Процесс сушки древесины в сушильных камерах

Перед началом сушки помещение камеры и элементы ее оборудования очищают от мусора и пыли.

Затем камеру прогревают сухим воздухом во избежание конденсации влаги на оборудовании и ограждениях камеры. Одновременно с подготовкой камеры пиломатериалы укладывают в штабеля.

В целом камерная сушка пиломатериалов складывается из ряда технологических и контрольных операций, которые выполняют в определенной последовательности.

К технологическим операциям процесса сушки относятся: начальный прогрев древесины, собственно сушка по определенному режиму, конечная (в ряде случаев промежуточная) влаготеплообработка и кондиционирование.

Начальный прогрев древесины проводится после загрузки камеры материалом с целью быстрого прогрева древесины в среде повышенной температуры и влажности.

Собственно сушка следует за начальным прогревом.

В камере устанавливают и поддерживают заданные режимом сушки параметры сушильного агента (воздуха). Сушку заканчивают при достижении материалом заданной конечной влажности.

Для снятия внутренних напряжений, возникающих в древесине при сушке, и опасности растрескивания во второй стадии сушки, в ряде случаев проводят промежуточную влаготеплообработку древесины, часто называемую пропаркой.

После окончания сушки древесину подвергают конечной влаготеплообработке в среде повышенной температуры и влажности.

После конечной влаготеплообработки иногда проводят кондиционирование для выравнивания влажности древесины по объему штабеля.

В процессе сушки выполняют контрольные операции. В течение всего процесса сушки непрерывно или периодически (через 1. 2 ч) ведут контроль за температурой и степенью насыщения сушильного агента. По данным контроля регулируют параметры среды в камере. Один-два раза в сутки контролируют влажность высушиваемых пиломатериалов. По результатам этого контроля изменяют параметры сушильного агента, приводя их в соответствие с режимными.

Начальный прогрев древесины проводится для предупреждения образования внутренних напряжений и сохранения целостности в начальный период сушки. Для этого древесина подвергается быстрому прогреву без испарения из нее влаги в среде с повышенной температурой и высокой влажностью, для чего в камеру подают насыщенный пар при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных патрубках.

Испарение влаги из древесины должно начаться только после полного ее прогрева по всей толщине. Поэтому внутри камеры в период начального прогрева должны быть созданы условия, при которых влага не могла бы испаряться из материала.

Во время прогрева в камере нужно поддерживать постоянную температуру, примерно на 5°С выше температуры первой ступени сушки. В начале прогрева психрометрическая разность может быть значительной, затем ее уменьшают до (3. 2)°.

Начало прогрева считается с момента, когда температура в камере достигнет требуемой температуры древесины в конце прогрева. Начиная с этого момента снижение температуры в камере или резкое падение влажности недопустимо во избежание растрескивания пиломатериалов. Затягивать прогрев не следует во избежание «цветения» древесины.

Длительность прогрева для соснового материала толщиной (35. 50) мм ориентировочно составляет (1. 1,5) ч летом и (1,5. 2) ч зимой на каждый сантиметр толщины материала.

Для пиломатериалов мягких пород продолжительность прогрева равна примерно 6% от ожидаемой продолжительности сушки, а для твердых (1,5. 2)%.

Собственно сушка следует за начальным прогревом. Переход на режим сушки после прогрева осуществляется постепенно. Не рекомендуется принимать срочных мер к удалению избытка влаги из камеры, если психрометрическая разность постепенно увеличивается и без открывания воздухообменных заслонок.

В камере устанавливают и поддерживают заданные режимом сушки параметры сушильного агента (воздуха).

Температуру сушильного агента в аэродинамических сушильных камерах регулируют степенью открытия жалюзи. Для повышения степени насыщенности сушильного агента закрывают приточно-вытяжные патрубки. Если необходимая степень насыщенности не достигается, в камеру подают пар (включением парогенератора). Категорически запрещается включать парогенератор при открытых приточно-вытяжных патрубках. Чтобы уменьшить степень насыщенности, выключают парогенератор и открывают приточно-вытяжные патрубки.

Контроль за режимом сушки и его регулирование ведут по состоянию сушильного агента, поступающего в штабель. За состоянием сушильного агента в камере наблюдают периодически, а в отдельных случаях — непрерывно. Показания записывают в журнал каждый час.

Погрешность поддержания температуры не должна превышать ±2 °С от заданного режимом. При этом погрешность измерения и поддержания психрометрической разности должна быть не более ±1 °С.

Если регламентируемая режимом температура не может быть достигнута по техническим причинам, допускается проводить сушку при более низкой температуре, но с обязательным поддержанием заданной степени насыщенности сушильного агента.

Промежуточную влаготеплообработку древесины проводят в среде повышенной температуры и влажности.

Для создания такой среды в сушильное пространство камеры непрерывно подают пар при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных патрубках.

Промежуточную влаготеплообработку назначают при переходе со второй на третью ступень сушки. Температуру среды поддерживают на (5. 8)°С выше температуры предшествующей обработке ступени режима сушки, но не более 100°С, а психрометрическую разность устанавливают равной (1,5. 2)°С.

Рекомендуется подвергать промежуточной влаготеплообработке пиломатериалы, толщина которых превышает:

• · для сосны, ели, пихты, кедра, осины, липы, тополя — 60 мм;
• · для березы, ольхи — 50 мм;
• · для лиственницы, бука, клена — 40 мм;
• · для дуба, ильма, ореха, граба, ясеня — 32 мм.

При сушке толстого пиломатериала промежуточную влаготеплообработку можно проводить неоднократно. Каждое сушильное хозяйство должно накапливать опыт по продолжительности промежуточной влаготеплообработки в зависимости от толщины и древесной породы материала.

Окончание сушки пиломатериалов

По окончанию сушки для выравнивания конечной влажности древесины по объему штабеля и толщине пиломатериалов проводят кондиционирующую обработку. С этой целью в камере с помощью калориферов и увлажнительных устройств поддерживают такое состояние среды, при котором недосушенные сортименты подсыхают, а пересушенные увлажняются.

Температура среды во время кондиционирующей обработки поддерживается на (5. 8) °С выше температуры на последней ступени режима сушки, но не более 100°С, а степень насыщенности должна соответствовать (по диаграмме равновесной влажности) средней заданной конечной влажности, увеличенной на 1%.

Продолжительность кондиционирующей обработки зависит от многих факторов и назначается в соответствии с категорией качества сушки, а также особенностями камеры и материала.

Для пиломатериалов I категории качества кондиционирующая обработка обязательна. Ее продолжительность ориентировочно равна половине продолжительности конечной влаготеплообработки.

Для пиломатериалов II и III категории качества кондиционирующую обработку назначают по мере надобности в соответствии с результатами контроля равномерности конечной влажности по предшествующим сушкам аналогичного материала. Выгрузка штабелей из сушильной камеры должна производиться только после их предварительного охлаждения в камере (во избежание растрескивания, особенно в зимнее время) до температуры не выше 40°С, после чего камеру в течение нескольких часов осторожно проветривают через приоткрытые двери, затем окончательно охлаждают интенсивным проветриванием и разгружают.

Продолжительность охлаждения до температуры (30. 40)°С принимается из расчета около 2 ч на каждый сантиметр толщины пиломатериала.

При охлаждении толстого материала со значительной конечной влажностью возможен пуск в камеру в небольшом количестве увлажнительного пара, задерживающего пересыхание поверхности охлаждаемого материала.

До поступления в производство материал должен окончательно охладиться на складе (тонкий — 1 сут, а толстый — не менее 2 сут) в сушильных штабелях. В случае разгрузки теплого материала возникнет дополнительное коробление, искривление и т.п. освободившихся от зажатия досок, не достигших еще более жесткого стабильного состояния.

Не следует оставлять сухой и особенно тонкий пиломатериал на длительный период в сушильных штабелях. Оставляемые в запас сухие пиломатериалы следует хранить в плотных пакетах, закрывая торцы, которые быстрее поглощают влагу.

Сушка дерева – обязательный этап обработки пиломатериала. Избыток влаги удаляется путем испарения, а натуральный материал достигает необходимой кондиции перед его применением. Столяры знают, что без этого технологического процесса дерево не будет прочным. Оно будет коробиться, трескаться и гнить, а это уже серьезные проблемы. Если хотите получить эффект от работы с деревом, нужно знать, как правильно сушить древесину, и какими способами сделать это.

Способы

Есть несколько методов, позволяющих просушить заготовленный лес своими руками, и все они направлены на получение высококачественного строительного сырья с нужными физическими параметрами. Независимо от того, какой метод будет выбран, перед тем как высушить древесину, ее внимательно осматривают на предмет дефектов.

Дедовские секреты

Технология выпаривания пришла к нам из прошлого, и заключается она в погружении досок в емкость, наполненную горячей водой (около 70 ˚C), поверх которых засыпались опилки. После такого отпаривания материал не растрескивался, а само дерево дополнительно получало эластичность и плотную структуру. Известен способ парафинирования, когда на несколько часов заготовку окунали в жидкий, разогретый до 40 °C парафин. После такой процедуры доска не коробилась, дополнительно приобретала красивый темный тон.

Процесс сушки древесины путем парафинирования применялся при производстве посуды. Мастеру оставалось декорировать чашки и миски узорами, а затем покрывать их сверху защитным слоем лака. Готовые изделия были настолько прочными, что даже при перепаде температур сохраняли первоначальный вид, и ни одна трещина не могла испортить плоды мастера.

Метод естественной сушки

Естественная сушка древесины демонстрирует, как просушить заготовки при комнатной температуре, не пользуясь дорогим оборудованием. Если имеем дело с кряжем, покрытым корой, то верхнее покрытие не снимается, а на нем делаются насечки поперек ствола. Можно оставить полоски коры толщиной не более 10 см по краям кряжа.

Естественная сушка пиломатериалов гарантирует отсутствие трещин у лиственных пород дерева, таких как береза, липа или осина, однако торцы бревен все же лучше просмолить или покрыть маслом.

Помещение, в котором высушивается древесина, должно быть сухим и хорошо проветриваться. Следите за тем, чтобы прямые солнечные лучи не попадали на бревно, иначе его поверхность снаружи чрезмерно перегреется, а внутренняя задержит влагу, отчего материал с высокой долей вероятности будет растрескиваться. Правильный способ сушки пиломатериала подразумевает его укладку штабелем на подставку. Расстояние должно быть не менее 60 см от земли, при этом между заготовками необходимо обеспечить вентилируемые зазоры.

На вопрос, можно ли качественно просушить доски, установленные на кромки, ответ категорический – нет. Это довольно быстрый домашний метод сушки, но при нем лесоматериал часто коробится и растрескивается. То же касается и сушки древесины на торцах, после которой брус приходится подрезать. Это нужно учитывать при планировании необходимой длины заготовок. Полноценная сушка дуба или любого другого сорта дерева таким способом длится не менее двух-трех лет, и это серьезный недостаток, ведь не всегда мастер располагает временем. К неоспоримым преимуществам естественной сушки можно отнести ее простоту и отсутствие денежных затрат. Если не устраивают сроки проведения манипуляции, а брус нужно высушить быстро, пусть и с дополнительными расходами, можно использовать сушильную камеру.

Сушка в камере

Камерная сушка пиломатериалов относится к усовершенствованным современным методам, позволяющим получить отличный результат быстро. Это возможно сделать, если готовы к финансовым вложениям. Преимуществом ускоренной сушки древесины, которая проводится в промышленных условиях, является то, что вы без проблем добьетесь желаемых параметров влажности. Камерный процесс осуществляется следующим образом: тележки с пиломатериалом подаются в сушильную установку, где под воздействием газообразной среды протекает удаление жидкости из древесной структуры. Режим сушки может меняться в зависимости от требований и по усмотрению мастера.

Камеры ПАП – это металлические сушильные камеры, внутри которых установлено специальное оборудование, обеспечивающее аэродинамический подогрев. Согласно технологии, в камеру под низким давлением регулярно нагнетается пар. Несмотря на всю простоту такого метода, дешевым его не назовешь, ввиду дороговизны электроэнергии, отчего существенно возрастает себестоимость обрабатываемого материала.

Ротационный метод

Существует еще один действенный метод, при котором удается сушить брус посредством воздействия центробежной силы. Уложенные на платформе штабелями доски размещаются внутри отапливаемого помещения. Центробежная сила обеспечивает равномерное перемещение влаги изнутри бревна к его торцам и наружным поверхностям.

Интенсивно перемещающийся горячий воздух позволяет быстро высушить пиломатериал до нужной кондиции, а в качестве источников тепла здесь выступают лампы или предназначенные для таких целей плиты. Ротационная или инфракрасная сушка, при которой излучение проникает в древесину на глубину до 12 см, может осуществляться всего несколько минут, чем данный метод заметно выигрывает у камерного, а атмосферная сушка древесины, длящаяся не один год, остается в части эффективности далеко позади.

Кондуктивный метод

Если вам необходимо удалить влагу из тонкого материала, такого как фанера или шпон, лучше предпочесть кондуктивную (контактную) сушку, при которой принято использовать пресс. Листы зажимаются между прогретыми до определенной температуры плитами, непосредственно контактирующими с обрабатываемым материалом – отсюда и название метода. Контактная, или вакуумная сушка древесины, позволяет обойтись без вентиляторов. Тем самым экономится электроэнергия. Не нужна система увлажнения и многочисленные термометры. В качестве вспомогательного оборудования в вакуумных установках задействуются датчики влажности, управляют которыми извне. Отсутствие агрессивных температур и мягкий процесс испарения влаги уберегает просушенную древесину от деформации.

Атмосферный метод

Атмосферная сушка – хороший пример того, как высушить доски в домашних условиях без дополнительных энергозатрат.

Эффективность атмосферной сушки напрямую зависит от ряда факторов, таких как климатические условия, время года или температура и влажность воздуха. Для установки складских приспособлений потребуется место, а также соблюдение несложных правил:

• сушилка в сарае или под навесом должна интенсивно проветриваться;
• деревянный материал складируется в несколько рядов с обязательными технологическими зазорами;
• чтобы дерево не повело и не покоробило, его сверху обычно прижимают чем-то тяжелым.

В условиях сухой погоды атмосферная сушка позволит достичь 12–48% влажности, а для получения более существенных показателей может быть применен комнатный метод в отапливаемом помещении.

Сушка в жидкой среде

Быстрая сушка в жидкостях является дополнительной мерой перед обработкой заготовок антисептическими средствами. В качестве активного агента здесь могут использоваться водно-солевые растворы или гидрофобные составы (сера, парафин, жидкие металлы).

Длительность может зависеть от мощности теплообменника, установленного в сушильной камере, и интенсивности перераспределения тепла внутри волокон, в зависимости от породы дерева. Доску погружают в жидкость и доводят до кипения, поддерживая оптимальную температуру до удаления свободной влаги, на что требуется в среднем от 3 до 20 часов.

Помимо этих способов, существует ряд других методов (радиационный, индукционный, СВЧ, холодильный), но ни один из них не возможен в домашних условиях из-за специфики оборудования и его дороговизны. Что касается времени сушки, то при ускоренных искусственных способах лесоматериал сохнет всего пару часов. Правильно высушенная древесина прослужит в виде готового изделия не одно десятилетие, в то время как заготовка с излишней влажностью быстро придет в негодность, поэтому игнорировать столь важный технологический процесс нельзя.

Сушка древесины и пиломатериалов – важнейшая операция по улучшению и облагораживанию древесины.

В течение этой процедуры материал меняет свои физико-механические, технические и эксплуатационные качества. Также меняется соотношение содержащихся в материале экстрактивных веществ. Процесс направлен на улучшение всех имеющихся свойств.

Процесс сушки протекает в несколько этапов. Вначале испаряется влага с поверхности древесины, затем наступает очередь находящихся в глубине древесины слоев. Более тонкие части высыхают быстрее, влага начинает движение от утолщенных мест к более тонким, уже подсохшим.

Если процесс происходит технологически неправильно, тонкие древесные слои начинают как бы сжиматься.

Итог этого – древесина растрескивается и коробится. Чтобы этого не происходило, древесные заготовки обрабатывают смесью мела и олифы, которые наносят на срезы заготовок, с их торца.

Поэтому древесину лучше заготавливать в форме брусьев, досок и прочих геометрических фигур.

Ни одна из необходимых для обработки операций не вызывает столь значительные изменения свойств древесины, как ее сушка. Различные режимы этого процесса обусловлены породными и иными особенностями пиломатериалов: районом произрастания, плотностью дерева, местом вырезки и т. д. Подобранный сразу режим нередко нуждается в коррекции в процессе сушки.

Промышленная сушка

Выбор подходящего режима зависит от породы дерева и толщина исходного материала. Чтобы доски при проведении процедуры не коробились и не трескались, их предварительно пропаривают в камерах с влажным паром.

Сначала материал хорошо прогревают один-два часа при t 50°. Затем ее повышают до 60°, и повторяют процедуру пропарки. Ее можно повторять до трех раз при необходимости.

Для мягких пород используют температуру t° от 40 до 75 градусов, для твердых сортов от 35 до 55. В любом случае, этот показатель не должен быть выше 80°С. Если температура поднимается выше, происходят необратимые изменения в поверхностных слоях материала. Дерево как бы закаливается, что существенно затрудняет его дальнейшую обработку инструментами.

Между влажностью воздуха и содержанием влаги в материале имеется строгая зависимость. Ее можно определить с помощью особого прибора – психрометра, служащего для определения влажности и температуры воздуха в сушильных камерах. Последние носят название сушила. Существуют различные методы сушки древесины.

Заводской способ предполагает использование специальных камер для сушки. Это паровоздушные сушила периодического действия, имеющие реверсную циркуляцию. Полученный материал, выгруженный оттуда, двое-трое суток выдерживается в производственном цехе. В это время происходит нормализация материала, то есть его освобождение от поверхностных и внутренних напряжений, обретенных в процессе сушки.

Существуют также газовые камеры для сушки древесного материала. В таких устройствах периодического действия, чтобы избавиться от ненужной влаги, используют особый бездымный газ.

Его получают при сжигании в топках сырых отходов дерева. С помощью высоконапорного осевого вентилятора, через специальные газоходы, он подается на штабеля пиломатериалов. Конструкция системы предполагает наличие парового увлажнителя.

В деревообрабатывающей промышленности используют газовые аппараты, действующие на природном газе. Они оснащены топкой, температура в которой при горении достигает 1300°С. Но прежде чем попасть в сушилку, смесь циркулирует и охлаждается, приобретая ко времени попадания в камеру температуру 100 градусов. Рабочая смесь бездымна. Если работа такой камеры хорошо отлажена, то высушенные в ней пиломатериалы остаются светлыми. Каждая из них может вместить четыре больших штабеля досок. Также они применяются для обычной, рядовой сушки хвойных пород дерева.

Для скоростной сушки строительного материала используются электрические сушилки, в которых применяются высокочастотные токи. Такая процедура длится недолго – время сушки составляет лишь несколько часов, а качество ее высокое. Дерево высыхает равномерно: без изъянов, коробления и трещин. Количество брака при таком способе сушки оказывается значительно меньшим, чем при газовом и паровом методе – его показатель составляет менее пяти процентов.

Особенности нагревания диэлектриков и полупроводников (к ним принадлежит и дерево) в электрическом поле высокой частоты состоят в том, что температура всего обрабатываемого материала заметно повышается в небольшой отрезок времени. Влажную доску за три минуты можно нагреть до 100 градусов по всей ее толщине. Мощность поглощаемого материалом тока регулируется параметрами электрического поля (его изменением посредством регулировки).

Домашняя сушка древесины

Кроме промышленных способов сушки древесины существуют еще и домашние.

С помощью микроволновки

Преимущества такого метода состоят в том, что при его использовании в деревянном массиве не образуются крохотные трещины, способные превратить в брак до полутора сантиметров материала с каждого торца, а в отдельных случаях даже разломать заготовку на куски. Под воздействием СВЧ-нагрева в волокнах лигнина происходят изменения, благодаря которым высушенный таким способом предмет теряет свою чувствительность к резким изменениям влажности.

Для процедуры сушки подойдет не слишком мощная, бюджетная модель микроволновки без лишних опций. Главное, чтобы у нее имелся режим малой мощности. Обычно он соответствует отметке «defrost», или «разморозка». Камера должна иметь размеры, достаточные для того, чтобы разместить в ней поделки или заготовки из дерева. Нередко в ширину камера имеет большие размеры, чем в глубину.

СВЧ сушка древесины: техника

Отдельные заготовки удобнее сушить целиком, некоторые лучше распилить. Если уже известно, для они предназначены, то пилят по размеру будущих изделий, с припуском. Допускается сушить заранее обработанную заготовку, которая также должна иметь хотя бы маленький припуск. Следует помнить о том, что изделие в процессе сушки может деформироваться. Круглый предмет может сделаться более овальным.

Тот, кто часто работает с деревом, постепенно приобретает опыт. Мастера могут предполагать, какой реакции ждать от какой породы дерева, как именно какой сорт деформируется, и делать соответствующий припуск. Если оставить обработанную сырую заготовку на столе, она может лопнуть.

Микроволновка: сушка в домашних условиях

Перед началом процедуры заготовка взвешивается, вес записывается. Завернутая в полиэтиленовый пакет со сделанными отверстиями вещь помещается в середину печи, выставляется минимальная мощность. Время обработки зависит от размеров предмета. Затем заготовка остужается прямо в пакете, и прогревается снова. Конденсат из пакета сливается, вещь взвешивается.

Весь цикл повторяется несколько раз, пока масса не станет постоянной, перестав уменьшаться.

Если в первой попытке вещь растрескается, необходимо или еще уменьшить мощность, или загерметизировать торцы заготовки. Капы перед помещением в пакет заворачивают в газеты. С прочими заготовками тоже можно так поступить: это уменьшит вероятность растрескивания дерева.

После остывания, перед очередным циклом, газеты меняются на новые. При наличии в массиве смоляных карманов, последние могут, закипев, разорвать его, и испачкать смолой печь. Здесь тоже поможет заворачивание в бумагу.

Естественная сушка древесины на воздухе

Это доступный и чрезвычайно простой способ. Доски штабелем располагаются под навесом, чтобы на них не попадали осадки и солнечные лучи. Для них должно быть подготовлено специальное ровное основание, для оборудования которого можно использовать рельсы, бревна, толстые трубы или бруски. На это основание поперек укладывается пиломатериал.

Между землей и нижним слоем досок должно быть расстояние от 0,3 м. Землю под штабелем лучше накрыть листами рубероида, соломой или сеном. Сохнет лес довольно долго: этот процесс может занять до нескольких лет. В теплое время процесс идет более активно.

Торцы леса покрывают специальной смесью, содержащей в составе известь. С боков штабель укрывается от струй косого дождя и от сильного ветра. Предпринимаются специальные меры, предупреждающие быстрое высыхание и растрескивание материала. Поперек досок, между слоями сохнувшего леса, на расстоянии метра друг от друга, укладываются прокладки: крайние из них располагаются вровень с торцами досок в штабеле.

При таком способе сушки древесины своими руками на концах досок образуются обязательные трещины. По этой причине длина заготовок должна быть несколько больше планируемых изделий. Ведь после окончания сушки, треснувшие концы досок придется спилить. При такой сушке, осуществляемой в сухих и теплых условиях, оставшаяся в древесине влажность составляет около 20 процентов.

Материал, планируемый использовать для внутренних работ, следует переместить в отапливаемое помещение для окончательной сушки.