древесину с минимальными трещинками. 
     Данная технология сушки древесины  имеет неоспоримые преимущества перед повсеместно распространенными  традиционными методами сушки, когда нагрев дерева происходит снаружи — конвективными, аэродинамическими, пресс-вакуумными, вакуумными.

Преимущества Микроволновой технологии сушки:

 1.     Уникальность технологии.
Микроволновая сушка позволяет просушить большой массив древесины (брус, оцилиндрованное бревно, лафет и т.д.) до 10 % влажности в сжатые сроки.

 2.     Скорость сушки. 
Микроволновая сушка, позволяет просушить крупную  древесину в сжатые сроки. Например: Срок сушки, бруса 200х200 мм. объемом 6-7 м3, в СВЧ — вакуумным методом, составляет от 2 до 4 суток, любым другим способом около 1-2 месяцев.  

 3.     100 % дезинфекция.
Микро волны уничтожают всевозможных вредителей древесины, не зависимо от их местонахождения на поверхности или внутри древесины.

 4.     Экологичность. 
При производстве сухой древесины не используется фенол, формальдегид и другие всевозможные химические соединения

 5.     Без усадки.
Заказав и построив дома из сухой древесины, нашего производства, Вы можете сразу приступать к отделке вашего деревянного дома, т. к. усадка дома минимальная, в отличии от древесины естественной влажности.

 6.     Легкость монтажа. 
За счет веса (сухая древесина более легкая), стабильности материала (нет кручений, деформаций и т.д)  

  Хотите стать обладателями  действительно сухого массива дерева, то обращайтесь в компанию MG-GROUP. На данный момент  на территории России найдется всего 2 предприятия обладающие подобной технологией.

---

То что раньше казалось фантастикой, сейчас реальность.

убедитесь сами посмотрев видео ниже или нашем youtube канале 

Сушка древесины | Справочник | Лесоматериалы

Все способы профессиональной сушки древесины — конвективная, атмосферная, вакуумная, СВЧ, камерная.  Сушка древесины конденсационным способом и сушка древесины инфракрасным способом.

  

Выбор способа сушки древесины и сушильного оборудования определяется рядом факторов: породным и сортиментным составом высушиваемых пиломатериалов, стоимостью энергоносителя, необходимой производительностью, производственными условиями и инвестиционными возможностями потребителя. То есть, если раньше при стабильных ценах для технико-экономического обоснования проекта достаточно было двух-трёх обобщающих факторов, то сегодня нужен расчёт в каждом конкретном случае.

В настоящее время результаты изучения рынка сушильных камер показывают, что среди предлагаемых камер 90—95% — классического типа: конвективные с различными системами приточно-вытяжной вентиляции и видами теплоносителя. Их преимущества: малые капитальные затраты, простота процесса, удобства технического обслуживания.

Основными элементами таких сушилок являются: циркуляционное оборудование (вентиляторы), система нагрева (калориферы), система управления (регуляторы).

Вентиляторы должны обеспечивать необходимую скорость и равномерность распределения сушильного агента по материалу для различных пород с целью получения высшего качества и оптимальной продолжительности процесса сушки древесины. Для побуждения циркуляции сушильного агента используют осевые и, в отдельных случаях при большом сопротивлении, центробежные вентиляторы. К этому оборудованию должны предъявляться жёсткие требования по его надёжности при эксплуатации в среде с высокими температурой и влажностью.

Сушка древесины — длительный и энергоёмкий процесс. Тепловая энергия для сушилок вырабатывается в котельных. Тепловым носителем здесь является пар или горячая вода. Электроэнергию вследствие её дороговизны используют редко, хотя в последнее время этот вид энергоносителя становится всё популярнее.

За рубежом для выработки тепловой энергии в основном используют установки для сжигания древесных отходов (опилок, щепы, коры, стружки).

Параметры среды в сушильных камерах, как правило, измеряют психрометром. Управление и регулирование осуществляется автоматически.

Наряду с традиционными конвективными камерами определённое распространение получили вакуумные и конденсационные сушилки.

Вакуумные сушилки целесообразно использовать для сушки древесины твёрдых лиственных пород (дуб), крупных сечений (50 мм и более), когда скорость сушки является важным фактором. При покупке таких камер нельзя забывать о больших капитальных вложениях.

Конденсационные сушилки используют в тех случаях, когда электроэнергия как энергоноситель более дешёвая по сравнению с другими видами. КПД таких сушилок наиболее высок при температуре сушильного агента до 45°С. При этих параметрах себестоимость небольшая, зато срок сушки значительный.

В последнее время произошли значительные изменения в организации, технике и технологии сушки древесины. Если раньше основной объём сушки древесины приходился на крупные деревообрабатывающие и лесопильные предприятия, где сооружались большие сушильные цеха, то сейчас основная масса древесины перерабатывается на малых предприятиях, потребность которых может быть обеспечена одной-двумя камерами небольшой загрузочной ёмкости. Многие малые компании пытаются реконструировать устаревшие камеры или даже создают самодельные простейшие сушильные устройства, которые не могут обеспечить качественной сушки материала. Вместе с тем, рынок предъявляет всё более жёсткие требования к качеству изделий из древесины.

Низкое качество сушки древесины, обусловленное неудовлетворительным техническим состоянием сушилок и слабой технологической подготовкой обслуживающего персонала, приводит к скрытому браку — неравномерному распределению конечной влажности, который долгое время может оставаться незамеченным и сказаться тогда, когда изделие уже находится в эксплуатации.

Современные лесосушильные камеры как отечественного, так и зарубежного производства позволяют достичь высокого качества сушки древесины. Они оснащены системой автоматического управления процессом и являются сложным комплексом оборудования, требующим квалифицированного обслуживания.

 

Атмосферная сушка

 

Атмосферная сушка является наиболее доступным способом обезвоживания древесины. Известно, что атмосферно высушенная древесина может эксплуатироваться многие столетия, если её повторно не увлажнять.

Атмосферная сушка является наиболее дешёвым способом, и раньше она была основной на лесопильных предприятиях. Она не требует таких капитальных затрат, как камерная, но для неё нужны большие площади и большой запас материала.

Основным недостатком атмосферной сушки является то, что процесс неуправляем: в районах с повышенной влажностью воздуха повышается вероятность поражения пиломатериалов грибами, а на юге (от сильной жары) — растрескивания.

Разложение древесины грибами происходит при её влажности выше 22%, и это граничное значение (22%) считается «пределом биостойкости».

Правила атмосферной сушки и хранения пиломатериалов регламентированы государственными стандартами: для пиломатериалов хвойных пород — ГОСТ 3808.1-80; для пиломатериалов лиственных пород — ГОСТ 7319-80.

По правилам, атмосферная сушка проводится в штабелях, укладываемых на специальных фундаментах (высотой 550 мм при грунтовом покрытии или 200 мм при бетонном или асфальтном покрытии подштабельной территории, если высота снежного покрова обычно не превышает 250 мм). Фундамент выполнятся, как правило, из железобетонных опор площадью не менее 400х400 мм. Можно использовать деревянные опоры, предварительно пропитав их антисептическим составом. Расстояние между центрами опор должно быть 1,0-1,7 м по длине и 1,3—1,4 м по ширине штабеля.

Состояние сушильного агента (воздуха) нестабильно, на него оказывают влияние климатические условия, время года и суток. В результате взаимодействия воздуха и высыхающей древесины на складах создаётся своеобразный микроклимат: воздух имеет пониженную температуру, повышенную влажность и небольшую скорость циркуляции. Поэтому процесс атмосферной сушки длительный. Древесина высушивается до влажности 12—20% в зависимости от климата (температуры и влажности воздуха), породы и толщины материала.

Можно ускорить процесс путём применения более разреженной укладки, размещения штабелей в соответствии с господствующим направлением ветра, или принудительной циркуляцией воздуха с помощью вентиляторов. Ускорение сушки, с одной стороны, сильно снижает возможность появления химических и прокладочных окрасок, синевы и гнили, но с другой стороны, способствует снижению относительной влажности воздуха, что приводит к увеличению остаточных напряжений. Ускоренная атмосферная сушка позволяет довести материал до влажности 20—30% за время, составляющее от 1/2 до 1/4 продолжительности обычной атмосферной сушки.

Для снижения вероятности заражения древесины грибами и плесенью в начальный период её необходимо защищать антисептиками. Сам процесс осуществляется опрыскиванием, т. е. поверхностным нанесением или глубокой пропиткой, путём окунания досок и пакетов в автоклавах.

Схема штабеля для естественной сушки и хранения пиломатериалов:

А — Основание штабеля (подстопные места)
В — Штабель пиломатериалов с перекрестной укладкой
С — Инвентарная крыша (досчатые фермы, досчатые, скрытые рубероидом, щиты кровли)
D — Вентиляционная шахта
F — Штабель
а — Прижимные брусья (или бревна диаметром до 18 см)
b — Тяжи (проволока диаметром 3 — 4 мм)
c — Скрутки
d — Вынос кровли; одновременно — размеры (min) подготовленной площадки 

 

Вакуумная сушка

 

Технология вакуумной сушки под давлением была изобретена в 1964 году. Сегодня в мире работает более 600 сушилок данного типа.

Вакуумная пресс-сушилка состоит из стальной нержавеющей камеры, которая внутри полностью герметична. Верх камеры закрыт эластичным резиновым покрытием в металлической рамке.

Доски укладываются внутрь камеры слоями, чередуясь с алюминиевыми нагревательными пластинами. Водяная помпа обеспечивает циркуляцию горячей воды внутри этих пластин. Вода нагревается внешним бойлером. Жидкостная вакуумная помпа обеспечивает вакуум внутри камеры.

После того, как древесина загружена в сушильную камеру, оператор устанавливает на панели управления параметры сушки: уровень вакуума (давление), температуру нагревательных пластин.

Практически каждая порода древесины требует своего уровня вакуума, который не изменяется на протяжении всей сушки. Изменяется только температура нагревательных пластин (параметры температур даны в таблицах производителя). Для программирования сушки и управления параметрами можно использовать микропроцессор.

Рассмотрим процесс сушки, состоящий из трех этапов:

1. Прогрев при атмосферном давлении.

2. Сушка нагреванием в вакууме.

3. Кондиционирование и охлаждение.

Прогрев. После того, как древесина уложена в камеру, переложена нагревательными пластинами и накрыта резиновым покрытием, начинается этап прогрева. Горячая вода, циркулируя в пластинах, нагревает древесину без включения вакуумной помпы. Влага в древесине не закипает, поскольку температура ниже 100°С, и следовательно, не происходит повреждения поверхности древесины.

Сушка. Когда температура внутри древесины достигает уровня, необходимого для сушки, включается вакуумная помпа, которая выкачивает воздух из камеры. В этом случае не происходит повреждения поверхности древесины, поскольку влага внутри древесины, двигаясь к поверхности, увлажняет её. Резиновое покрытие под воздействием атмосферного давления прижимает к полу камеры штабель древесины. Благодаря этому воздействию, доски делаются абсолютно ровными. Под воздействием высокой температуры и высокого уровня вакуума вода с поверхности древесины испаряется. Затем влага, как сконденсированная на стенках камеры, так и в виде пара, откачивается вакуумной помпой. Когда влажность древесины достигает установленного конечного значения, сушка переходит в фазу кондиционирования.

Кондиционирование и охлаждение. Нагревание пластин отключается, но вакуум в камере сохраняется. В этом случае древесина остывает под давлением пресса (1 кг/см2). После того, как древесина остыла достаточно, сушилка выключается.

Например: бук толщиной 32 мм высыхает в этих камерах до влажности 8% за 29 ч, а сосна толщиной 25 мм всего за 17 ч. Таким образом, вакуумные пресс-камеры сушат в 8—10 раз быстрее обычных и особенно эффективны при сушке толстых заготовок из ценных пород дерева, которые при сушке обычным способом могут давать трещины. Они занимают немного места, не нуждаются в фундаменте и расходуют намного меньше тепла. Объём камер (0,3—10 м3) позволяет использовать их на предприятиях с небольшим суточным объёмом производства.

Это даёт производителям неоценимое конкурентное преимущество — гибкость. Представьте себе, что к вам обращается клиент, который хочет купить лестницу из ясеня. Ему нужен всего 1 м3 высушенного материала. В случае с традиционной сушилкой объёмом, допустим, 50 м3 выполнить этот заказ теоретически возможно, а на практике — маловероятно. Ведь нужно ещё найти клиентов на 49 м3 сухого ясеня, купить 100 м3 круглого леса, распилить его и сушить не менее 30 дней. С вакуумной пресс-сушилкой объемом 1, 3 или 5 м3 вы в состоянии выполнить этот заказ за 4—5 дней. Таким образом, можно успешно конкурировать с крупными деревообрабатывающими комбинатами, работая в современных условиях с индивидуальными потребностями клиентов.

Но всё же имеется ряд существенных недостатков: большая трудоёмкость погрузо-разгрузочных работ; значительная неравномерность распределения конечной влажности по толщине материала и, соответственно, большие внутренние напряжения, малая вместимость камер. В силу этих причин вакуумно-кондуктивные камеры не получили широкого применения в промышленности, но в последнее время становятся всё более популярными. Этот способ является наиболее перспективным среди способов, направленных на ускорение процесса сушки.

Чтобы избавится от вышеперечисленных недостатков, с 1975 г. используются вакуумные сушилки с нагревом горячим воздухом. Характеристикой этого агрегата является конвекционная нагревательная система с вентиляцией, перпендикулярной по отношению к штабелю: поток воздуха, нагретый на внутренней стенке, перемещается мобильным соплом; под воздействием вращения этого сопла древесина подвергается нагреву с периодической сменой вакуумных фаз. То есть материал сначала прогревают, а потом вакуумируют. В древесине, нагретой до температуры кипения воды, происходит выкипание свободной воды из полостей клеток. Образовавшийся пар удаляется из материала под действием избыточного давления. После прекращения парообразования, т.е. охлаждения древесины, её вновь нагревают, и цикл многократно повторяют до достижения требуемой конечной влажности. Продолжительность циклов и их параметры зависят от породы, толщины и влажности материала. Такой способ даёт сокращение продолжительности процесса в 4 — 5 раз по сравнению с классическим конвективным способом при высоком качестве сушки.

