Какая технология сушки древесины лучшая: процесс и виды — в сушильных камерах и своими руками – Обзор

Процесс сушки древесины

Первостепенной задачей такого процесса, как сушка древесины, является процесс испарения излишней влажности из древесного материала. Данные процессы протекают постепенными этапами:

  1. Изначально происходит высыхание поверхности древесины;
  2. Далее изнутри дерева происходит выделение влаги снова на поверхность;
  3. Затем происходит повторение просушки поверхностных слоев дерева.

Процесс высушивания древесины

По итогам данного процесса происходит своеобразное выравнивание режима влажности дерева и окружающего воздуха. В принципе, данный процесс досконально изучен за тысячелетия использования дерева в строительстве: хотя, на сегодняшний день, появляются все новые и новые технологии.

Технологии и способы сушки древесины

Вакуумная (камерная)

Сушка древесины в вакуумных сушильных камерах — предполагает создание пониженного давления в камере, загруженной штабелями пиломатериала. Влага, которая находится в виде насыщенного пара над поверхностью древесины, удаляется совместно с сушильным агентом. Роль последнего выполняет воздух, который в небольшом количестве подается в камеру.

Изменение степени вакуума и подачи воздуха позволяет регулировать скорость удаления воды. Для материала различной формы и размеров применяются строгие условия обезвоживания, чтобы сохранить постоянство влажности по всему объему.

В зависимости от типа и размеров древесины, время сушки длится от нескольких дней до месяца. Легче всего высушиваются легкие хвойные породы (сосна, ель), а тяжелые дубовые доски приходится выдерживать до глубокого удаления влаги 3-4 недели.

Фото камер для сушки древесины

Конденсационная

Основана на постоянном продувании сушильной камеры потоком сухого нагретого воздуха. Отработанная влажная воздушная смесь направляется в охлаждающий теплообменник, в котором вода конденсируется после достижения воздухом точки росы.

Данный способ наиболее полно имитирует естественную сушку древесины. Если температура не поднимается выше 40-60 ?С, то структура материала не деформируется и не подвергается значительной усадке.

Конденсационное удаление влаги является развитием классической камерной сушки, при которой дерево выдерживается в потоке горячего воздуха. Условия камерной сушки регулируются нормативной документацией и включают мягкий, нормальный, форсированный и высокотемпературный режимы. Процесс может происходить непрерывно в камерах большого объема и протяженности, что обеспечивает повышенную производительность.

Естественная

Производится до достижения воздушно-сухого состояния дерева (порядка 25-30 %) и не обеспечивает удаления гигроскопической влаги. Полученный этим способом пиломатериал обычно применяется в строительных целях при возведении каркасов конструкций, прошедших специальную обработку от огня и гнили опорных сооружений.

Сушку в естественных условиях производят в закрытых от попадания осадков помещениях с хорошей вентиляцией. При укладке материал располагается штабелями, в которых между досками остаются расстояния для обеспечения проветривания.

Как правильно сушить древесину атмосферным (естественным) способом расскажет видео:

Импортные лучше?

Не могу согласиться с мнением, что перспектива развития сушки древесины в России заключается только в приобретении импортных сушильных камер. Сложившийся стереотип, что импортные сушилки, хоть и значительно дороже по стоимости, но позволяют высушивать более качественно, чем отечественные, надуман и не имеет веских и однозначных подтверждений. Часто в подтверждение этому приводится не самый лучший пример с отечественным и зарубежным автопромом. Тогда напрашивается вопрос: можно ли вообще качественно сушить не в импортных сушилках? По-моему, высушивать, если уж не лучше, то точно на таком же качественном уровне, можно и в отечественных сушильных камерах.

Главными козырями импортных сушильных камер является их корпус, состоящий из алюминиевых панелей, а также системы автоматического управления, обеспечивающие качественную сушку.

Однако же корпус сушильной камеры из алюминия могут качественно изготовить и большинство отечественных предприятий. Кроме того, российские производители также комплектуют свои разработки импортными комплектующими (вентиляторами, теплообменники, системой управления и др.). Я уверен, что и отечественные компании вполне способны разрабатывать и изготавливать новые конкурентоспособные конструкции сушильных камер.

На практике, при использовании именно импортных камер возникают проблемы, чаще всего связанные с эксплуатацией системы автоматики процесса сушки. В большинстве случаев сушат пиломатериалы по заводским программам, установленным в блоке управления, и поэтому полностью полагаются на автоматику. Даже при незначительном сбое в её работе персонал теряется, и не все умеют адекватно управлять камерой в ручном режиме.

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 камерыогромное количество мощности электроэнергии для правильной работынебольшая загрузка, примерно 5-8 м3.

В подобных устройствах лесоматериалы сушатся на протяжении одного-двух дней. Например, чтобы высушить 40 м3доски 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 днейдубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 16 – 18 днейдубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 15 днейдубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 9 днейсосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 5 -6 % примерно за 8 днейсосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 5-6 % за 6 днейстроительный 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.

Технология просушивания древесины

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

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

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

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

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

Важно правильно установить цикличность процессов и соблюдать все режимы сушки древесины

Виды сушки пиломатериалов

Естественная (атмосферная) сушка

Преимущества:

Экономичность — в сравнении с любыми другими методами себестоимость этого вида сушки минимальна.

Технологическая простота — для организации потребуются только навесы, которые можно поставить где угодно, а сам процесс сушки происходит без специального контроля.

За счет продолжительности процесса высыхание происходит равномерно, что снижает вероятность появления трещин.

Недостатки:

Влажность древесины при естественной сушке можно снизить только до 18—22%.

Высокая продолжительность процесса — от нескольких недель до года, большая зависимость от погодных условий (температура и влажность воздуха) и времени года. Здесь можно говорить и о неэффективном использовании площадей, и о большом цикле производства, что в конечном итоге ведет к потерям возможной прибыли.

Процесс сушки невозможно регулировать, что не всегда позволяет получить желаемый результат.

Конвективные сушильные камеры

Преимущества:

Влажность пиломатериала можно понизить до 10%.

Процесс сушки можно регулировать по температуре и интенсивности, исходя из вида пиломатеирала, что позволяет снизить вероятность растрескивания, деформаций.

Значительное сокращение сроков сушки по сравнению с естественной.

Требуется меньше производственных площадей.

Недостатки:

Отсутствие мобильности (в отличие от мобильных навесов, конвективная камера — это стационарное сооружение).

Камерная сушка требует значительно больших финансовых вложений, чем при организации естественной сушки.

Чрезмерно интенсивная сушка приводит к к появлению больших трещин. Если неправильно рассчитать нужную температуру, верхние слои древесины высохнут и дадут усушку, тогда как внутренние останутся влажными — и с прежними размерами, что и приводит к трещинам верхних слоев.

Вакуумные сушильные камеры

Достоинства:

Меньшая вероятность растрескивания материала по сравнению с естественной и камерной сушкой

Быстрая скорость сушки.

Подходит для любых пиломатериалов

При вакуумном способе сушки происходит удаление излишней смолы.

Недостатки:

Большие затраты на электроэнергию.

Небольшая загрузка (примерно 5-8 м3) сводит на нет преимущество скорости процесса при необходимости просушить большое кол-во материала.

Контактные (кондуктивные) сушильные камеры

Преимущества:

Поскольку пиломатериалы в процессе сушки находятся под давлением, весь объем нагревается равномерно и одновременно, что полностью исключает деформацию.

Крайне быстрый цикл сушки — от нескольких минут.

Компактные размеры агрегата.

Недостатки:

Высокая себестоимость кубического метра.

Пожароопасность — поскольку древесина непосредственно контактирует с нагревающей поверхностью

При излишне большой выдержке возможно потемнение древесины.

Сушка в поле токов высокой частоты (ТВЧ)

Преимущества:

Сушка происходит равномерно по всему объему древесины, что снимает напряжение и сводит к минимуму риск возникновения трещин.

продолжительность сушки по сравнению с естественной и конвекционной ниже в десятки раз.

Процесс легко регулируется, можно контролировать перепад температуры между верхними и внутренними слоями

Недостатки:

Высокая стоимость оборудования.

Невысокая производительность при больших расходах электроэнергии (на 1 кг испаряемой влаги расходуется 2—3,5 квт/ч).

Требует установки и обслуживания квалифицированными специалистами.

Конденсационные сушильные камеры

Преимущества:

Мягкое протекание процесса значительно снижает опасность образования трещин и покоробленности.

Хорошие показатели сушки древесины твердых пород (таких, как дуб, бук, граб, ясень) и материалов с большим сечением.

Полная автоматизация процесса, благодаря чему не требуется постоянный контроль персонала.

Недостатки

Продожительность сушки по сравнению с конвективными камерами больше в 2-3 раза.

Установка дорого обходится в обслуживании.

Большие затраты на электроэнергию при сушке до низких показателей влажности (8-10%).

Не подходит для сушки мелких пиломатериалов (пеллеты, опилки, дрова и т.д.)

Заключение

При всем многообразии методов сушки на деревообрабатывающих производствах наиболее популярными остаются естественный и конвективный методы. Такая сушка позволяет заготавливать пиломатериал в больших объемах при относительно небольших затратах. Кондуктивные, вакуумные, конденсационные камеры наиболее рационально использовать в качестве вспомогательного варианта, когда необходима более деликатная сушка, либо требуется значительно ускорить процесс без потери качества.

Источник

Технология

Не каждый человек может воспользоваться качественным дорогостоящим оборудованием для высушивания древесины для собственных потребностей. В случае сушки в домашних условиях большого объема древесины следует помнить о нескольких важных моментах:

  • выбор места;
  • способ укладки материала;
  • установка опор, крепежа;
  • защита от осадков.

Брёвна на сушку или другие пиломатериалы нужно располагать на открытых площадках, например на приусадебном участке или плоской крыше небольшой постройки, то есть в местах с хорошим освещением. На поверхности складирования материалов нужно расстелить рубероид, затем засыпать древесные опилки.

Правильное расположение сырья для сушки должно основываться на направлении воздушных потоков. Штабель нужно укладывать поперек, а не вдоль движения ветра (имеется в виду его основное направление). Оптимальная ширина штабеля составляет 80 см. От поверхности почвы до нижней доски нужно выдержать расстояние не меньше 30 см. Этот зазор необходим для хорошей вентиляции пиломатериала.

Основной целью установки опорных конструкций считается необходимость приподнять самые нижние заготовки.

Лучше всего делать основание в виде квадратных колодцев. По бокам штабеля выкладывают два таких колодца. Их соединяют между собой опорной прокладкой. Между боковыми опорами оставляют расстояние в 1,5 м, при этом верхняя часть прокладок должна находиться в одной горизонтальной плоскости. Стягивание штабеля происходит при помощи резиновой ленты, которую можно сделать из камеры автомобиля.

При сушке в естественных условиях древесина может пострадать от атмосферных осадков, но полностью накрывать доски нет надобности.

Для защиты древесины на верхние прокладки укладывают несколько деревянных направляющих и расстилают кровельный материал (железо, профнастил), чтобы образовался уклон для отвода влаги. Кровлю дополнительно закрепляют верёвкой, чтобы не сдул ветер. Между металлом и деревом оставляют воздушную прослойку в пределах 8 см.

При высушивании пиломатериалов на воздухе влажность заготовки уменьшается до 20%. Сразу после окончания работ торцы заготовки с трещинами необходимо обрезать, привести изделие до нужного размера. Материал, который будет использоваться для внутренней отделки жилых зданий, помещают в отапливаемое помещение для досушивания.

Старинный способ

Существует много видов сушки дерева в промышленных условиях, но технология выпаривания была разработана в глубокой древности. Наши предки вываривали древесину несколько часов в соленой воде с добавлением мелких сосновых опилок, затем вынимали и досушивали в нежарком месте на протяжении трех недель.

В результате подобной обработки заготовка сохраняла первоначальную структуру, не трескалась, становилась гибкой и эластичной. В процессе выпаривания из структуры древесины освобождается лишняя влага, поверхность изделия приобретает красивый шоколадный цвет и чёткий рисунок волокон.

Современные пользователи могут понизить уровень влажности куска дерева, поместив его в духовку, но в старину широкое распространение получил способ парафинирования. В данном случае сырьё помещали в раствор парафина, температура которого находилась на уровне 40°, и оставляли его в жидкости на несколько часов.

В результате подобной обработки поверхность древесины приобретала красивую текстуру, не коробилась во время эксплуатации. После извлечения из раствора парафина древесину ещё несколько суток выдерживали в сухом, вентилируемом помещении.

Метод парафинирования использовался для обработки посуды. После извлечения из раствора деревянные чашки или другие предметы обихода оставалось только обработать лаком или покрыть узорами. Готовые изделия приобретали дополнительную прочность, не давали трещин.

Для улучшения водостойкости посуду высушивали в растворе льняного масла. В данном случае заготовку помещали в жидкость и пропаривали на медленном огне на протяжении 5 часов. Несмотря на давность, этот способ пользуется популярностью и у современных мастеров, делающих посуду.

Нужна помощь науки

Развитие сушки пиломатериалов в России, на мой взгляд, связано с развитием всей деревообрабатывающей отрасли, к которой относится и сушильное производство. Этот вопрос должен решаться на самом высоком уровне. Менеджеры компаний, продающих оборудование, проблему не разрешат, сколько бы они ни продали сушильных камер.

Если смотреть глубже, то необходимы дальнейшие инвестиции в науку, ведь сегодняшние проектировщики и изготовители сушильных камер и оборудования для сушки древесины, в основном, используют научный опыт и наработки прошлого века. Между тем, уровень развития техники шагнул далеко вперёд.

С учётом этого необходим поиск новых усовершенствований процесса сушки древесины. Необходима разработка новых режимов и, может быть, даже способов сушки. Отдельные компании пытаются выставить на рынок инновационные разработки, и это похвально, но новые технологии до конца не изучены и поэтому требуют дополнительного внимания и научных проработок.

Конструкции сушильных камер и их классификация необходима не только с точки зрения охвата всех возможных способов сушки древесины, но и для подбора рациональных и эффективных решений для конкретных производств. Какой смысл сегодня классифицировать, например, способ сушки пиломатериалов прямыми топочными газами, имеющего одни недостатки и практически не используемого на предприятиях.

Важный фактор, без которого невозможно развитие ни одной отрасли, — это подготовка специалистов. Кадровый вопрос стоит очень остро. На деревообрабатывающих предприятиях зачастую нет специалистов с соответствующим образованием — одни менеджеры по продаже пиломатериалов. Современный уровень техники заставляет бизнесменов подбирать персонал, владеющий не только опытом, но и соответствующими знаниями, следящих за новейшими разработками в своей отрасли.

Подготовкой новых специалистов должны заниматься в лесотехнических учебных заведениях.

Организуя производство по переработке древесины, только в идеале можно набрать штат из одних выпускников с соответствующей специальностью. Поэтому на работу принимают, что называется, специалистов «широкого профиля», которым, однако требуется переподготовка. Курсы повышения квалификации, чтение публикации соответствующей тематики в отраслевых изданиях, так или иначе, приводят к повышению уровня знаний специалистов, а это немаловажный момент на пути развития сушки пиломатериалов.

Текст: Николай Ладейщиков, директор НПФ «Уралдрев-СКМ»

Статья опубликована в журнале Лесной комплекс №6 2018

Какого производителя сушильной камеры выбрать

Я намеренно не касался названий конкретных предприятий в статье, чтобы не получился акцент в обзоре на какую-то конкретную компанию. Но в то же время без упоминаний производителей сушильных камер для дерева обзор получился бы неполным и не таким полезным. Тем более самый частый вопрос, который мне задают в интернете и в реальной жизни это кого именно я могу порекомендовать.

Важно не забывать, что помимо характеристик камеры и ее цены, нужна и хорошая сервисная поддержка. Помню как на одном производстве у нас произошел сбой в программе и остановился процесс сушки не только в одной камере, но и во всем комплексе, т.к. управление было едиными и шло с одного компьютера

Самостоятельно восстановить мы ничего не могли, требовался представитель компании, который к слову сказать приехал только через 2 (два!) месяца. Говорить что стало с пиломатериалом и сколько убытков понесло предприятие я не буду – и так понятно. Но этого производителя я никогда в частных беседах не рекомендую. Кстати, работают они до сих пор и сайт у них неплохо функционирует и привлекает клиентов

управление было едиными и шло с одного компьютера. Самостоятельно восстановить мы ничего не могли, требовался представитель компании, который к слову сказать приехал только через 2 (два!) месяца. Говорить что стало с пиломатериалом и сколько убытков понесло предприятие я не буду – и так понятно. Но этого производителя я никогда в частных беседах не рекомендую. Кстати, работают они до сих пор и сайт у них неплохо функционирует и привлекает клиентов.

Писать название этого производства я здесь не буду, сейчас то и дело слышны иски за клевету в интернете и прочее. Бегать потом по судам и доказывать что я не клеветал, а рассказывал свой опыт мне совсем не хочется. А вот написать  с кем был удачный опыт сотрудничества я вполне могу:

  • – cтарая надежная компания, уже 20 лет на рынке. Сушильные камеры поставляют в комплекте с ими же производимыми котлами, работающими на щепе и опилках. Конвективные камеры двух типов: периодического действия с фронтальной загрузкой и сушильные камеры непрерывного действия. Можно отметить достаточно хорошее качество сушки.
  • – австрийская компания, работающая на рынке с 1952 г. Сумела зарекомендовать себя по всему миру. Стоит иметь ввиду, что недешевое оборудование.

Зачем это нужно

Начнем со знакомства с некоторыми общими понятиями.

По влажности различают следующие виды древесины:

Степень влажностиОписаниеПроцентное отношение воды к сухой массе древесины
МокраяДолго контактировавшая с водой100% и более
СвежесрубленнаяПиломатериалы после разделки только что срубленного ствола50-100%
Воздушно-сухаяДревесина, долгое время хранившаяся на открытом воздухе под навесом15-20%
Комнатно-сухаяПрошедшая сушку в закрытом помещении или в сушильной камере8-12%
Абсолютно сухаяПрошедшая сушку (сублимацию) в вакуумной камере0%

В чем разница между сырой и сухой древесиной в практическом плане:

  • Влажное дерево в отличие от сухого обладает гибкостью, способностью постепенно деформироваться под нагрузкой. Наиболее наглядный пример – сравнение свежесрезанного прута и сухой ветки того же диаметра: согласитесь, что на изгибающую нагрузку они реагируют по-разному;
  • При контакте с атмосферным воздухом сырая древесина постепенно снижает свою влажность естественным путем, за счет испарения; при этом ее линейные размеры могут уменьшатся на 7-15% в зависимости от направления волокон;

Сруб из бруса естественной влажности должен выстояться до окончания усадки.

  • Обработка сырой древесины гораздо проблематичнее: она забивает абразивные поверхности, медленнее пилится, ее поверхность куда труднее сделать гладкой благодаря поднимающемуся на ней ворсу;
  • Наконец, главное: при естественной сушке благодаря ее неравномерности происходит деформация и растрескивание пиломатериалов. Отсюда – изгибы ростверков и мауэрлатов (порой доходит до вырванного крепежа), щели между венцами сруба, поведенные опорные колонны и прочие неприятности.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий