Способы высушивания древесины

Что такое сушка древесины?

Сушка древесины – это удаление из нее влаги путем испарения и один из самых ответственных технологических этапов производства бруса. Именно качество просушки лежит в основе таких важных характеристик древесины как прочность и сохранность дерева, а также стабильность деревянного материала, его неподверженность к различным деформациям и растрескиванию. Больше того, благодаря термическому воздействию во время сушки на дереве сразу уничтожаются различные грибки и вредные микроорганизмы, таким образом, когда брус высушивается, он заодно и антисептируется.

Зачем древесину сушат?

По своей природе дерево гигроскопично, то есть ему свойственно впитывать либо отдавать влагу воздуху. Поэтому дерево может характеризоваться разной степенью влажности. Например, влажность свежесрубленной древесины составляет 50-100%. От показателя влажности напрямую зависят свойства деревянного материала, например недостаток или избыток влаги в древесине обычно приводит к изменениям ее формы. Потому что это «живой материал», который постоянно находясь в динамике, отдает влагу или впитывает ее, меняясь при этом в объеме. От высокой влажности древесина разбухает, а от недостатка влаги усыхает. Резкий перепад температурно-влажностного режима вообще приводит к плачевным последствиям в виде трещин и деформаций на древесине. Поэтому очень важно держать под контролем влажность материала на всех технологических этапах производства деревянных изделий и их эксплуатации.

Сушка древесины проводится для того, чтобы стабилизировать дерево и превратить его из природного сырья в промышленный либо строительный материал со значительно улучшенными биологическими и физико-механическими характеристиками.

Просушивание деревянного материала может быть длительным и энергоемким. Тепловую энергию для сушильных камер вырабатывают котельные. Тепловыми носителями в основном являются горячая вода, пар, электроэнергия. Эффективно можно приспособить установки сжигания древесных отходов в виде стружки или опилок для получения тепловой энергии для процесса сушки, за счет этого можно организовать безотходное деревообрабатывающее производство. В сушильных камерах должен соблюдаться температурный режим и специальные параметры технологического процесса, которые измеряют с помощью психрометра. Современный процесс сушки древесины управляется и регулируется автоматически.

Традиционными сушильными камерами сегодня являются конвективные сушилки, наряду с ними популярность приобретают вакуумные и конденсационные сушки. Именно в вакуумных сушках лучше всего можно просушить твердые породы дерева и брус крупных сечений, кроме того вакуумные сушки отличаются особенно высокой скоростью. Установка и организация работы таких камер требует значительных капиталовложений. Конденсационные сушилки целесообразно использовать в случае, если электроэнергию использовать будет дешевле, чем другой вид теплоносителя.

Какие есть способы сушки дерева?

В деревообрабатывающей промышленности существуют разнообразные способы сушки древесины, которые отличаются разными принципами работы и воздействия на материал:

• атмосферная сушка,
• камерная,
• контактная,
• сушка древесины в масляном составе петролатума,
• сушка в поле высокочастотных токов,
• индукционная,
• ротационная,
• радиационная,
• сушка в камерах ПАП.

Атмосферная сушка

Это естественное просушивание древесины на открытом воздухе, как правило, на складах или под специально возведенными навесами, в теплые летние месяцы, когда сухой воздух поглощает пары влаги из дерева. Воздух низкой температуры практически не поглощает влагу, поэтому зимой атмосферная сушка останавливается. Исходя из вышесказанного, атмосферную сушку древесины лучше применять на этапе, предшествующем сушке деревянного материала в специальной камере.

Камерная сушка

Происходит в специальных регулируемых камерах, где для просушивания материала используется нагретый до определенной температуры воздух или перегретый пар при атмосферном давлении. С помощью регулировки, в камере создаются условия, при которых можно достичь любой конечной влажности материала. Кроме того камерная сушка не подвержена внешним атмосферным воздействиям, поэтому осуществляется гораздо быстрее если сравнивать длительность процесса с атмосферной сушкой.

Контактная сушка

Данный способ лучше всего подходит для тонкого, листового материала, например, фанеры или шпона. При контактной сушке материал сжимают под прессом между двумя нагретыми плитами, передавая ему тепло путем непосредственного контакта, отчего данный способ и называется контактной сушкой.

Сушка древесины в масляном составе (петролатумная)

Проделывается с помощью погружения деревянного материала в емкость, наполненную маслянистым веществом, с температурой выше 100°С. Суть данного способа высушивания дерева состоит в следующем: находящаяся в древесине влага, быстро нагреваясь, стремится испариться, преодолевая сопротивление масляного жидкого состава. У данного способа сушки есть свои преимущества и недостатки. Преимуществом можно назвать высокую скорость просушивания древесины, которая происходит в пять-семь раз быстрее, чем в сушильной камере, при температурном режиме петролатума от 120°С до 130°С. Но есть у данного способа и существенный недочет – петролатум проникает внутрь древесины и затрудняет ее механическую обработку, склеивание и не дает осуществить качественную лако-красочную отделку. Из-за этого петролатумный способ сушки целесообразно применять для высушивания промышленных деревянных деталей, которые не планируется подвергать в дальнейшем механической обработке. Для таких деталей пропитка маслом иногда даже полезна, так как является гидрозащитным барьером.

Сушка древесины в электрическом поле токов высокой частоты

Данный способ представляет собой высокоинтенсивную сушку древесины, которая сама по себе плохой проводник электрического тока, но если ее поместить в электрическом поле ТВЧ между обкладками высокочастотного конденсатора - очень быстро нагревается. На этом свойстве и базируется принцип диэлектрической сушки, или сушки ТВЧ, который отличается значительной скоростью прогрева дерева и высокоинтенсивным испарением из него влаги. Это наиболее дорогой способ сушки, требующий установки сложного оборудования. Поэтому на сегодняшний день сушка древесины в электрическом поле токов высокой частотности пока что не нашла широкого применения в промышленности.

Индукционная сушка

Ферромагнитный металл хорошо нагревается внутри соленоида в переменном электромагнитном поле. Это свойство металла используется в процессе индукционной сушки. При контакте с нагретым ферромагнитным металлом дерево в свою очередь тоже хорошо нагревается и сушится. Чтобы выполнить сушку индукционным способом, материал укладывают на подкладку и сетку из ферромагнитного металла. Каркас обматывают электропроводом с большим сечением, который образует соленоид, внутри каркаса помещают штабель. Сетка, выступающая сердечником соленоида, интенсивно нагревается и передает тепло доскам. Обязательно стоит отметить такой интересный момент, что качество пиломатериалов после индукционной сушки низкое, а себестоимость сушки выше, чем в обычной камере. Поэтому индукционная сушка не находит широкого промышленного применения, а используется для сушки малого объема пиломатериалов.

Ротационная сушка

Ротационная сушка осуществляется по принципу центробежной силы следующим образом: пиломатериалы укладываются на подкладках в штабель, который устанавливается на платформе карусели внутри отапливаемого помещения. Когда карусель вращается, центробежная сила способствует перемещению вдоль досок свободной влаги внутри древесины к наружной плоскости и к торцам. Внутри штабеля создается интенсивное направленное движение нагретого воздуха, за счет которого происходит равномерному и более быстрому просушиванию материала, чем в обычных камерах. Сушка ротационным способом отличается громоздкой конструкцией и неудобством блокировки карусельной камеры, поэтому в промышленности этот способ не применяют.

Радиационная сушка (сушка инфракрасными лучами).

Принципом радиационной сушки является подача тепла древесине от источника прямым излучением. В роли источника можно использовать специальную электролампу или плиту, нагреваемую до красного каления (керамическую или чугунную). Лучистая теплота представляет собой прямолинейно распространяющийся поток инфракрасных лучей. Поэтому такое излучение может задерживаться любым объектом, который может находиться на пути потока. Из-за этого с помощью лучистой теплоты можно высушивать предметы, которые полностью открыты для облучения. Теплое излучение легко проникает на 10—12 мм в глубину древесины. Задействовав двусторонний обогрев, можно высушить доски хвойных пород толщиной 20—25 мм за несколько десятков минут. Конечно, это очень быстро, но так как радиационная сушка подразумевает просушивание предметов в свободном состоянии, без какой-либо фиксации материала, это приводит к его неизбежному короблению.

Сушка в камерах ПАП (Камеры периодического действия с аэродинамическим подогревом)

В основе действия данного способа сушки находится центробежный вентилятор с лопатками специального профиля. Его ротор производит циркуляцию воздуха и генерирует тепло. Создаваемый ротором поток воздуха в замкнутом контуре вырабатывает механическую энергию, которая превращаясь в тепловую, нагревает воздух до высокой температуры. Регулируя мощность воздушного потока, можно изменять степень нагрева воздуха, который передает свою теплоту высушиваемому материалу путем конвекции при высокой скорости циркуляции.

Как определить качество сушки?

Для того, чтобы после сушки материал улучшил свои качественные характеристики, он должен пройти процесс стабилизации, блокирующий гигроскопичность древесины. Как раз искусственная сушка при высоких температурах от 60 градусов, в противовес атмосферной, стабилизирует древесину. А в результате атмосферной сушки дерево все равно остается гигроскопичным и сохраняет способность поглощать или отдавать влагу.

Чтобы определить, качественно ли просушена древесина, рассматривают следующие показатели:

• насколько соответствует средняя по сечению влажность высушенного материала влажности, заданной по технологии изготовления изделий;
• какое отклонение влажности древесины в разных частях штабеля от средней влажности материала (показывает равномерность конечной влажности);
• есть ли перепад влажности по толщине материала, и какая величина перепада;
• показатель остаточных напряжений (величины упругих деформаций) в высушиваемом материале.

На завершающем этапе сушки древесины по толщине материала может оставаться заметный перепад по проценту содержания влаги. Если такую древесину подвергнуть сразу механической обработке, то из-за нарушения равновесия внутренних напряжений она может значительно деформироваться. Поэтому в конце процесса сушки очень важно выровнять влажность по сечению материала и снять упругие деформации с помощью специальной тепловлагообработки. То есть нужно провести дополнительный сквозной прогрев материала, одновременно увлажняя его поверхностность, после чего качество сушки значительно улучшается.

Как происходит сушка материала на нашем предприятии?

Сушка бруса на нашем производстве происходит в специальной камере, где в условиях вакуума и при температуре 130°C происходит полное и равномерное просушивание бруса любой толщины до 16% влажности. Это обеспечивает безупречную стабильность стенового материала. Такой способ сушки делает профилированный брус нашего производства лучшим по эксплуатационными свойствам, сравнительно с брусом конвекционной сушки и материалом естественной влажности. На сегодняшний день, мы являемся единственным украинским предприятием, где есть такая уникальная технологическая линия по производству именно целостного (не клееного) сухого профилированного бруса. Аналогов нет, вы можете убедиться в этом, приехать к нам и понаблюдать технологический процесс своими глазами. Мы производим цельный сухой профилированный брус, который дешевле клееного бруса, но гораздо превосходит его по техническим и эксплуатационным характеристикам. При этом наш материал обладает огромным преимуществом в виде целостности древесины и отсутствия химических элементов, а следовательно экологичности, стабильности и прочности, что в итоге дает возможность построить качественный, добротный дом. Производственные мощности нашего предприятия позволяют реализовать до 140 м³ сухого профилированного бруса в месяц и с легкостью выполнять заказы на любое количество домов в установленные сроки.

Прямо сейчас на нашем сайте dominant-wood.com.ua можно посмотреть в режиме онлайн, как происходит производственный процесс. Так вы больше узнаете о работе нашей компании «Доминант». А если вы уже приняли решение построить дом из бруса, переходите в раздел «Проекты» есть огромное количество готовых предложений домов на любой вкус в широком ценовом диапазоне.

Приятного выбора экологичного, надежного и уютного жилья, которое строительная компания «Доминант» с радостью построит для вас в самые короткие сроки!