Промышленные сушилки этого типа нашли распространение в производстве, работающем на толстом и трудно сушимом пиломатериале (из твёрдолиственных пород). Простая полуавтоматическая система позволяла управлять процессом сушения. В дальнейшем объединение двух одинарных сушилок в единый «тандем» дало заметное сокращение энергозатрат. Самая последняя сушилка — «Голиаф» — наконец позволила достичь цели: размеры загрузки составили 2,5х2,5 (3) м, полезная длина 13, 6 м и даже более.

Новые дорогостоящие вакуумно-термические сушильные камеры выпускаются такими компаниями, как WDE (Италия), Brunner и Lauber (Германия), IWT (Германия-Канада), причём камеры последней — с возможностью получения цветовой гаммы просушенного пиломатериала.

А вот сушилки фирмы Lauber предлагаются в тех случаях, когда для сохранения окраски дерева процесс сушки должен проходить быстро: например, для строительных лесоматериалов или для лиственных пород древесины. Сушилки «Мальбок» (Lauber) работают по технологии горячего пара. Процесс протекает без воздуха, в камере находится только водяной пар. Так как точка кипения воды в вакууме значительно ниже, процесс намного ускоряется. Для реализации различных технологических вариантов (обычная сушка, сушка без потребления воды или сушка вымораживанием) сушилки изготавливаются по специальному заказу. Объём загрузки камер — 1—30, а для сушки воздухом — 60, 100 или даже 1000 м3 пиломатериалов.

При эксплуатации сушилок часто возникает проблема снижения высоких энергозатрат. Например, на 100 м3 елового материала с исходной влажностью 80% при традиционной сушке до конечной влажности 10% необходимо в среднем израсходовать 30000 кВт/ч за всё время процесса. Отработанный воздух обычно выходит через выходной клапан наружу. В сушилке типа «Тандем» происходит иначе: в ней есть приспособление, очищающее отработанный воздух от влаги, забранной у древесины. Тепловую энергию сухого отработанного воздуха можно использовать далее: для отопления помещения или, опять же, для сушилки.

Основой всех агрегатов является алюминиевая конструкция с толстыми внутренними стенками с изоляцией из минваты. Внешний кожух выполнен из алюминиевого гофрированного листа.

При вакуумно-диэлектрическом способе сушки нагрев материала до 45 — 50°С осуществляется за счёт энергии высокочастотного электромагнитного поля при постоянном вакууме. Древесина находится в среде почти чистого пара малого давления, благодаря чему процесс происходит при малом перепаде влажности по толщине сортиментов и незначительных внутренних напряжениях.

Продолжительность сушки в этом случае уменьшается в 10 — 12 раз. Однако стоимость при таком способе достаточно большая из-за дороговизны и сложности оборудования и больших энергозатрат. И из опыта эксплуатации вакуумно-диэлектрических камер следует, что пока не удалось достичь хорошего качества сушки: материал из-за неравномерности электромагнитного поля имел очень большой разброс конечной влажности.

Поскольку температура кипения воды в вакууме ниже, чем при атмосферном давлении, то, создавая вакуум глубиной 0,9 кг/см2, температуру сушильного агента снижают до 40— 45°С. Таким образом, можно вести интенсивный и, вместе с тем, низкотемпературный процесс сушки при полном сохранении природных свойств древесины. Если сушить при постоянном неглубоком вакууме (0,2 кг/ см2) и одновременном конвективном нагреве, то это даёт также хорошее качество. Продолжительность процесса при этом не уменьшается, а соответствует конвективной сушке. Себестоимость сушки в три раза меньше за счёт использования теплоты конденсации испаренной воды и применения низких температур сушильного агента.

В общем, основываясь на анализе вышеупомянутых результатов, можно утверждать: сушилка типа «Голиаф» — это агрегат большой производительности, удобный для обработки больших размеров; значительно сокращая время сушки, по сравнению с обычной сушилкой, «Голиаф» позволяет существенно сократить количество древесины на складе и быстро реагировать на запросы рынка; значительное снижение расходов понижает стоимость сушения; что касается периода амортизации, сушилка может работать гораздо более длительное время. Поскольку камера из нержавеющей стали очень долговечна, это может принести дополнительную прибыль до истечения срока амортизации и будет иметь высокую рыночную и остаточную стоимость после него.

 

Сушка в СВЧ

 

СВЧ-сушка аналогична диэлектрической сушке токами высокой частоты (ВЧ = 25 МГц). Проводится на более высоких частотах 460, 915— 2500 МГц. Поэтому энергия СВЧ-поля передаётся в древесину путём излучения свободных, не связанных линией передачи энергии (контуром) колебаний в пространство герметичной металлической камеры, где располагается штабель пиломатериалов. В этом случае взаимодействие электромагнитного поля с древесиной максимально и не зависит от характеристик древесины и нагрузочных способностей генераторов. Генераторы пространственно разнесены с высушиваемым материалом. Условия сушки близки к оптимальным.

Достоинства. Качество сушки близко к естественному, высокая скорость сушки, энергозатраты средние: 550 кВт/ч на 1 м3 сосны, 2000 кВт/ч на 1 м3 дуба. Не требует коммуникаций, мобильна, имеет малые размеры. Универсальна, способна высушивать любые диэлектрические материалы: лекарственные травы, ягоды, фрукты, овощи, керамику, удобрения и т.д.

Недостатки. Высокая стоимость магнетронных генераторов и малый ресурс их работы (около 600 ч). Большие энергетические затраты. Трудность контроля процесса (над температурой среды и древесины, в силу специфики микроволновой энергии). Частота случаев возгорания материала изнутри. Малый объём одновременно высушиваемых пиломатериалов: объём загрузки — до 7 м3 для хвойных пород и до 4,5 м3 для твёрдолиственных. Комбинированный СВЧ-способ ещё мало изучен, и режимы сушки не отработаны.

Характер процессов, происходящих при сушке пиломатериалов в СВЧ-печи (СВЧ электромагнитном поле) не отличается существенно от сушки другими методами. Отличие состоит лишь в способе нагрева пиломатериалов. Поэтому, как и при других способах, процесс подразделяется на четыре этапа.

Первый этап — разогрев с отпариванием. При СВЧ-сушке связан с нагревом заложенного объёма пиломатериалов и находящегося в них объёма воды до температуры 55— 60°С, при которой начинается сушка. Одновременно с этим при отключенной вентиляции вытяжки идёт увеличение влажности воздуха в сушильной камере до 100% и более. Это обеспечивает отпаривание древесины. Последнее необходимо для снятия имевшихся в древесине напряжений и улучшения влагопроводности поверхностных слоёв пиломатериалов. Для рекомендуемых объёмов закладки и располагаемой энергетики СВЧ-печи длительность первого этапа составляет 6— 8 ч. Характерными признаками конца первого этапа являются накопление в сушильной камере воды в виде капель на стенках и даже небольших луж.

Второй этап — собственно сушка с выпариванием основной влаги; является логическим продолжением первого этапа. Сущность этого этапа — удаление интенсивно выделяющейся влаги из пиломатериалов при их дальнейшем нагреве. Величина подъёма температуры при этом может составлять всего 5— 10°С, т. е. 60— 70°С в конечном итоге. Для удаления большого количества выделившейся влаги из камеры вентилятор работает в усиленном режиме. Далее, с выпариванием основного объёма влаги из слоистых структур древесины начинаются процессы выпаривания влаги из клеточных структур (обычно это наступает при влажности древесины 24— 30%). Интенсивность выхода влаги при этом существенно замедляется. Подаваемая к пиломатериалам энергия начинает всё больше тратиться на их нагрев, что приводит к возрастанию температуры до значения, заданного оператором. Усиленный режим работы вентилятора в этих условиях может привести к снижению влажности до низких уровней порядка 25— 30%, что затрудняет выход влаги с поверхности. Таким образом, нарастание температуры пиломатериалов до заданной величины может служить критерием для перехода к третьему этапу (для задания нового значения температуры и режима работы вентилятора вытяжки).

Третий этап — досушка пиломатериалов до нижнего (заданного) порога влажности. Он характеризуется сушкой в жёстких режимах, прежде всего температурных. Целью введения таких режимов является эффективное и быстрое удаление клеточной влаги. Для поддержания хорошей влагопроводности поверхностных слоёв древесины уровень влажности в сушильной камере должен быть вновь высокий, порядка 70%. С этой целью вентилятор вытяжки переводится в нормальный режим работы, а температура сушки поднимается на 5— 10°С.

Необходимо осознавать, что длительная сушка пиломатериалов в жёстких режимах, особенно трудносохнущих пород (дуб, ясень), может привести к потемнению древесины и к внутренним трещинам в ней. Критерием окончания третьего этапа является достижение требуемого уровня влажности.

Четвёртый этап — охлаждение пиломатериалов до температуры внешней среды. Это производится вне СВЧ-сушки, и тем самым повышается производительность:

до 210 м3/мес. — хвойные породы;
180 м3/мес. — берёза, лиственница;
до 100 м3/мес. — дуб, бук, ясень.

Общая средняя продолжительность нахождения пиломатериалов в СВЧ — 20— 24 ч при WM4 = 48-55%, WKOS = 6— 8%. Для твёрдолиственных пород — дуб, бук, ясень — показатели иные.

Охлаждение проводится естественным путем без выгрузки пиломатериалов из камеры. СВЧ-печь отключается, створки дверей приоткрываются, пиломатериалы остывают за счет конвекции. Разность температур пиломатериалов и внешней среды при выгрузке не должна быть более 20°С. Обычно длительность остывания пиломатериалов составляет 5— 6 ч.

Следует отметить, что выделение описанных выше этапов условно и их длительность и соотношение определяются многими факторами: видом и сортиментом древесины, начальной влажностью, начальной температурой пиломатериалов, объёмом закладки. Очевидно, что при начальной влажности этапа 30— 40% сушка по условиям второго этапа может и не проводиться, а длительность первого этапа будет меньше. Все эти особенности необходимо учитывать и сверять с реальными параметрами процесса сушки по указанным критериям.

Сушка сосновых пиломатериалов. Сосна в силу своего строения (слоистая структура с длинными продольными волокнами и капиллярами) и химического состава (наличие в древесине скипидара) имеет хорошую влаго- и газопроводность. По этим причинам сосна может выдерживать высокие температуры до 100-120°С без внешних и внутренних физических повреждений. Согласно экспериментальным данным, значение температуры сушки сосновых пиломатериалов всех сортиментов составляет 100°С. Из-за малой плотности древесины и большой её влагоотдачи, длительности первого и второго этапов в сушке увеличиваются. Длительность первого этапа составляет 7— 8 ч, второго — до 80% всего времени сушки. Переход от второго этапа к третьему (переключение режима вентиляции вытяжки) производится при достижении температуры пиломатериалов 90°С.

Сушка буковых материалов. Бук относится к трудносохнущим видам пород древесины. При естественной сушке на воздухе бук быстро, в течение 1—2 суток, портится (синеет, поражается грибком), а также приобретает сильные напряжения (пиломатериалы закручивает в разных направлениях, появляются многочисленные трещины, наибольшие — по сердцевинной трубке). Исходя из вышеизложенного, качество СВЧ-сушки буковых пиломатериалов в сильной степени зависит от их начального качества и состояния.

Для исключения указанных недостатков распиловку бука необходимо проводить непосредственно перед сушкой, а сам бук держать в водяных ваннах.

Несмотря на высокую плотность древесины по сравнению с другими породами, бук хорошо сохнет в СВЧ-печи из-за наличия длинных продольных волокон и капилляров. Буковые пиломатериалы при СВЧ-сушке сушатся в мягких режимах с температурой не более 90°С. Посиневшие участки древесины на начальном этапе заражения грибком при СВЧ-сушке восстанавливают свой первоначальный цвет. При этом грибковые колонии погибают, а древесина стерилизуется. Переход от второго этапа сушки к третьему производится при достижении пиломатериалами температуры 80°С.

Сушка ясеневых и дубовых пиломатериалов. Дуб, ясень в силу своего строения (наличия множественных коротких переплетённых волокон по типу войлока) являются наиболее трудносохнущими породами древесины и обладают низкой влаго- и газопроводностью. При СВЧ-сушке требуют применения мягких режимов: 70— 75°С при сушке пиломатериалов с влажностью 80— 30% и 80— 85°С при сушке пиломатериалов с влажностью 30% и менее. В силу малой влагоотдачи и высокой плотности древесины динамика нагрева данных пиломатериалов в СВЧ-печах быстрее, чем у других пород. Влажность воздуха в сушильной камере необходимо держать на уровне 60— 80%. На третьем этапе досушка пиломатериалов с 30 до 8— 6% конечной влажности, особенно для сортиментов 40— 60 мм, проходит очень медленно. Причиной этому является обсыхание поверхностного слоя пиломатериалов на глубину 10— 15 мм (длину волокон) и блокирование влаги внутри. Для ускорения сушки в этих случаях применяют принудительное отпаривание (влагообработку) и подъём температуры сушки до 85— 90°С при влажности от 16% и ниже. Принудительное отпаривание проводят путём увлажнения (орошения) поверхности разогретых пиломатериалов водой из разбрызгивателя из расчёта 7— 10 л воды на 1 м3 пиломатериалов и зачехлением штабеля полиэтиленовой пленкой; сушка в таком состоянии длится 30-40 мин. Затем полиэтиленовый чехол удаляется, и сушка продолжается в обычном порядке.

Сушка пиломатериалов из ольхи. По своему строению и физическим свойствам ольха близка к сосне. Технологии сушки данных пород подобны. Различие состоит в использовании более мягкого температурного режима: температура сушки составляет 90°С.

Особенности сушки материалов с сердцевиной. Высушивание таких пиломатериалов без трещин и напряжений по сердцевине на торцах практически невозможно. Для уменьшения торцевых трещин целесообразно покрывать последние защитным слоем, ухудшающим влагопроводность в продольном направлении. С этой целью могут использоваться меловые или известковые водные растворы.

 

Камерная сушка

 

Процесс сушки происходит в конвективных камерах. Эти камеры классифицируются по следующим признакам: принципу действия, устройству ограждения, виду теплоносителя, циркуляции агента сушки.

По принципу действия различают камеры периодического действия и непрерывного. Камеры периодического действия представляют собой помещения, в которые загружается определённый объём материала, высушивается, а затем выгружается. Режимы сушки здесь изменяются с течением времени в зависимости от влажности древесины. На период загрузки и выгрузки камеры процесс сушки прекращается. Камеры непрерывного действия представляют собой помещения, туннели, в которых постоянно находится древесина, перемещаемая на вагонетках. Материал высушивается по мере прохождения им туннеля, от сырого конца к сухому. Режимы сушки изменяются по мере продвижения материала по длине камер.

Камеры непрерывного действия применяются обычно на крупных предприятиях при массовой сушке товарных пиломатериалов до транспортной влажности, а также для сушки хвойных пиломатериалов, берёзы и осины, идущих на столярно-строительные изделия, тару, сельхоз- и вагоностроение.

По устройству ограждения камеры подразделяются на стационарные и сборные. Стационарные камеры строятся на месте их эксплуатации из строительных материалов, а сборные, как правило, металлические, изготавливаются заводским способом и собираются на месте их эксплуатации.

По теплоносителю камеры различаются на паровые, электрические, водяные, газовые. В первых трёх агентом служит влажный воздух или перегретый пар, а в последнем — смесь воздуха и топочных газов.

По циркуляции воздуха различают камеры с естественной и принудительной циркуляцией. Газовые и электрические бескалориферные камеры (аэродинамические) имеют только принудительную циркуляцию.

Естественная циркуляция создаётся за счёт разности плотности нагретого и охлаждённого воздуха: горячий, более лёгкий воздух стремится вверх, а охлаждённый, тяжёлый — вниз. Поскольку воздух в силу этого циркулирует вертикально по штабелю, пиломатериалы укладываются со шпациями. Камеры с естественной циркуляцией давно устарели, хотя продолжают эксплуатироваться на ряде предприятий. Продолжать эксплуатировать такие камеры нерационально, так как они малопроизводительны, качество сушки в них низкое из-за большой неравномерности распределения конечной влажности по штабелю.

Принудительная циркуляция воздуха или газа достигается при помощи вентиляторов. Побуждение циркуляции может быть прямое — когда перемещение воздуха осуществляется непосредственно вентилятором, или косвенное (эжекционное) — когда побудителем циркуляции служит энергия струй сушильного агента, вытекающих с большими скоростями из сопл эжекторов. Эжекционные камеры были распространены в 50— 60-х гг., теперь же эта конструкция устарела. Но несмотря на большие энергозатраты на циркуляцию, большую неравномерность сушки, эти камеры продолжают эксплуатироваться.

По кратности циркуляции сушильного агента камеры могут быть с однократной и многократной циркуляцией. При однократной циркуляции сушильный агент после прохождения через штабель полностью выбрасывается в атмосферу; при многократной — воздух постоянно циркулирует по штабелю в течение всего процесса сушки и только часть его выбрасывается. В современных лесосушильных камерах используется только многократная циркуляция воздуха.

Современные лесосушильные камеры имеют прямое побуждение воздуха, создаваемое осевыми или центробежными вентиляторами.

В зависимости от направления движения сушильного агента различают камеры с вертикальным или горизонтальным кольцом циркуляции. Вентиляторные установки в камерах с вертикальным кольцом циркуляции расположены в верхней части над штабелями, а с горизонтальным — за штабелем.

 

Конденсационный способ

 

По принципу действия конденсационный способ относится к замкнутому циклу, т.е. сушильный агент совершает циркуляцию по камере без выброса в атмосферу и, соответственно, без подпитки свежим воздухом. Воздух, насыщенный влагой, отобранной из древесины, омывает холодную поверхность и охлаждается до температуры ниже точки росы. Часть влаги, содержащейся в воздухе, конденсируется, а теплота, выделенная при этом, используется для подогрева сушильного агента. В качестве охладителя используется фреон.

Теоретически конденсационный сушильный цикл с холодильником, играющим роль теплового насоса, характеризуется нулевым расходом тепла на испарение влаги. Затраты электроэнергии здесь идут на прогрев материала и теплопотери, а также на привод компрессора и вентиляторов. Для компенсации теплопотерь агрегат снабжается дополнительным калорифером с внешним электропитанием.

По данным зарубежных компаний Hildebrand, Brunner, Vanicek, энергопотребление конденсационных сушилок составляет 0,25— 0,5 кВт/ч на 1 л испаренной воды в зависимости от влажности материала, увеличиваясь при её снижении. Это примерно в два раза меньше расхода энергии в обычных сборно-металлических камерах периодического действия.

Из-за свойств фреона, который используется в качестве хладагента, в конденсационных камерах применяются низкотемпературные режимы сушки с температурой не выше 45°С. При повышении температуры сушильного агента более 45°С КПД таких сушилок понижается. Поэтому производительность их малая, так как продолжительность процесса в 2— 3 раза больше, чем в камерных сушилках. Эти сушилки следует использовать в тех случаях, когда электроэнергия является наиболее дешёвой по сравнению со всеми другими теплоносителями.

Учитывая, что этот способ даёт сокращение энергозатрат, перспективной является разработка новых конденсационных сушильных камер с холодильными установками на хладагенте, позволяющем применять нормальные режимы сушки.

Отечественных конденсационных сушилок пока нет. Из импортных можно рекомендовать сушилки следующих компаний: Vanicek, Hildebrand-Brunner, Nardi. 

 

Современный способ сушки древесины инфракрасной сушилкой видео

 

Сушка древесины (март 2022) — vipidei.com

Для чего это нужно?

Процесс заготовки древесины включает операцию сушки. Она предотвращает образование дефектов в материале в будущем и его повреждение. Происходит процедура в специальной камере. Любое предприятие по заготовке леса не обходится без нее. Чаще всего применяется вакуумная сушка древесины. Она имеет ряд преимуществ перед другими способами. Например, короткое время процесса, равномерная обработка всего материала и простота в монтаже и демонтаже установки.

Дерево – это живой организм. Как и другие органические соединения, оно содержит воду. Только что спиленная древесина имеет влажно больше 30%. Чтобы использовать ее в дальнейшем для нужд строительства или изготовления поделок, лишнюю влагу нужно удалить. Избыток воды в материале может быть разный. Нормы его зависят от того, где планируется использовать древесину. Для изготовления музыкальных инструментов, спортивного инвентаря и паркета устанавливают влажность на уровне 6-8%. Если сырье будет подвергаться дальнейшей переработке, то достаточно оставить в нем 20% влаги. Для изготовления конструкций зданий и отделочных материалов параметр контролируют на уровне 8-15%.

Технология сушки древесины

Вакумная сушка

Процесс сушки древесины состоит из нескольких этапов. Сначала ее выпаривают с поверхности материала, а потом из его внутренней части. Первыми высыхают тонкие места, потом влага движется к ним из более толстых слоев. Если нарушить процесс, то тонкие слои начинают смещаться и материал разрушается. Чтобы этого не происходило, заготовки обрабатывают специальной смесью. Ее делают из олифы и мела. Полученным составом обрабатывают торцевые части заготовок. Они обычно всегда имеют форму равносторонней геометрической фигуры.

Ускоренный режим сушки – это отличительная черта вакуумной сушильной камеры. Известно, что вода начинает испаряться при кипении. В камере создается очень низкое давление. Благодаря этому вода закипает при более низких температурах, чем обычно. Так время процесса значительно снижается.

Еще один существенный плюс – вакуумная сушка значительно экономит электроэнергию. Нагрев происходит контактным способом. Температура внутри

камеры и давление, регулируются автоматически. В камере поддерживается вакуум с отметкой 0,95 МПа. Он обеспечивает протекание тепло-массобменного процесса. Из древесины выделяется влага в виде пара. После сушки получается сырье, с заданным уровнем влажности. В процессе оно полностью сохраняет свою структуру – не разрушается.

Такая сушка позволяет исключить применение вентиляторов. Системы увлажнения также не нужны. В камерах не применяют ни сухие, ни мокрые термометры. Внутри устанавливаются датчики влажности. Управление ими производится из вне. Вся система управления обычно расположена в отдельном тамбуре.

Вакуумные установки часто используют для обработки дорогих пород сырья: венге, дуба, палисандра, тика, ангера. В них используется нагревательный элемент конвекторного типа. Максимально воздух в камере нагревается до +65 градусов. Однако процесс испарения влаги начинается уже при 45,5 градусах. В процессе полностью исключается воздействие высоких температур. Древесина практически не разрушается.

Внутри дерева происходят все структурные изменения, сопровождающие сушку. Сначала влага испаряется с поверхности, затем изнутри подступает снова к поверхности и так, до 250 раз за все время. По всей поверхности сырья допускается перепад показателя влажности в 0,5-1,5%.  Вот некоторые показатели, при которых работает вакуумная сушка:

Показатель	Показатель, единица измерения
Удаление воды	180-300 л/м.куб
Потребление электроэнергии	2,82 кВт/м.куб
Потребление тепла	129-762 Ккал/м.куб
Источники энергии:
топливо	16 л/м.куб
электричество	151 кВт/м.куб
отходы дерева	43 Кг/м.куб

Строим сушку своими руками

Не всегда предприниматель может купить дорогостоящее оборудование и использовать вакуумную технологию. Для начала есть более простые методы. Сушка древесины осуществляемая своими руками происходит также в сушильных камерах. Для ее обустройства понадобится само помещение, хороший утеплитель и вентилятор.

Конструкция камеры для сушки своими руками предполагает, что одна стена и потолок будут выполнены из железобетона. Остальные элементы можно выполнить из дерева. Стены утепляют пенопластом, обделывают вагонкой и устилают фольгой. В качестве отражающего материала можно использовать пенофол. Он также хорошо отражает тепло и помогает сохранить его внутри камеры.

Мобильная сушильная камера.

Дальше монтируется нагревательный прибор. Чаще всего используют радиатор отопления. Его мощность должна позволять нагреть воду до 65-90 градусов. Вся система монтируется отдельно от других отопительных контуров. Она должна работать постоянно, независимо от времени года. Часто используют электрические и газовые приборы. Вентилятор необходим для равномерного распределения воздуха в камере. Без этого невозможно высушить материал своими руками равномерно.

Так же нужно будет построить систему погрузки пиломатериалов в камеру. Обычно они имеют большие размеры и немалый вес. Удобно загружать доски на тележках, двигающихся по рельсам или вилочным погрузчиком. Внутри камеры материал укладывают на полки или просто на пол. Еще обязательно нужно установить приборы контроля над процессом, который будет проводиться своими руками. Без этого невозможно правильно высушить древесину, чтобы она в дальнейшем имела товарный вид и присущие ей свойства.

При строительстве сушильной камеры своими руками нужно придерживаться таких правил:

1	Температура в камере должна меняться постепенно и плавно.
2	При строительстве должны быть соблюдены все меры пожарной безопасности.

При строительстве сушки своими руками главное – это добиться поддержания внутри ее необходимых по технологии параметров. Материалы и оборудование, которые будут использоваться при этом, не имеют значения. Сушить древесину в такой камере, построенной своими руками, нужно будет от одной до двух недель.

Вакуумная сушка древесины — современный уровень техники

Технологию сушки древесины можно классифицировать по способу передачи тепла древесине или по способу удаления влаги из сушильной камеры. По способу передачи тепла древесине технологии вакуумной сушки можно разделить на методы кондуктивного нагрева, такие как вакуумная сушка горячими плитами; методы конвекционного нагрева, такие как вакуум перегретого пара и циклическая вакуумная сушка; и вакуумная сушка с диэлектрическим нагревом, где используются радиочастоты или микроволны.Технологии сушки древесины оцениваются на основе того, насколько они сокращают время сушки, обеспечивают надлежащее качество сушки, эффективно используют энергию и имеют разумные затраты на сушку [28, 29]. В этом разделе обсуждаются основные технологии вакуумной сушки древесины и их эффективность.

Кондуктивный нагрев Вакуумная сушка

При кондуктивном нагреве тепло передается древесине путем прямого контакта с горячей поверхностью. Одной из таких технологий является вакуумная сушка «Горячая плита», при которой штабели древесины укладываются между металлическими плитами (обычно алюминиевыми), нагреваемыми протекающей через них горячей жидкостью [30].Эта система обеспечивает равномерный прогрев пиломатериала и хороший контроль используемых температур. Однако загрузка и разгрузка печи требуют много времени, если они выполняются вручную, а пластины требуют периодического обслуживания или замены, что увеличивает стоимость. Некоторые компании-производители печей предлагают автоматические системы для штабелирования пиломатериалов и нагревательных плит.

Несколько исследователей исследовали использование вакуумной сушки на горячей плите для сушки дуба, породы, склонной к растрескиванию, деформации и образованию пятен во время сушки. При вакуумной сушке дуба были достигнуты значительно более высокие скорости сушки, чем при обычной сушке, на 20–50 % короче для пиломатериалов из красного дуба толщиной 40 мм [31] и на 243–433 % быстрее для пиломатериалов из красного дуба толщиной 28 мм. Дуб толщиной два с половиной дюйма (наплавленный до 51 мм) также был высушен за 300 ч с удовлетворительным качеством [32]. Чен и Лэмб [33–35] смогли достичь скорости высыхания от 0,32 до 2,2 % в час для зеленого красного дуба, где скорость высыхания зависела от размера образца.

Проводящий процесс моделировался несколькими способами. Фор и др. [31] разработали диффузионную модель, основанную на общих уравнениях сохранения, с граничным уравнением, которое устанавливает гигроскопическое равновесие между паром и поверхностью древесины.Дефо и др. [36] разработали двумерную конечно-элементную модель вакуумно-контактной сушки древесины, основанную на концепции водного потенциала, для моделирования эволюции содержания влаги, температуры и общего давления газа. Различия между экспериментальными и расчетными данными существовали и объяснялись используемыми граничными условиями и отсутствием учета переноса тепла конвекцией [36].

Циклическая вакуумная сушка

При циклической вакуумной сушке, также известной как прерывистая вакуумная сушка, древесина нагревается с использованием обычных методов (т. т. е. путем конвекции, нагнетая горячий воздух через пустые пространства между слоями пиломатериалов, разделенные «наклейками»). После фазы нагрева создается вакуум. Сушка происходит в вакуумные периоды, пока существуют достаточные перепады температуры и давления между окружающими условиями и в древесине. Когда температура древесины падает, цикл нагрева повторяется. Циклическая вакуумная сушка состоит из двух отдельных фаз: начальная быстрая сушка и затем замедление сушки по мере того, как давление внутри материала приближается к давлению окружающей среды [37].Джомаа и Байшерас [38] показали, что циклическая вакуумная сушка позволяет высушить дуб толщиной 27 мм за 10 дней по сравнению с 30 днями при обычной сушке. Авторы также смоделировали процесс в масштабе материала и печи с удовлетворительными результатами [38].

Вакуумная сушка перегретым паром

Как кондуктивный нагрев, так и циклическая сушка имеют недостатки. Например, при кондуктивном нагреве ручная укладка пиломатериалов может занимать значительное время, а при циклической вакуумной сушке сушка не происходит в периоды нагрева. Если перегретый пар (водяной пар с температурой выше точки кипения) используется в условиях низкого давления и пропускается через слои пиломатериалов, можно достичь нагрева за счет конвекции и непрерывного процесса вакуумной сушки. Этот процесс известен как вакуумная сушка перегретым паром (SSV) или конвективный вакуум. Перегретый пар обладает лучшими теплообменными свойствами, чем горячий воздух при той же температуре [39]; однако пар в вакууме имеет меньшую теплоемкость (из-за меньшей плотности) и скорость сушки ниже, чем с горячим влажным воздухом, как при обычной сушке.Это можно компенсировать циркуляцией воздуха на высоких скоростях, около 10 м/с, и частыми реверсами вентилятора [40]. Существование «температуры инверсии» перегретого пара (когда температура пара превышает точку инверсии, скорость сушки SSV превышает скорость сушки воздуха) отмечено при сушке сосны Массона 100×100×40 мм с исходной влажностью от 140 до 147 %. Некоторые преимущества SSV, заявленные в литературе, включают экономию энергии за счет возможности рециркуляции скрытой теплоты пара путем конденсации и лучшего качества сушки за счет уменьшения поверхностного наклепа, коробления и расколов [41]. Одним из недостатков сушки SSV является то, что, как и при обычной сушке, высокие значения конечного MC в печи совпадают с областями относительно низкой скорости воздуха [42].

В ряде исследований изучалось использование сушки SSV для определенных видов, размеров и продуктов. Оставшаяся часть этого раздела посвящена этим приложениям. Нейманн и др. [43] обнаружили, что бук, ель и сосна обыкновенная высыхают в SSV примерно в три раза быстрее, чем при атмосферном давлении, а время сушки дуба не отличается от времени сушки при обычной сушке.Однако более 45 % МС бука и дуба высыхают одинаково, что заставляет авторов предположить, что вакуум только ускоряет гигроскопическую сушку. Авторы предположили, что при высыхании МСК воздух, содержащийся в просвете, поддерживает повышенное давление, препятствуя тем самым кипению воды. Толстая заготовка (100 × 100 × 40 мм) сосны Masson была высушена с незарегистрированной более высокой скоростью, чем обычная сушка [41]. Было обнаружено, что каучуковое дерево сохнет в 8,4 раза быстрее при использовании SSV, чем при использовании обычных методов [44]. В то время как более высокие скорости сушки для SSV, чем обычная сушка, были достигнуты как для заболони лучистой сосны [45], так и для пиломатериалов из березы (на 30–40 % выше) [19], более высокая изменчивость конечной MC наблюдалась для пиломатериалов, высушенных с помощью SSV.Было высказано предположение, что более высокая изменчивость MC связана с большим падением температуры на нагрузке, что, скорее всего, было связано с отсутствием реверсирования вентилятора [45]. В том же эксперименте была измерена усадка, и значения были меньше для вакуумной сушки, с объемной усадкой от сырой до 5 % MC 12 и 13 % для вакуумной и обычной сушки березы, выращенной на плантациях, соответственно, и 12,8 и 13,4 % для пиломатериалы из естественных лесов [46]. Эвкалипт с плантаций в Австралии [47] сушили на 60 % быстрее, чем при обычной сушке; однако качество пиломатериалов нуждалось в улучшении, что, по мнению авторов, могло быть достигнуто за счет изменения условий сушки.

Математические модели сушки SSV были разработаны как метод лучшего понимания и улучшения процесса. Модели, соответствующие экспериментальным данным, были разработаны Defo et al. [48], разработавших модель, основанную на водном потенциале (для влаги и тепла) и нестационарном сохранении массы воздуха (для давления), и Ananias et al. [49], которые смоделировали сушку сосны лучистой с помощью SSV и подтвердили модель экспериментальным запуском при 0,2 бар (20 кПа) и 70 °C. Элустондо и др. [50] оценили три модели сушки SSV и обнаружили, что наиболее точная модель основана на теплопереносе и миграции влаги, в которых скорость сушки пропорциональна депрессии по влажному термометру и разнице между фактическим MC и EMC [50].

Радиочастотная и микроволновая вакуумная сушка

Кондуктивный нагрев при вакуумной сушке требует нагревательных плит, а циклическая вакуумная сушка и сушка SSV требуют использования наклеек между слоями пиломатериалов, в то время как диэлектрический нагрев устраняет необходимость в наклейках или плитах, поскольку нагрев с помощью электромагнитных волн зависит не от толщины пиломатериала, а от его диэлектрических свойств [17]. Частоты подразделяются на две группы: радиочастоты на частотах ниже 100 МГц и микроволны на частотах выше 300 МГц [51, 52].Применение радиочастоты и микроволн для вакуумной сушки широко изучалось, и такие попытки описаны в этом разделе.

Радиочастотная вакуумная сушка

В большинстве коммерческих применений диэлектрического нагрева для сушки пиломатериалов используется радиочастота в технологии, известной как радиочастотная вакуумная (RFV) сушка. Во время сушки RFV древесина подвергается воздействию переменного электромагнитного поля, которое заставляет полярные молекулы воды в древесине смещаться в соответствии с изменяющимся направлением поля.Эти смещения вызывают поглощение энергии, которая рассеивается в виде тепла [53]. Это явление достаточно повышает температуру древесины, чтобы запустить движущие силы миграции влаги. Интенсивность нагрева зависит от МС древесины и электрического поля, а движение влаги зависит от проницаемости и градиента внутреннего давления [51]. В отличие от обычной сушки, при сушке RFV перенос энергии как основное сопротивление выше точки насыщения волокна становится неважным из-за «объемного нагрева», а вакуум усиливает внутренний массоперенос из-за разницы давлений.Поэтому управляющим сопротивлением становится внутренний массоперенос [7], а механизмами массопереноса являются капиллярно-объемный поток (выше FSP) и диффузия связанной воды (ниже FSP).

Теплопередача очень эффективна при сушке RFV; на самом деле, внутреннее давление может развиться так быстро, что оно превысит механическую прочность древесного волокна, что может привести к поломке и, в свою очередь, к образованию сот. Это усугубляется тем, что, как правило, при вакуумной сушке визуальный контроль высушиваемого материала практически отсутствует [17].Таким образом, графики сушки для RFV-сушки в значительной степени зависят от пороговой плотности мощности (энергии на единицу объема пиломатериала, обычно выражаемой в кВтч/м ³ ), ниже которой не образуются соты. Это связано с тем, что скорость поглощения энергии пропорциональна напряжению на электродах. Плотность мощности зависит от вида (проницаемость), а также от площади поперечного сечения высушиваемого материала. По мере высыхания древесины ее энергопотери (мера теплопоглощающей способности материала под действием электромагнитного поля) уменьшаются, замедляя процесс [54].Таким образом, существует два варианта управления скоростью сушки: с помощью постоянного или переменного напряжения. Последнее может осуществляться постепенно или поэтапно. Лю и др. [54] проверили обе стратегии и их влияние на скорость сушки и качество сушки квадратов болиголова размером 3,5 × 3,5 дюйма (89 × 89 мм). Когда напряжение поддерживалось постоянным, коэффициент потерь древесины уменьшался по мере уменьшения МС, что замедляло скорость сушки; этому можно противодействовать, подняв напряжение, таким образом сохранив плотность мощности на единицу объема пиломатериалов постоянной.Время сушки было на 73–87 % короче, чем при обычной сушке, а конечная МС по длине образцов составляла от 12 до 16 %. При плотности мощности ниже 10 кВт/м ³ [54] не было внутренних, торцевых или поверхностных проверок, обрушения и внутренних напряжений.

Было предложено несколько методов контроля условий сушки во время сушки RFV. Hui и Ying-chun [55] установили, что на RH влияли температуры сухого и влажного термометров, а также разница между температурой воздуха и температурой воды в конденсаторе, а на RH лишь незначительно влияло давление [55].Cai и Hayashi [56] использовали измерения температуры и давления в древесине в качестве метода мониторинга MC во время сушки RFV. Их измерения были очень близки к измерениям, определенным методом сушки в печи, с абсолютными ошибками от 0,8 до 1,8%, в зависимости от местоположения в поперечном сечении [56]. Аналогичное исследование использовало взаимосвязь между температурой, давлением и ЭМС для измерения МС в режиме реального времени при сушке RFV [57], где авторы пришли к выводу, что их метод можно использовать при МС ниже FSP и что на точность измерения не влияет график сушки (два были испытаны) или место измерения [57].

Было проведено несколько попыток моделирования сушки RFV. В отчете, состоящем из трех частей, Koumoutsakos et al. [7, 12, 58, 59] описали разработку и экспериментальную проверку одномерной математической модели для моделирования явлений переноса для сушки RFV. В их модели были получены и решены первичные уравнения тепло- и массопереноса, а также учтено внутреннее тепловыделение и влияние градиентов давления газовой фазы [7]; было показано, что одномерная модель способна удовлетворительно предсказывать среднюю МС и время сушки [12].Затем была смоделирована RFV-сушка древесины с прямыми краями на основе теории переноса массы и тепла и уравнений сохранения. Модель рассчитывает каждую независимую переменную независимо, и кривые рассчитываются для разных частей образца древесины. Смоделированные данные для МС и температуры были сопоставлены с экспериментальными результатами с древесиной Суги, и авторы пришли к выводу, что поведение при сушке адекватно описывается их моделью [60•]. В другой попытке преобразование диэлектрической энергии в испаряемую воду было смоделировано с использованием хорошо известных уравнений тепло- и массопереноса с целью прогнозирования теплового КПД. Модель смогла прояснить идею «сушки изнутри» и увеличения скорости сушки с увеличением газопроницаемости древесины. Наконец, модель послужила основой для классификации видов, которым трудно высушить RFV [61].

Сушка RFV была предложена для нескольких уникальных применений, включая повторную сушку «влажных» определенных пород мягкой древесины западного побережья, деталей мягкой мебели, бревен, опор для электропередач и трудно поддающихся сушке пород. Использование RFV для повторной сушки влажных материалов заключается в выборе плит, высушенных в обычной печи, с MC выше максимального, разрешенного стандартом, и их повторной сушке в камере RFV.Испытания в промышленном масштабе и стохастическое моделирование показали, что эта стратегия улучшает время и качество сушки, а также экономическую целесообразность, если камера RFV точно соответствует объему генерируемой влаги [62, 63]. Также было заявлено, что предварительная сортировка в сочетании с RFV еще больше сокращает время сушки и изменчивость MC, что в конечном итоге приводит к более высокой экономической отдаче [64]. Когда RFV сравнивали с обычной сушкой как для пиломатериалов, так и для деталей каркасов с мягкой обивкой, а также с резкой деталей до и после сушки обоими методами, самые высокие выходы были получены, когда сырые пиломатериалы сушились с помощью RFV, а затем разрезались на части.RFV дает меньше коробления, чем обычная сушка, что авторы объясняют меньшей усадкой материала, высушенного с помощью RFV [65]. Сушка RFV была также предложена для сушки поперечных срезов бревен лиственницы японской и акации [66–68]. Равномерное распределение влаги в течение всего процесса сушки было получено для лиственницы, но в меньшей степени для акации, а чеки и V-образные трещины имели место в 27 % образцов. RFV использовался для сушки опор с 80 % MC до менее 25 % менее чем за 16 часов с однородным конечным MC и удовлетворительным качеством [69]. Эвкалипт globulus был высушен от зеленого (от 58 до 86 % MC) до 10 % MC за 5–13 дней (дольше для высоких исходных MC) с адекватным качеством сушки [70].

В литературе указано, что основным преимуществом RFV-сушки перед другими методами сушки является объемный нагрев, который приводит к более равномерному распределению МЦ по сечению пиломатериала [51]. Это одна из причин, по которой RFV используется в определенных приложениях. Например, при сушке китайского ясеня для бейсбольных бит было определено, что время сушки с РФВ составляет около 30 % от полученного при обычной сушке, тангенциальная и радиальная усадка с РФВ меньше на 40 и 25 %, а торцевые и внутренние чеки меньше. минимальный.Образцы были испытаны на ударный изгиб, важное качество летучих мышей, и высушенные RFV образцы показали лучшие характеристики, чем высушенные в печи (на 14 % выше) [71].

Как указано в другом месте в этой статье, красный дуб является одним из видов, которые труднее всего сушить [72]; следовательно, это хороший вид для оценки эффективности сушки альтернативными методами по сравнению с обычной сушкой. Было показано, что при сушке RFV пиломатериалы из красного дуба длиной 7 футов (2,13 м) и толщиной 1 дюйм (25,4 мм) сушатся от зеленого до 8 % MC в 14 раз быстрее, чем сушка осушением [23], и соотношение между временем сушки с RFV и обычная сушка была 1:17 для 2 дюймов. -толстый (50,8 мм) пиломатериал [73]. Градиенты влажности между поверхностью и сердцевиной были одинаковыми в обоих случаях, низким на поверхности и высоким в центре, хотя градиент между внешним слоем и слоем непосредственно под ним был более высоким для сушки RFV. Радиальная и тангенциальная усадка были ниже для RFV (5,6 и 10,3 % соответственно) по сравнению с усадкой при обычной сушке (6,4 и 11,6 %). Другое исследование, однако, показало, что вариация МС среди досок из красного дуба высока, мокрые карманы встречаются относительно часто, и значительная часть досок подвергалась цементации, возможно, потому, что используемая система RFV не предусматривала способа выравнивания или кондиционирования. пиломатериал [74].

Микроволновая вакуумная сушка

Микроволны представляют собой еще одну форму диэлектрического нагрева и могут использоваться в сочетании с вакуумом для сушки древесины. В отличие от обычной сушки, при микроволновой вакуумной сушке почти весь процесс сушки регулируется периодом постоянной скорости сушки, которая, по-видимому, ниже средней MC ниже FSP. Микроволны имеют более короткую длину волны и более однородны по сравнению с радиочастотой, что потенциально приводит к более быстрой сушке [75], в основном из-за более высокой энергоемкости [52].

Микроволновая вакуумная сушка успешно применялась для бука [47, 76, 77], дуба [76] и сосны Массона [77]. Одним из ограничений использования стандартных микроволн для нагрева является низкое проникновение, особенно в материалы с низким коэффициентом потерь. Чтобы преодолеть это, исследователи предложили использовать непрерывный процесс [76]. Непрерывный процесс с использованием конвейерной ленты, движущейся через камеру со скоростью 20 м/ч, был успешно использован для сушки бука и дуба за 2–6 мин с 32–79 % МС до 8–12 % конечного МС [76].

Специальные методы

В ряде исследовательских проектов изучалось сочетание вакуумной сушки с другими методами нагрева или предварительной обработки с целью сокращения времени, качества и использования энергии. Ниже приводится краткое изложение этих методов.

Вакуумно-прессовая сушка

Комбинация механического сжатия и вакуумной сушки была предложена как способ увеличения теплопередачи во время сушки. Юнг и др. [78] использовали технологию для сушки древесины от зелени до 15 % за 4 дня для белой сосны, 5 дней для красной сосны и тсуги западной и 6 дней для лиственницы [78].Ли и Ли [79, 80] обнаружили, что сжимающая нагрузка в 0,092 МПа приводила к увеличению размерных изменений в направлении нагрузки, в то время как размеры, перпендикулярные нагрузке, уменьшались. Тангенциальная и радиальная усадка нагруженных образцов в 1,5 раза превышала таковую у ненагруженных образцов [79, 80]. Те же авторы провели аналогичный эксперимент с дубовыми блоками и отметили, что между нагруженными и ненагруженными образцами существуют различия до 14 %. Было предложено при использовании сжимающей нагрузки сортировать древесину по направлению волокон [81].

Вакуумная сублимационная сушка

Идея сублимационной сушки заключается в удалении воды в замороженном состоянии под вакуумом путем сублимации (избегая жидкого состояния). Этот метод распространен в пищевой промышленности; однако при использовании с древесиной он может вызывать повреждение клеток, вплоть до коллапса [82]. Ян и др. [83] определили, что лиофилизация в сочетании с вакуумом или сублимационная вакуумная сушка (FVD) позволяет сохранить желаемые органические соединения в древесине Dalbergia bariensis по сравнению с обычной сушкой.FVD также сравнивали с высоко- и низкотемпературной сушкой пихты китайской [82]. Результаты показали, что относительный модуль накопления и относительный модуль потерь были самыми низкими для метода FVD, что означает снижение механических свойств, которые, по мнению авторов, могут быть вызваны повреждением клеточной стенки при сушке замораживанием в вакууме.

Комбинированный радиационный и контактный нагрев

Некоторые авторы предлагают комбинировать радиационный и кондуктивный нагрев в вакууме для повышения эффективности сушки.Юнг и др. [10] сравнили в эксперименте различные методы нагрева, а именно кондуктивный, радиочастотный и гибридный нагрев (сочетание радиочастотного и кондуктивного). Гибридный метод обеспечил наибольшую скорость удаления влаги и наименьший градиент влажности (поперечный и продольный). Использование инфракрасного (ИК) излучения при температурах, близких к 600 К (327 °С), было предложено в качестве метода нагрева для преодоления ограничений методов кондуктивного нагрева в вакууме [84, 85]. Радиационные «нагревательные устройства», обычно используемые в бумажной промышленности, помещаются между слоями пиломатериалов вместо нагревательных одеял.Нагревательные устройства могут быть сконструированы таким образом, чтобы влага могла свободно покидать поверхность древесины. Две модели уловили большинство наблюдаемых тенденций с разницей в скорости вычислений [84, 85]. Лопатин и др. [86] определили, что применение ДПВ-нагрева вместе с контактной сушкой значительно увеличивает перенос влаги и сокращает время сушки древесины свыше 25–30 % МС. Авторы предположили, что применение ФПС и контактной вакуумной сушки должно снизить риск изгиба и растрескивания за счет выравнивания неравномерности распределения влаги [86].

Предварительная обработка

Предварительная обработка, такая как ультразвук, торцевое покрытие, паровой взрыв и прорезь, была предложена в качестве методов улучшения характеристик некоторых систем вакуумной сушки. Например, считается, что применение ультразвуковой энергии в качестве предварительной обработки или во время вакуумной сушки [87–89] [90] улучшает массоперенос благодаря нескольким явлениям, таким как изменение давления на границе твердое тело-жидкость, создание микроскопических каналов, и кавитация, уменьшающая толщину пограничного слоя.Эксперименты показали значительное увеличение скорости миграции воды с увеличением скорости сушки при более высокой частоте волн и времени обработки. RFV в сочетании с торцевым покрытием и паровым взрывом низкого давления привели к сокращению времени сушки и меньшей усадке японского кедра толщиной 3 дюйма (76 мм), предварительно обработанного паровым взрывом, по сравнению с обычными методами; однако в большинстве образцов были выявлены нарушения сердечного ритма [91]. Сравнивая паровой взрыв и продольный надрез по свойствам сушки, Ли и Луо [92] обнаружили, что предварительная обработка паровым взрывом резко увеличивает скорость сушки образцов с высоким начальным МС и на ранних стадиях сушки.Конечный градиент влажности в поперечном направлении был ниже для образцов, подвергнутых паровому взрыву, чем для образцов с продольным разрезом. Образцы с продольным пропилом имели меньшие градиенты влажности в продольном направлении. [92]. Ли и др. [93] протестировали предварительную обработку при высокой температуре и низкой влажности (HT-LH) (120 °C и ЭМС 3,3 % в течение 64 ч, которой предшествовало пропаривание при 95 °C в течение 12 ч) и надрезы (продольные надрезы шириной 3 мм и глубиной 50 мм) от окончательного качества сушки. Время высыхания варьировалось от 150 до 190 ч [93].

Сушка древесины в вакуумном мешке

Мой первый опыт с ВКД был около 20 лет назад. В студии рядом с моим магазином было несколько поленьев из ясеня (8 x 10 x 6 футов), которые сушились на воздухе в течение нескольких лет. У меня был недорогой влагомер, который показывал только до 30% влажности (MC). Показание было выше 30% MC.

Решили попробовать ВКД в вакуумном пакете с помощью электровакуумного насоса (большая ошибка) и электроодеяла. Что мы сделали, так это обернули бревно пластиковой сеткой, чтобы влага, выходящая из бревна, могла попасть в вакуумный соединитель.Затем вставьте бревно в сумку. Соединитель мешка располагался на конце мешка так, чтобы он был напротив конца бревна. Мы предполагали, что влага будет выходить из торцевых волокон в большей степени, чем из боковых или лицевых волокон.

Затем мы завернули сумку в электрическое одеяло, а затем еще в одно шерстяное одеяло, чтобы сохранить тепло. Для проверки температуры я использовал обычный уличный термометр. В магазине было около 65 ° F. Температура под одеялом оставалась довольно постоянной – 100 °F.Мы запустили насос, в котором я установил небольшой резервуар между мешком и насосом для сбора влаги. Когда бревно нагрелось, вода начала выливаться, она конденсировалась в пластиковом шланге и стекала в бак. Мы позволяем ему работать в течение 4 или 5 часов и выключаем его на ночь.

Что мы узнали:

Использование электрического насоса не было хорошей идеей, если только вы не потрудитесь и не потратите деньги, чтобы не допустить попадания влаги в насос. На следующее утро насос не запустился.Случилось так, что влага содержала смолу и/или смолу, которая отложилась на внутренней стороне стенок насоса, а также появилась ржавчина. Поскольку лопасти (лопастной насос) имеют зазор 0,0002 дюйма от боковых стенок, они застряли, и насос не мог вращаться. Хорошей новостью является то, что с помощью чистящего средства и стальной мочалки стены были очищены, и насос был в порядке. Использование наших насосов Вентури с пневматическим приводом является лучшим вариантом, если у вас есть воздушный компрессор.

То, что мы искали, сбылось.Мы могли сушить древесину в вакуумном мешке. На мой взгляд, это был грубый метод. Было доказано, что влагу можно вытеснить с помощью вакуума и тепла. Наш насос достиг примерно 27 дюймов ртутного столба, и если вы перейдете на https://www.engineersedge.com/h3o_boil_pressure.htm, вы увидите, что вода кипит при температуре около 105 ° F вместо обычных 212 ° F при этом уровне вакуума. Из того, что я узнал и прочитал, ВКД включает в себя; температура, уровень вакуума и время. Все они варьируются в зависимости от породы древесины, подлежащей сушке, толщины, сорта и начальной влажности.

Мой следующий опыт был с клиентом, который провел некоторое исследование VKD.

У него были влажные пиломатериалы с местного двора по разумным ценам, поэтому он захотел высушить пиломатериалы. Он подошел к этому с научной точки зрения, так как провел некоторое исследование, прежде чем позвонить мне. Опять же, это было много лет назад, и я не могу вспомнить всех подробностей, однако я помню, что он был очень доволен результатами, так как высушил загрузку примерно за 5 или 6 дней, запуская систему по 15 часов в день.

Он купил наш самый маленький ручной насос Вентури VP2 VAK. Он использует 2 кубических фута в минуту сжатого воздуха при давлении 85 фунтов на квадратный дюйм и имеет вакуумный поток (объем вакуумного воздуха, который он может вытянуть) 1,6 кубических фута в минуту. Оно достигает максимума 27 дюймов ртутного столба (дюймы ртутного столба).

Чтобы сделать печь VAKuum из мешка, он купил полиуретановый мешок размером 52 x 10 футов 6 дюймов x 0,020 дюйма. В качестве источника тепла он купил потолочную панель излучающего тепла размером 3×8 футов и уложил ее на свою сетчатую доску размером 3×10 футов. Первоначально он управлялся с помощью диммерного выключателя.Сумка размером 52 x 10 футов 6 дюймов позволяла ему складывать в нее древесину высотой от 8 до 10 дюймов. Он создал боковые стороны и верх внутри сумки из пенопласта с закрытыми порами, что позволило сумке прижиматься к пене, а не к дереву. Вы не хотите, чтобы грубая древесина давила на сумку, так как осколки могут проколоть сумку.

Он засунул в сумку датчик температуры, не знаю как. Возможно через вакуумный разъем. У него был график сушки для разных пород дерева, и он вручную регулировал уровень вакуума и тепла.Например, если требовалось 22 дюйма ртутного столба при 120 °F в течение 5 часов, он регулировал ручной Вентури давлением воздуха. Он предназначен для достижения 27 дюймов рт. ст. при 85 фунтах на квадратный дюйм, поэтому, если он хотел 22 дюймов рт. Диммерный переключатель использовался для ручного регулирования нагревательной панели. Поскольку он позволял ему работать только 15 часов каждый день, я полагаю, что он переворачивал ложу несколько раз, чтобы добиться более равномерной сушки. Он примерно следовал графику сушки и через 5 или 6 дней был очень доволен результатами.

Для своего второго прохода он приобрел нашу VM4 (автоматическая пневматическая система, использующая 4 кубических фута в минуту сжатого воздуха), и мы модифицировали ее так, чтобы выпуск воздуха выходил за пределы блока управления. Обычно воздух выходит из насоса Вентури VAK внутри металлической коробки, а воздух фильтруется через различные вырезы для манометров, латунных фитингов и т. д. Вода, протекающая через насос Вентури VAK, не повреждает его, он будет брызгать, когда вода и воздух смешиваются. , однако, он выбрасывается из выхлопных газов. Мы прорезали дополнительное отверстие в коробке и удлинили выхлопную трубу с помощью винилового шланга, который входил в ведро для сбора воды.

Он также приобрел программируемый контроллер (ПК) для контроля уровня вакуума и температуры, а также внутренние датчики для ввода данных в его ПК. Я должен признать, что я мало знаю о том, как он это настроил, однако он сказал, что он регулирует уровень вакуума и температуру в течение заданного периода времени.

Мой последний контакт с ним состоялся сразу после того, как он выпустил новую партию бруса 4 x 4 дюйма, которая, по его словам, прошла хорошо. В этот момент я потерял с ним контакт и не мог связаться с ним по телефону (до электронной почты).

Вся моя цель примечания по применению состоит в том, чтобы увидеть, есть ли интерес к разработке VKD с нашим оборудованием. Мы можем модифицировать мешок или насосы VAK для тех из вас, у кого есть новые идеи и кто хотел бы попробовать VKD самостоятельно.

Сушка древесины вакуумом? | Международная ассоциация пентернеров

На самом деле вода будет кипеть при температуре намного ниже 95°F в очень глубоком вакууме. Я могу заполнить камеру водой с температурой 75 ° F, создать полный вакуум и довести ее до бурного кипения.На самом деле, при вакууме в 10 000 микрон, которого легко достичь с помощью правильной камеры и хорошего роторно-лопастного насоса, вода будет кипеть при 53°F. Дополнительную информацию см. на этой диаграмме: http://www.jbind.com /pdf/Cross-Reference-of-Boiling-Temps.pdf

Что касается удержания воды в вашем насосе… это зависит от типа вашего насоса. Если вы используете маслонаполненный роторно-лопастной насос, водяной пар не причинит ему никакого вреда. Они сделаны для этой цели. Я говорю о типах насосов, используемых для работы HVAC.Основной причиной создания вакуума в системе HVAC является выкипание воды в системе перед введением фреона. Вода в системе HVAC также содержит кислоты и тому подобное. При выполнении этой важной работы рекомендуется менять масло после каждого использования, но это в первую очередь потому, что водяной пар загрязняет масло, что снижает эффективность насоса, а не потому, что он может повредить насос. Между прочим, я получил информацию об ОВК непосредственно от лицензированного подрядчика ОВКВ, который выполнял для меня работы по ОВКВ, когда я строил дома.Информацию о насосе я получил непосредственно от главного техника компании JB Industries, которая является одним из ведущих производителей качественных вакуумных насосов в США.

Кроме того, из личного опыта… Я проверяю каждую вакуумную камеру, которую делаю, частично заполняя ее водой и создавая полный вакуум, пока вода не закипит. Как только мой уровень масла в насосе начнет повышаться или я начну тянуть менее качественный вакуум, я заменю масло. Я отложил это масло в сторону, чтобы оно отделилось, и вы удивитесь, узнав, сколько в нем воды. Я делаю это с одной и той же помпой в течение 3 лет интенсивного использования, и с моей помпой ничего не случилось.

Что касается использования вакуума для удаления воды из древесины… это можно сделать без тепла, но не очень эффективно. Если древесина уже высушена на воздухе, потребуется 15-20 часов непрерывной работы насоса при полном вакууме, чтобы удалить воду. Вы не увидите многого, если какая-либо вода будет удалена, так как она будет выпаривать воду, и она будет выходить из дерева в виде пара. Сушка сырой древесины в вакууме и без тепла займет гораздо больше времени и просто не стоит того.

 

Вакуумные сушильные камеры для пиломатериалов — ISVE Wood

ISVE Вакуумные сушильные камеры непрерывного действия

«Поставить вакуумные сушилки для древесины способные быстро и без дефектов сохнуть».

Это цель, которую ISVE преследует последние 40 лет, сосредоточившись на поиске машин, использующих вакуум.
Обязательство, которое позволило компании в Брешии разработать установки для сушки древесины более высокого качества, что обеспечивает более быстрый процесс сушки, снижение эксплуатационных расходов и значительное сокращение объема хранения высушиваемого материала.

Нагрев только при необходимости и с максимальной эффективностью — это философия новых вакуумных сушильных камер ISVE, либо с нагревательными плитами , либо с прерывистым вакуумом . Ворс древесины, подлежащий сушке, никогда не бывает однородным, поэтому подача большего количества тепловой энергии в области, где древесина более влажная или более холодная, является секретом получения высокой степени однородности и качества обработанной древесины.

Все установки оснащены ПЛК с удобным интерфейсом .

Существует три различных уровня управления , которые можно адаптировать к типу оператора и его опыту:

Первый уровень позволяет начать работу с уже сохраненными в машине рабочими циклами.

Для самых требовательных и опытных пользователей есть возможность написать целую программу сушки и сохранить ее позже среди индивидуальных циклов.

Все машины имеют службу удаленной поддержки без необходимости подключения к промежуточному терминалу (ПК или ноутбуку).

Осушители

ISVE также готовы к версии 4.0 и соответствуют самым высоким стандартам автоматизации.

 

Чтобы удовлетворить разнообразные потребности своих клиентов, ISVE предлагает различных моделей сушилок:

---

СУШИЛЬНЫЕ ПЕЧИ СЕРИИ ES И ESC

с электрической плитой и водяным нагревом, подходит для обработки полуфабрикатов из дерева, где требуется гарантия идеального конечного результата с сокращенным временем сушки.

С вакуумными сушилками серии ESC-ES , в которых используются электрические нагревательные пластины, управляемые ПЛК, можно выполнять сушку древесины , обеспечивая высокий стандарт качества. Эта серия включает в себя как мини-сушилки, так и вертикальные открытые сушилки, а также сушилки для крупных столярных мастерских и продавцов древесины.

УЗНАТЬ

---

СУШИЛЬНЫЕ ПЕЧИ СЕРИИ EM

с прерывистым вакуумом, в котором сложная система распределения горячего воздуха, чередующаяся с фазами вакуума, позволяет должным образом сушить доски за половину времени работы по сравнению с обычными воздушными системами.

Сушилки для древесины серии ISVE EMV особенно подходят для сушки древесных плит самых разных пород. Эти сушильные установки называются « непрерывного/прерывистого вакуума », потому что вакуумная фаза может быть прервана циклами теплого влажного воздуха, которые позволяют быстро нагревать и сушить древесину. Простая конструкция, небольшое количество движущихся частей, обильное использование нержавеющих материалов и автоматизация процесса также позволяют использовать эти сушилки с низкими эксплуатационными расходами и высокими стандартами качества.

УЗНАТЬ

Радиочастотная вакуумная сушка ювенильной древесины Eucalyptus nitens :: Биоресурсы

Ананиас, Р. А., Сепульведа-Вильярроэль, В., Перес-Пена, Н., Торрес-Мелла, Дж., Сальво-Сепульведа, Л., Кастильо-Уллоа, Д., и Салинас-Лира, К. (2020). « Радиочастотная вакуумная сушка Eucalyptus nitens молодой древесины «, BioRes. 15(3), 4886-4897.

---

Abstract

Сушка древесины — важный процесс для повышения ценности и производства инновационной продукции.Древесина Eucalyptus nitens по своей природе трудно поддается сушке из-за ее естественной склонности к растрескиванию, а также разрушению и усадке. Восстановление пиломатериалов после промышленной сушки эвкалипта также очень низкое. В этом исследовании было измерено качество древесины E. nitens молодой древесины (толщиной 13 мм) после сушки в вакууме (RFV) и древесины, высушенной в обычной печной сушилке (KD). Циклы сушки осуществляли с использованием радиочастотной вакуумной сушилки объемом 3 м3 и конвективного сушильного оборудования объемом 3. 5 м3 вместимости. Результаты показали, что время сушки с использованием радиочастотного вакуумного метода сократилось на 47% по сравнению с обычной сушкой в ​​печи. Усадка RFV была значительно ниже, чем у обычного KD. Объемное разрушение уменьшилось примерно на 60% при сушке RFV. RFV-сушка молодой древесины E. nitens улучшает качество древесины для изделий из цельной древесины, поскольку снижается интенсивность растрескивания поверхности и разрушения.

---

Скачать PDF

---

Полный текст статьи

Радиочастотная вакуумная сушка Eucalyptus nitens Молодь древесины

Рубен А.Ananías, ^A, * Víctor Sepúlveda-Villarroel, ^B Natalia Pérez-Peña, ^B José Torres-Mella, ^B Linette Salvo-Sepúlveda, ^A Darwin Castillo-Ulloa, ^B и Carlos Salinas -Лира ^c

Сушка древесины — важный процесс для повышения ценности и производства инновационной продукции. Eucalyptus nitens  древесину по своей природе трудно высушить из-за ее естественной склонности к растрескиванию, а также разрушению и усадке.Восстановление пиломатериалов после промышленной сушки эвкалипта также очень низкое. В этом исследовании было измерено качество древесины E. nitens  ювенильной древесины (толщиной 13 мм) после сушки в вакууме (RFV) и древесины, высушенной в обычной печной сушилке (KD). Циклы сушки выполнялись с использованием радиочастотной вакуумной сушилки вместимостью ³ 3 м и конвективного сушильного оборудования вместимостью ³ 3,5 м3. Результаты показали, что время сушки с использованием радиочастотного вакуумного метода сократилось на 47% по сравнению с обычной сушкой в ​​печи.Усадка RFV была значительно ниже, чем у обычного KD. Объемное разрушение уменьшилось примерно на 60% при сушке RFV. RFV-сушка молодой древесины E. nitens улучшает качество древесины для изделий из цельной древесины, поскольку снижается интенсивность разрушения поверхности и разрушения.

Ключевые слова: Коллапс; расходы на сушку; Дефекты сушки; Время сушки; усадка; Сушка древесины

Контактная информация: а: Кафедра деревообработки, Инженерный факультет, Исследовательская лаборатория сушки и термической обработки древесины, Университет Био-Био; b: Научно-исследовательская лаборатория сушки и термической обработки древесины, Университет Био-Био, Av.Collao 1202, Консепсьон, Чили; c: Кафедра машиностроения, Инженерный факультет, Научно-исследовательская лаборатория сушки и термической обработки древесины, Университет Био-Био, Av. Collao 1202, Консепсьон, Чили; * Автор, ответственный за переписку: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Плантации Eucalyptus nitens  в Чили занимают площадь около 270 000 га, что соответствует 11,8% общей площади плантаций. В 2018 году промышленное потребление изделий из массивной древесины с этих плантаций составило 4820 шт.9 тыс. м ³ , в том числе щепа (51%), панели и шпон (4%), а также пиломатериалы, что соответствует лишь 0,1% заготовленной древесины (Gysling et al . 2019). Чили проявляет большой интерес к увеличению количества древесины E. nitens , перерабатываемой в пиломатериалы.

К сожалению, древесина E. nitens  по своей природе трудно поддается сушке из-за изменчивости естественной древесины и склонности к растрескиванию поверхности, растрескиванию внутри кольца и разрушению.В результате восстановление пиломатериалов после обычной камерной сушки (KD) E. nitens обычно очень низкое. Если лиственные породы и другие виды пиломатериалов имеют склонность к разрушению, то обычный КД представляет собой процесс, требующий больших затрат энергии и времени (Ян и Лю, 2018 г.). Кроме того, развитие высоких внутренних напряжений из-за градиентов влажности, возникающих в KD, может привести к значительной деградации и ухудшению качества конечного продукта (Pérez et al.  2018).

Предполагаемый коллапс E.nitens при обычном KD составляет от 1,9% до 2,4% в радиальном направлении и от 2,6% до 4,9% в тангенциальном направлении. Молодая древесина E. nitens не более подвержена разрушению, чем более зрелые части дерева (Ananías et al. 2009, 2014). С другой стороны, было обнаружено, что коэффициент диффузии в радиальном направлении примерно на 50 % выше, чем в тангенциальном направлении (Sepúlveda et al.  2016). Это наблюдалось даже при том, что деформационное напряжение развивалось примерно в одно и то же время в обоих направлениях.Механо-сорбционная деформация имеет высокий вклад в общую деформацию; это около 59% (Pérez et al.  2016). Однако прочности на перпендикулярное сжатие E. nitens может быть недостаточно, чтобы противостоять высоким напряжениям при сушке, вызывающим разрушение (Pérez et al.  2020).

В некоторых исследованиях было обнаружено, что радиочастотная вакуумная сушка больших, толстых или огнеупорных пиломатериалов является более подходящей и эффективной (Harris 1988; Avramidis and Zwick 1996; Jung et al.  2004; Фу и др.  2018). Согласно Hansmann et al.  (2008 г.), RFV-сушка оказалась успешным альтернативным методом сушки древесины, поскольку она обеспечивает низкую рабочую температуру и улучшает соотношение между качеством, временем и затратами на сушку. Некоторые авторы подтверждают, что высыхание RFV связано с меньшей частотой поверхностных и внутренних растрескиваний, коллапса (Espinoza and Bond 2016; Liu et al. 2019) и уменьшением усадки (Lee and Jung 2000).В то же время это также сокращает время сушки и может привести к более высокой экономической отдаче (Аврамидис и Лю, 1994; Элустондо, и др., , 2005; Рабидин, и др., , 2017). Во время сушки RFV древесина подвергается воздействию низкого давления и нагревается электромагнитными волнами. Тепловая энергия генерируется, когда эти электромагнитные волны проникают в зеленую древесину. Радиочастотный нагрев производится за счет рассеяния поглощенной энергии, которая передается воде внутри древесины и распределяется в виде объемной теплопередачи (Resch 2006). С другой стороны, условия вакуума снижают температуру кипения воды, что позволяет воде в древесине быстро испаряться при температуре ниже 100 °C. В этих условиях могут создаваться градиенты температуры и давления, которые могут увеличить скорость сушки на разных этапах сушки (Аврамидис и и . 1994; Реш 2009; Лю и др. . 2014; Эспиноза и Бонд 2016). В обычных процессах KD теплопередача обеспечивается циркуляцией горячего воздуха к поверхности каждого куска дерева и последующей передачей тепла от поверхности к центру (Аврамидис и Лю, 1994).Кроме того, более высокие внутренние напряжения возникают из-за температурных и влажностных градиентов (Сепульведа и др. 2016; Перес и др. 2018).

Было высказано предположение, что проблемы сушки молодой древесины Eucalyptus nitens  можно уменьшить с помощью метода радиочастотной и вакуумной (RFV) сушки, поскольку такая обработка позволяет работать при относительно низких температурах и равномерности нагрева. Это способствует взаимосвязи между качеством, временем и затратами на сушку.Таким образом, цель этой работы состояла в том, чтобы оценить время сушки, усадку, дефекты сушки и стоимость ювенильной древесины Eucalyptus nitens , высушенной с использованием RFV, по сравнению с обычным KD.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

Материалы

Эксперименты проводились с использованием свежих зеленых пиломатериалов 15-летних деревьев Eucalyptus nitens Deane & Maiden с плантации в Юнгае, регион Чубле, Чили. Пиломатериал был распилен на 13 мм (толщина), 160 мм (ширина) и 2440 мм (длина).В качестве контрольных образцов для каждого метода сушки использовали 20 досок. Средняя начальная МС составила 110% со стандартным отклонением 18, а базовая плотность составила 490 кг/м ³  со стандартным отклонением 72,

.

Методы

Процедуры сушки

Сушка

RFV проводилась в сушильной машине RFV емкостью 3 м ³  (Saga HF-VD30SA, Шицзячжуан, Хэбэй, Китай). ВЧ-генератор колебался на фиксированной частоте 6,78 МГц и выдавал выходную мощность до 30 кВт (рис.1а). График RFV показан в таблице 1. Пиломатериалы укладывались сплошными штабелями 800 мм (ширина), 800 мм (высота) и 2400 мм (длина), которые регулировались с помощью плиты высотой 200 мм. Температура древесины, давление и масса древесины измерялись каждые 6 мин в процессе сушки. Масса древесины непрерывно измерялась с помощью тензодатчиков (рис. 1а-11) и контролировалась устройством ПЛК (рис. 1а-3). Температура древесины непрерывно измерялась оптоволоконным датчиком (рис. 1а-3) и контролировалась устройством ПЛК (рис. 1а-3).

Рис. 1. (a)   ВЧ-сушилка: 1) ВЧ-генератор, 2) автоклав, 3) ПЛК и оптоволоконный датчик,
4) гидравлический пресс, 5) древесина, 6) охлаждающий бак, 7) вакуум насос, 8) градирня, 9) водяной насос, 10) бак для конденсата, 11) тензодатчики. (b) сушилка KD: 1) древесина, 2) разбрызгиватель, 3) испарительная ванна, 4) весы, 5) противовес, 6) перегородка, 7) вентилятор, 8) датчик температуры по влажному термометру, 9) датчик температуры древесины, 10 ) датчик температуры по сухому термометру, 11) и 12) – вентиляционные отверстия.

Таблица 1. RFV Таблица Eucalyptus nitens Древесина

Конвективный KD с емкостью 3,5 м ³  (Neumann 3,5Lab, Консепсьон, Чили) использовался для обычных циклов сушки при температуре от 35 °C до 70 °C и скорости потока воздуха 1,5 м/с (рис. 1б). В этом случае для уменьшения поверхностного контроля использовалась низкая скорость воздушного потока, согласно предыдущей работе по обычной сушке древесины E. nitens (Sepúlveda et al.  2016).

Обычный график KD показан в Таблице 2. Пиломатериалы укладывались на накладки размером 25 мм на 25 мм. Температуры сухого и влажного термометров контролировались, а также температура и содержание влаги (MC) древесины в соответствии с настройкой и графиком печи.

Таблица 2.  Обычный график KD Eucalyptus nitens  Деревянный

Восстановление использовалось для восстановления обрушения как в процессе KD, так и в процессе RFV. На рис. 2 показаны некоторые фотографии образцов древесины до и после процессов KD и RFV.

Определение дефектов сушки

Суммарную усадку плит (по ширине и толщине) от сырой до конечной МС определяли с учетом среднего измерения размеров в трех точках измерения, расположенных вдоль образца (центр и оба конца), до и после сушки. Разрушение рассчитывали на основе разницы между усадкой до восстановления и усадкой после восстановления. Коробление древесины (чашечный изгиб, изгиб и скручивание доски) измеряли до и после сушки путем измерения точки наибольшего отклонения от прямой линии между двумя концами доски.Проверки поверхности оценивались визуально для определения процента проверенной площади. Показатель качества дефектов сушки древесины на основе руководства по оценке качества сушки (Infor 2004) был рассчитан путем сравнения обеих технологий. Кроме того, после учета постоянных и переменных затрат была определена оценка себестоимости продукции (Brenes-Angulo et al . 2017).

Анализ данных

Результаты, полученные в ходе исследования, были проанализированы с использованием программного обеспечения Statistica (Statsoft Inc., v10.0, Талса, Оклахома, США). Для набора данных был проведен дисперсионный анализ (ANOVA) и тесты Тьюки, чтобы проверить значимость различий при уровне достоверности 95%.

Рис. 2 . Образцы древесины в процессе сушки

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Время высыхания

Кривые сушки RFV и обычного KD показаны на рис. 3. Можно заметить, что время сушки RFV составляет примерно половину времени KD.Общее время RFV составило 84 часа с конечной MC 12,4% при стандартном отклонении 0,77, в то время как во время KD общее время составило 149 часов с конечной MC 11,7% при стандартном отклонении 0,87. Эти результаты совпадают с результатами Avramidis и др. . (1994), которые сообщили, что скорость сушки RFV для красного кедра была на 77% меньше, чем KD. Лю и др. . (1994) и Ли и Юнг (2000) также обнаружили, что время сушки с RFV сократилось примерно на 70-87% по сравнению с обычной сушкой.Недавно Рабидин и др. . (2017) сравнили сушку твердой древесины с использованием систем RFV и KD и пришли к выводу, что время сушки с использованием RFV сократилось на 50%. Согласно Liu et al.  (1994), сушка RFV происходит быстрее, чем обычная сушка KD, из-за более высокой скорости свободного потока воды изнутри на поверхность.

Средняя скорость высыхания составила 0,65 % в час для обычного KD и 1,14 % в час для RFV. Эти результаты означают, что потеря влаги в час в RFV была примерно в два раза быстрее, чем в обычном KD.Точно так же Rabidin et al.  (2017) сообщили о скорости высыхания 0,07% в час для KD и 0,13% в час для RFV в древесине кекатонг толщиной 30 мм. Эта разница в потере влаги также была отмечена в исследовании Ли и Юнга (2000). Они изучили поведение при сушке квадратов из корейского ясеня толщиной 66 мм. В этом исследовании были получены скорости высыхания 0,1% в час при RFV и 0,05% в час при KD (Lee and Jung 2000). Скорость сушки выше точки насыщения волокна (FSP) составляла 2,22% в час для RFV и 0,37% в час для KD.Ниже FSP скорость высыхания составляла 1,05% в час и 0,26% в час для RFV и KD соответственно. Более высокую скорость сушки в RFV можно объяснить снижением давления внутри камеры. Это состояние низкого давления снижает температуру кипения воды, что приводит к быстрому испарению воды и, как следствие, увеличению скорости сушки. Кроме того, резкие градиенты давления, вызванные быстрым образованием пара, ускоряют процесс. Эти градиенты также увеличивают скорость диффузии связанной воды ниже FSP (Avramidis et al.  1994). Этот процесс предполагает более короткое время сушки, чем при атмосферном давлении (Resch 2006; Espinoza and Bond 2016). Кроме того, более высокая проникающая способность электромагнитных волн способствует быстрому нагреву, вызывающему повышение внутренней температуры древесины, что увеличивает перенос влаги из центральной части на поверхность.

Конечная МС находилась в диапазоне от 10,6 до 13,8% в RFV, тогда как конечная MC находилась в диапазоне от 10,1 до 14,0% в KD. Как для RFV, так и для KD 100% плат имели содержание MC от 10 до 14%.

Рис. 3. Кривые сушки толщиной 13 мм Eucalyptus nitens Молодняк древесины

Усадка и разрушение

Согласно результатам F-теста ANOVA метод сушки оказал значительное влияние на величину усадки (таблица 3). Усадка RFV была значительно ниже, чем у обычного KD. На рис. 4 показана общая усадка RFV и условного KD E. nitens при толщине 13 мм.Усадка по ширине и толщине была намного меньше для RFV, со значениями 2,9% и 2,4% соответственно. Для KD усадка по ширине достигла 6,7%, а по толщине – 8,2%. Общая объемная усадка составила 5,3% для RFV и 15% для KD, что соответствует уменьшению примерно на 65%. Эти результаты совпадают с теми, о которых сообщалось в предыдущих исследованиях (Харрис и Тарас, 1984; Ли и Юнг, 2000). Согласно сравнительному тесту Тьюки, разница значений усадки (ширина, толщина и объем) между RFV и KD-сушками была статистически значимой при 0.05 уровень. Отношение T/R составляло 0,8 при сушке RFV, в то время как отношение T/R составляло 1,21 при обычном KD, что соответствует снижению на 34%. Это снижение отношения T/R при сушке RFV аналогично результатам других исследований (Lee and Jung 2000; Rabidin et al. 2017).

Таблица 3 . ANOVA Результаты метода сушки по значениям усадки

Рис. 4. Общая усадка в Eucalyptus nitens

Развал в РФВ был ниже, чем в КД.В RFV значения обрушения составили 1,8 % по ширине и 1,9 % по толщине, тогда как в KD значения составили 4,3 % и 5 % по ширине и толщине соответственно (таблица 4). Эти результаты подразумевают значительное уменьшение объемного сжатия в процессе RFV. В RFV объемное сжатие уменьшилось примерно на 60% по сравнению с KD. Это снижение намного больше, чем сообщалось Ли и Юнгом (2000), которые обнаружили, что коллапс при сушке квадратов ясеня корейского с помощью RFV уменьшился на 20% по сравнению с KD. Кроме того, расчетное разрушение E. nitens при обычном KD было выше, чем при предварительной сушке (Ananías et al.  2014).

Во время сушки E. nitens усадка была чрезмерно высокой из-за склонности древесины к разрушению. Поэтому пришлось восстанавливать развал путем восстановления, что также позволило закрыть внутренние внутрикольцевые запоры. Усадка и смятие ниже в процессе RFV, поскольку температура сушки и напряжения при сушке ниже, чем в KD.Кроме того, при сушке RFV эффект тренда расширения невелик из-за меньшего теплового расширения древесины.

Таблица 4. Значения свертывания для RFV и обычного KD

Дефекты высыхания

Дефекты сушки обобщены в Таблице 5. При обоих методах сушки не было обнаружено коробления. Изгиб досок составил 2,3 мм у RFV и 3 мм у KD, но эта разница не была статистически значимой. Доски, высушенные обычным KD, имели самый высокий изгиб и крутку со значениями 10. 4 и 2,9 мм соответственно. Эти значения значительно отличались от плит, высушенных RFV. Кроме того, процент чеков при сушке RFV был снижен до 22%, а их длина меньше по сравнению с KD. Меньший процент проверок в RFV можно объяснить более низкими возникающими напряжениями при сушке, что связано с разницей MC в сердцевине и внешней поверхности. В противном случае самый высокий процент и самые длинные проверки в обычном KD могут быть связаны с наличием очень высоких нагрузок при сушке во время этого процесса (Pérez et al.  2018).

В соответствии с подходами к оценке качества сушки, описанными в Infor (2004), индекс качества сушки RFV был определен равным 0,4. Этот результат соответствует отличному качеству сушки. Обычный показатель качества KD составлял 0,54, что позволяло добиться очень хорошего качества сушки. В этом исследовании и в соответствии с показателем качества условия сушки RFV и KD были адекватными для сушки ювенильной древесины Eucalyptus nitens толщиной 13 мм.

Таблица 5. Краткое описание дефектов сушки Eucalyptus nitens , высушенных RFV и KD

Стоимость сушки

Была оценена стоимость сушки 1000 (м ³ /год) Eucalyptus nitens  . Результаты фиксированных и переменных затрат, связанных с RFV и обычным KD, представлены в таблице 6. Эти результаты показывают, что затраты на сушку RFV примерно на 15% меньше, чем KD, со значением 67 (долл. США/м ³ ) по сравнению с 79 ($US/м ³ ) соответственно.Это снижение затрат на сушку было аналогично отчету Аврамидиса и Цвика (1997), которые нашли сравнение затрат между RFV и обычной сушкой KD древесины западного красного кедра толщиной 101 мм. Исследование пришло к выводу, что затраты на сушку RFV были на 14 % меньше, чем на KD.

Согласно Resch (2009), величина стоимости сушки обусловлена ​​разницей в стоимости оборудования. При этом стоимость оборудования RFV почти на 59% ниже оборудования KD. Стоимость, связанная с КД, показала более высокую амортизацию и стоимость наклейки, поскольку в настоящее время требуется более высокая инверсия в оборудовании КД, а из-за сушки штабеля RFV нет необходимости в использовании наклейки.Но RFV показал более высокую стоимость электроэнергии. Затраты электроэнергии на сушку РФВ в три раза превышали КД. Во время процесса RFV было замечено, что вакуумный насос потреблял больше всего электроэнергии. А коэффициент мощности поддерживался на уровне 0,96, что использовалось как показатель низких потерь энергии. Также более высокая эффективность технологий RFV подразумевает снижение потерь от дефектов сушки. Разница между затратами на сушку из-за потерь при сушке связана с более высокими потерями размеров из-за более высокой усадки.Потери древесины из-за поверхностного и продольного контроля эквивалентны 5% и 21% при RFV и обычной сушке соответственно.

Таблица 6. Значения стоимости сушки для RFV и обычного KD

ВЫВОДЫ

1. Время сушки молодой древесины Eucalyptus nitens с использованием метода RFV сократилось на 47% по сравнению с обычным KD.
2. Усадка RFV была значительно ниже, чем у обычного KD.Объемное разрушение уменьшилось примерно на 60% при сушке RFV.
3. Eucalyptus nitens  Молодая древесина после сушки RFV показала лучшее качество древесины, чем KD, из-за меньшего количества дефектов при сушке и дефектов поверхности. При RFV-сушке количество изгибов и перекручиваний было очень низким и значительно отличалось от количества досок, высушенных обычным KD.
4. RFV сушка молодой древесины Eucalyptus nitens улучшила качество древесины для изделий из цельной древесины.
5. В общих чертах и ​​с учетом сметной стоимости обоих процессов сушка RFV более привлекательна для Eucalyptus nitens толщиной 13 мм, чем обычная KD.Снижение затрат эквивалентно примерно 15%.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы благодарят за финансовую поддержку Национальной комиссии по научным и технологическим исследованиям (Conicyt) Чили (Fondecyt № 1160812). Часть этого документа была представлена ​​на ежегодном собрании IAWS 2018 года «Биоустойчивые материалы: ключ к лучшему будущему» в Гвадалахаре, Мексика.

ССЫЛКИ

Ананиас, Р., Диас, К., и Леандро, Л.(2009). «Estudio preliminar de la contracción y el colapso en Eucalyptus nitens », Maderas. Ciencia y Tecnología  11(3), 251–262. DOI: 10.4067/S0718-221X200

00007

Ананиас, Р., Сепульведа, В., Перес, Н., Леандро, Л., Сальво, Л., Салинас, К., Клотье, А., и Элустондо, Д. (2014). «Разрушение древесины Eucalyptus nitens после сушки в зависимости от радиального расположения внутри ствола», Технология сушки 32(14), 1699-1705. DOI: 10.1080/07373937.2014.924132

Аврамидис С. и Лю Ф. (1994). «Характеристики сушки толстых пиломатериалов в лабораторной радиочастотной/вакуумной сушилке», Технология сушки 12(8), 1963-1981. DOI: 10.1080/07373939408962215

Аврамидис С., Лю Ф. и Нейлсон Б. Дж. (1994). «Радиочастотная/вакуумная сушка древесины хвойных пород: сушка толстого западного красного кедра при постоянном напряжении электрода», Forest Products Journal 44(1), 41-47.

Аврамидис С. и Цвик Р.Л. (1996). «Промышленная RF/V сушка пиломатериалов хвойных пород. Часть 2. Характеристики сушки и качество пиломатериалов», Forest Products Journa l 46(6), 27-36.

Аврамидис, С., и Цвик, Р.Л. (1997). «Промышленная RF/V сушка пиломатериалов хвойных пород. Часть 3. Энергопотребление и экономика», Forest Products Journal 47(1), 48–56.

Бренес-Ангуло, О., Бонд, Б., Клайн, Э., и Кесада-Пинеда, Х. (2017). «Сравнение экономической целесообразности традиционной и вакуумной сушки для красного дуба 4/4», Forest Products Journal  67 (7/8), 455-462.DOI: 10.13073/FPJ-D-15-00042

Элустондо, Д., Аврамидис, С., и Цвик, Р. (2005). «Демонстрация повышения ценности пиломатериалов с помощью оптимизированной сортировки пиломатериалов и радиочастотной вакуумной сушки»,  Forest Products Journal  55(1), 76-83.

Эспиноза, О., и Бонд, Б. (2016). «Вакуумная сушка древесины — современный уровень техники», Current Forestry Report  2, 223–235. DOI 10.1007/s40725-016-0045-9

Фу, З., Аврамидис, С., Вэн, X., Цай, Ю., и Чжоу, Ю. (2019).«Влияние механизма радиочастотного нагрева на влагоперенос и стресс при сушке в коробчатом брусе из лиственницы», Технология сушки 37(13), 1625-1632, DOI: 10.1080/07373937.2018.1526191

Гислинг, А. Дж., Альварес, В. Д. К., Сото, Д. А., Пардо, Э. Дж., Поблете, П. А., и Халер, К. (2019). Anuario Forestal 2019 [Чилийский статистический ежегодник лесного хозяйства 2019], Instituto Forestal [Институт лесного хозяйства], Сантьяго, Чили.

Хансманн, К., Стингл, Р., Гонсалес, О., Базо, К., и Реш, Х. (2008). «Высокочастотная вакуумная сушка с использованием энергии свежего Eucalyptus globulus », Технология сушки 26(5), 611-616. DOI: 10.1080/07373930801946759

Харрис, Р. А. (1988). «Стабильность размеров красного дуба и восточной белой сосны, высушенных с помощью радиочастотного/вакуумного и обычного процесса сушки», Forest Products Journal 38(2), 25-26.

Харрис Р.А. и Тарас М.А. (1984). «Сравнение распределения влажности, распределения напряжений и усадки пиломатериалов из красного дуба, высушенных с помощью процесса радиочастотной/вакуумной сушки и в обычной печи», Forest Products Journal  34(1), 44-54.

ИНФОР (2004). Eucalyptus nitens en Chile: Procesos industriales de la madera  [ Eucalyptus nitens в Чили: промышленные процессы обработки древесины ], Informe Técnico N° 64 [Технический отчет № 64], Instituto Forestal [Институт лесного хозяйства], Сантьяго, Чили.

Юнг, Х.-С., Эом, К.-Д., и Со, Б.-Дж. (2004). «Сравнение характеристик вакуумной сушки древесины сосны лучистой с использованием различных методов нагрева», Технология сушки 22(5), 1005-1022. ДОИ: 10.1081/ДРТ-120038577

Ли, Н.-Х., и Юнг, Х.-С. (2000). «Сравнение усадки, деформации и поглощенной энергии при ударном изгибе квадратов из корейского ясеня, высушенных с помощью радиочастотного/вакуумного процесса и в обычной печи», Forest Products Journal  50(2), 69-72.

Лю, Ф., Аврамидис, С., и Цвик, Р. Л. (1994). «Сушка толстого болиголова западного в лабораторной радиочастотной/вакуумной сушилке с постоянным и переменным напряжением электрода», Forest Products Journal 44(6), 71-75.

Лю Х., Чжан Дж., Цзян В. и Цай Ю. (2019). «Характеристики промышленной радиочастотной/вакуумной (RF/V) сушки пиломатериалов твердых пород», BioResources  14(3), 6923-6935. DOI: 10.15376/biores.14.36923-6935

Нойманн, Р. (2015). «Ecnologías eficientes para el secado de maderas», в: Expocorma . Seminario Aserraderos (на испанском языке), Консепсьон, Чили.

Перес-Пенья, Н., Клотье, А., Сеговия, Ф., Салинас-Лира, К., Сепульведа-Вильяроэль, В., Сальво-Сепульведа, Л., Элустондо, Д., и Ананиас, Р. А. (2016). «Гигромеханические деформации при сушке плит Eucalyptus nitens », Maderas. Ciencia y Tecnología 18(2), 235-244. DOI: 10.4067/S0718-221X2016005000021

Перес-Пенья, Н., Чавес, К., Салинас, К. , и Ананиас, Р. А. (2018). «Моделирование стрессов при сушке в древесине Eucalyptus nitens », BioResources 13(1), 1413-1424. DOI: 10.15376/biores.13.1.1413-1424

Перес-Пенья, Н., Элустондо, Д., Валенсуэла, Л., и Ананиас, Р. А. (2020). «Изменение свойств прочности на перпендикулярное сжатие, связанное с анатомической структурой и плотностью Eucalyptus nitens зеленых образцов», BioResources 15(1), 987-1000. DOI: 10.15376/biores.15.1.987-1000

Рабидин З.А., Сенг Г.К. и Вахаб М.Дж.А. (2017). «Характеристики древесины, высушенной с использованием систем камерной сушки и радиочастотно-вакуумной сушки», MATEC Web of Conferences , 108, 10001.DOI: 10.1051/matecconf/201710810001

Реш, Х. (2006). «Высокочастотный электрический ток для сушки древесины. Исторические перспективы», Мадерас. Ciencia y Tecnología  8(2), 67–82. DOI: 10.4067/S0718-221X2006000200001

Реш, Х. (2009). «Сушка древесины электрическим током высокой частоты», в: Университет природных ресурсов и прикладных наук о жизни , Вена, Австрия, стр. 83.

Сепульведа, В., Перес, Н., Салинас, К., Сальво, Л., Элустондо, Д.и Ананиас, Р. А. (2016). «Развитие профилей влажности и деформации во время предварительной сушки Eucalyptus nitens », Технология сушки 34(4), 428-436. DOI: 10.180/07373937.2015.1060490

Ян, Л., и Лю, Х. (2018). «Обзор разрушения древесины эвкалипта и контроля над ним во время сушки», BioResources  13(1), 2171-2181. DOI: 10.15376/biores.13.1.Ян

Статья отправлена: 2 января 2020 г.; Экспертная проверка завершена: 3 апреля 2020 г.; Получена и принята исправленная версия: 3 мая 2020 г.; Опубликовано: 8 мая 2020 г.

DOI: 10.15376/biores.15.3.4886-4897

вакуумная сушка древесины современного искусства

деревянная структура и функция (S Hiziroglu, редакторы секции)

вакуумная сушка древесины современного искусства

Омар Espinoza

1

и BRIAN Bond

2

Опубликовано онлайн: 14 октября 2016 г.

#Springer International Publishing AG 2016

Резюме В этой статье мы рассматриваем опубликованную литературу

по вакуумной сушке древесины. Вакуумная сушка не является новой технологией

, и ее использование для сушки древесины предлагалось с начала 1900-х годов. Технологии вакуумной сушки

древесины можно классифицировать по используемому методу нагрева

. В этой статье мы определяем методы вакуумной сушки в четырех группах

: вакуум кондуктивного нагрева, циклический вакуум, вакуум перегретого пара

и диэлектрический вакуум.

Преимущества сушки древесины ниже атмосферного давления

заключаются в возможности сушки при более низких температурах (и, следовательно, меньшей вероятности развития некоторых дефектов сушки),

значительном сокращении времени сушки, сохранении цвета, большей

энергии эффективность, улучшенный контроль выбросов летучих органических соединений и возможность сушки очень больших поперечных секций.Некоторые характеристики, которые отличают вакуум

от обычной сушки, заключаются в том, что в вакууме основной движущей силой является общий перепад

давления, преобладающим механизмом переноса влаги является объемный поток водяного пара,

и наблюдается большая миграция воды в продольное

направление. В то время как прошлые исследования были сосредоточены на улучшении понимания фундаментальных механизмов вакуумной сушки

и их применения в конкретных отраслях промышленности

и животных, более поздние усилия были сосредоточены на улучшении существующих методов, например, путем улучшения

контроль влажности и использование предварительной обработки для улучшения

качества сушки.[1]. При вакуумной сушке

древесина сохнет при давлениях значительно ниже атмосферного давления, условиях, при которых

вода кипит при более низкой температуре. Быстрее высыхание особенно

, относящихся к производственной среде, где время и объем

гибкость (то есть небольшие партии и очень короткие ведущие времена) имеют важные конкурентные преимущества [2 •]. Исследователи

заявили о других преимуществах сушки в вакууме, которые

обсуждаются далее в этой статье.Однако сегодня вакуумная

сушка древесины ограничивается в основном специальными и нишевыми применениями, такими как сушка очень толстого материала. Целью данного документа

является всесторонний обзор научной литературы

о вакуумной сушке древесины, включая основные технологии,

основные механизмы сушки, качество сушки и промышленные применения.

Эта статья является частью Тематического сборника по структуре и функциям древесины

*Омар Эспиноза

[email protected]

BRIAN BOND

[email protected]

1

1

Биопродукты и биосистемы Инженерное департамент, Университет

Миннесота, 2004 год Follwell Ave, St Paul, MN 55108, США

2

Отдел устойчивых биоматериалов, Virginia Polytechnic

Institute and State University, 1650 Research Center Drive,

Blacksburg, VA 24060, USA

Curr Forestry Rep (2016) 2:223–235

DOI 10.1007/s40725-402-0 Content любезно предоставлено Springer Nature, применяются условия использования.Права защищены.

Сушильная машина для древесины, Вакуумная печь, Сушилка-камера для сушки

Описание продукта

Машина для сушки в печи заставляет влагу в древесине испаряться и рассеиваться, так что содержание влаги в древесине уменьшается, а древесина предотвращается от плесени или эрозии насекомыми, а также расщепления и деформации древесины во время хранения, транспортировки и использования.

Подходит для эффективного устранения стресса древесины (особенно вторичной сушки и балансировки древесины), быстрой сушки толстой древесины большого сечения, быстрой сушки твердой древесины (особенно красного дерева), быстрой сушки небольших партий древесины, сушки напольной и поверхностной плиты, сушка одиночных плит и т. д.

Особенности:

Применяется технология высокочастотной сушки, внутри и снаружи древесины нагревается одновременно, равномерный нагрев, высокая скорость сушки, короткое время сушки и хорошее качество. Который может сохранить естественный цвет древесины, тем временем древесина проветривается в вакуумной среде, не растрескивается, особенно применяется для толстой и твердой древесины или вторичной сушки для древесины.

Древесина выпаривается при низкой температуре в вакуумной среде, плохо деформируется и растрескивается.

Он также может сушить заготовку для полов из массива дерева, плоскостность шпона хорошая, а управление простое.

Напряжение в древесине может быть эффективно устранено, а влажность древесины может быть сбалансирована.

Экологически чистый и безопасный, не требует бойлера.

Типовые параметры сушки: Толщина твердой древесины в сухом состоянии (красная древесина) составляет 6 см, для сушки палисандра требуется всего 6 дней при влажности от 35%-50% до 11%-13%, возможна вторичная сбалансированная сушка древесины. (всего несколько часов).

Корпус бака габаритный изготовлен из нержавеющей стали 304, все трубопроводы выполнены из нержавеющей стали 304, устойчивой к ржавчине, для защиты клинового корпуса и трубопроводов от регулярного антикоррозионного ухода и загрязнения древесины.

тип

554 9 ( M³)

CGGZ-3	CGGZ-4	CGGZ-6	CGGZ-8	CGGZ-10	CGGZ-12	CGGZ-12	CGGZ-20
Эффективный размер упаковочного материала (м)(В)×(Ш)×(В)	1×1×3	1×1×4. 5	1×1×6	1×1×8	1×1×10	1×1×12	1×1×14	1×1×20
3	4 9	6	6	8	10	12	12	14	20
HF Power (KW)	30	30	60895	80	80	80	80	80	80	100
Человеко-машинный интерфейс	Сенсорный экран Автоматический
Вакуум (МПа)07~-0.09

	▶Нержавеющая сталь для люка эллипсоидальная головка и выступ.	▶Вакуумный насос из нержавеющей стали и электромагнитный клапан.
▶ Градирня из нержавеющей стали 304.	▶Автоматическое управление ПЛК, сенсорный экран и человеко-машинный интерфейс, работнику нужно только установить основные параметры, такие как технология сушки, начальная влажность и требуемая конечная влажность, автоматически контролировать весь процесс сушки. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *