Для чего выполняется сушка древесины


Сушка древесины

Подробности Категория: Дерево и древесина

Сушка древесины

Древесина может иметь различную степень влажности. Это вызвано тем, что она имеет способность поглощать пары воды из воздуха. Это свойство древесины называется гигроскопичностью.

В зависимости от степени влажности древесина делится на:

мокрую — длительное время находившуюся в воде, ее влажность выше 100%; свежесрубленную — влажность 50-100%; воздушно-сухую — долгое время хранившуюся на воздухе, влажность 15-20%; комнатно-сухую — влажность 8-12%; абсолютно сухую — влажность 0%.

Влажная древесина труднее поддается отделке, но лучше гнется.

Сушкой называется процесс удаления влаги из древесины. В процессе сушки может происходить уменьшение линейных размеров и объема древесины (усушка). Чтобы после сушки пиломатериалы имели заданные размеры, для них установлены припуски на усушку. (Припуски на усушку даются только по толщине и ширине материалов, так как припуск по длине незначителен и им пренебрегают.)

Сушка древесины позволяет предохранить древесину от грибных поражений, химических окрасок, биологических повреждений и покоробленности, продлевает срок службы изделий.

Эксплуатационная влажность деталей мебели допускается в пределах 8-10%, а для столярно-строительных деталей — 10-18%. В условиях деревообрабатывающего производства влажность древесины (производственная влажность) должна быть равной эксплуатационной или несколько ниже (на 1,25 - 3,5%) ее во избежание усушки изделий после ее изготовления.

Атмосферная (естественная) сушка.

Это самый древний и самый простой способ сушки древесины. Она производится на открытом воздухе под навесом. Пиломатериалы укладывают на фундаменты с зазорами (шпациями) и закрывают крышей от попадания осадков и солнечных лучей. Атмосферная сушка позволяет снизить влажность древесины до 18-22%. Продолжительность сушки зависит от температуры и влажности воздуха, времени года, породы и сечения материала, начальной и конечной его влажности, способа укладки.   

Преимущества атмосферной сушки заключаются в экономии затрат на подогрев воздуха и материала и в простоте ее проведения. Недостатки следующие: невозможность высушить материал ниже влажности 18—22%; большая длительность процесса (8—70 суток); отсутствие возможности регулирования процесса сушки (температура, влажность) 

Камерная (искусственная) сушка.

Она является наиболее распространенным способом сушки древесины. Источником теплоты для сушки в камерах может быть пар, поступающий из парового котла, или топочные газы, получаемые от сжигания топлива в специальных топках. Пар, обогревающий камеру, подается в систему металлических труб, так называемые калориферы. По типу среды, высушивающей материал, сушильные камеры делят на паровоздушные и газовые.Для подачи тепла непосредственно к высушиваемому материалу используется естественное или принудительное движение пара (газа), называемое циркуляцией. По способу циркуляции различают камеры с естественной циркуляцией, где движение пара через штабель происходит за счет разных удельных весов более и менее нагретых частиц воздуха, и камеры с принудительной циркуляцией, где движение пара происходит с помощью вентиляторов.

 

В зависимости от режима работы различают сушильные камеры периодического и непрерывного действия.

В камерах периодического действия загрузка сырого и выгрузка сухого материала происходят с одного конца камеры.

В камерах непрерывного действия сырой материал загружается на одном конце камеры (сыром), а сухой — выгружается на другом (сухом). Температура и влажность сушильного агента в камере изменяются от сырого конца к сухому: температура повышается, а относительная влажность уменьшается. Камерная сушка состоит из следующих основных этапов: 

подготовки сушильной камеры; подготовки материала; сушки материала; выгрузки и выдержки в остывочном помещении;

контроля влажности материала.

Преимуществами камерной сушки являются возможность высушивания материала до необходимой влажности (ниже 18-20%), осуществление постоянного контроля и возможность регулирования процесса сушки, экономия времени для подготовки древесины к обработке и сокращение производственных площадей.

Основной недостаток камерной сушки заключается в необходимости сооружения стационарных помещений. 

 Вакуумная сушка древесины 

Вакуумная сушка древесины, происходит в сушильных камерах с предварительным извлечением воздуха (созданием вакуума). В процессе сушки древесины под действием градиентов влажности, температуры и давления происходит равномерное движение свободной и связанной влаги от центра к поверхности. Мягкие температурные режимы - от 45°C до 62°С - и разрежение воздуха способствуют равномерному изменению тепло-влажностных характеристик древесины 

Сухие верхние клетки древесины впитывают влагу от влажных, расположенных в сердцевине доски. Вакуумный метод обеспечивает равномерную сушку, в процессе которой устраняются внутренние напряжения, а значит, значительно снижается вероятность коробления или возникновения трещин.

Контактная сушка.

Ей подвергаются плоские материалы в форме листов, которые зажимаются между двумя нагретыми до температуры 150°С металлическими плитами. Основное преимущество состоит в том, что сушка протекает в течение нескольких минут. Недостатком такого способа является относительное потемнение древесины снаружи при чрезмерной выдержке.

Сушка древесины в жидкостях.

Она происходит, например, в петролатуме. (петролатум — густой, мазеобразный продукт переработки нефти соломенно-желтого цвета, с температурой плавления 56°С и температурой вспышки 250°С.) Сушка проводится в ванне. Внутри ванны размещают калориферы из гладких труб. Пиломатериалы загружают в ванну в металлических контейнерах. Если влажную древесину погрузить в ванну с петролатумом, нагретым выше 100°С, то влага в древесине быстро нагреется до точки кипения и образовавшийся пар будет выходить в воздух. Продолжительность сушки в петролатуме в 5-7 раз меньше, чем в сушильных камерах. Существенным недостатком этого способа является проникновение петролатума в древесину, что затрудняет обработку, препятствует ее склеиванию и лакированию (окраске).

Способ выпаривания.

Способ выпаривания или запаривания использовали на Руси еще с давних времен. Заготовки распиливают на части с учетом размера будущего изделия, закладывают в обыкновенный чугун, подсыпают опилки из такой же заготовки, заливают водой и ставят на несколько часов в протопленную и остывающую русскую печь “томиться” при t=60-70C. При этом происходит “выщелачивание” – выпаривание древесины; из заготовки выходят естественные соки, дерево окрашивается, приобретая теплый густо-шоколадный цвет, с ярко выраженным природным рисунком текстуры. Такая заготовка легче обрабатывается, а после окончания сушки меньше растрескивается и коробится.

Сушка в электрическом поле токов высокой частоты (ТВЧ).

Сушка основана на нагревании древесины между двумя или несколькими металлическими пластинами, подключенными к источнику ТВЧ. Пластины и размещенная между ними древесина образуют конденсатор, в котором диэлектриком является древесина. Электрическое поле часто изменяет свой знак, в результате чего в пиломатериале возникают диэлектрические потери, вследствие чего древесина нагревается и из нее испаряется влага.    

В процессе TВЧ-сушки влага из древесины удаляется выпариванием. Если парообразование во влажном материале происходит при температуре влаги равной или выше 100 С, процесс сушки называют выпариванием а при температуре ниже 100 С процесс называется испарением. TВЧ-сушка древесины происходит в среде перенасыщенного пара и древесина от начала и до конца находится в пропаренном состоянии. В камере образуется среда с ассоциированными молекулами

При сушке древесины различными способами в ней могут возникнуть трещины и покоробленности. Основной причиной их возникновения является то, что древесина сохнет в направлении от периферии к центру. 

technologys.info

Зачем сушат древесину, способы сушки древесины

Древесина является популярным природным материалом, из которого возводят не только дома, бани, хозяйственные постройки, но и делают красивую мебель, музыкальные инструменты, разные нужные в обиходе вещи. Однако у нее есть один большой недостаток: она полна воды, и, прежде чем использовать древесину как материал, ее требуется высушить.

Зачем высушивать древесину

Как говорилось выше, в срубленном дереве находится много воды (от 30 до 50%), а любой профессионал знает, что влажность лесоматериалов должна находиться в равновесии с влажностью той окружающей среды, где будет использоваться конечный продукт. В противном случае плохо высушенный материал может существенно снизить надежность постройки. И наоборот, слишком большая потеря влаги приводит к тому, что древесина сжимается, появляются перекосы и трещины.

Влажная древесина имеет худшую прочность клеевых соединений, у нее плохо обрабатывается поверхность и ниже некоторые другие механические и физические свойства.

Рекомендуемая влажность древесины

При строительстве домов допускается влажность материала в 23% для внешней обшивки стен, для наружных окон и дверей – от 13 до 15%, дощатых полов – от 11 до 18%, подоконников внутри здания – 12% и т.д. То есть, видно, что влажность древесины колеблется от 12 до 23% в зависимости от расположения деталей: снаружи она может быть выше, а внутри постройки — ниже.

Однако дерево хорошо зарекомендовало себя не только в строительстве, но и при изготовлении других предметов или каких-то частей для них. При этом также учитывается влажность материала, которая рекомендуется для:

— деревянных частей в электроприборах — 5%; — музыкальных инструментов, игрушек, ручек, внутрикомнатной мебели – 7%; — спортивного инвентаря, предметов интерьера автомобилей – 10%;

— садовой мебели – 16%.

Разумеется, список неполный, но из него становится понятно, что процент влажности материала при изготовлении того или иного изделия играет немаленькую роль.

Виды сушки древесины

Сушку древесины можно разделить на два основных способа: естественная сушка и искусственная. Они регулируются одними и теми же принципами, а именно, зависят от температуры, влажности, скорости движения воздуха, породы деревьев, размеров материала (особенно — толщины), начального содержания влаги и желаемой конечной влажности.

Естественная сушка

На естественную сушку влияют погодные условия. Плюсом здесь считается экономия энергии и то, что сушить древесину можно практически в любом подходящем месте. Для больших объемов материала естественная сушка, конечно, удобнее. Лесоматериалы хранятся на специальных предварительно подготовленных площадках на открытом воздухе или под навесом. Их укладывают в штабеля так, чтобы вентиляция осуществлялась в двух основных направлениях: горизонтальном и вертикальном. Элементы, от которых зависит скорость и качество сушки:

  • климат;
  • высота над уровнем моря;
  • сезон;
  • погода;
  • месторасположение площадки.

Естественная сушка древесины

На практике часто используют комбинацию натуральной сушки и искусственной подсушки для доведения древесины до конечного целевого содержания влаги.

Для сведения: дома из древесины, которая сушилась только естественным образом в течение двух лет, могут стоять столетиями.

Искусственная сушка

Понятно, что большинство строителей, производителей мебели и других изделий из дерева не могут ждать два года. Поэтому они используют искусственную сушку древесины в сушильных камерах. Их несколько видов, отличающихся как по стоимости, так и по воздействию на материал.

Сушка древесины в сушильных камерах

Самая дешевая камера, в которой горячим воздухом можно высушить, например, дубовые доски толщиной 5 см всего за 8 недель, а шпон (4 мм) за три дня, не обязательно даст качественный материал. Если поверхность сохнет очень быстро, возможны трещины и атрофия древесины.

Конденсационный аппарат подходит для высококачественных дорогих пород дерева, поскольку риск деформации в нем сведен к минимуму. Вакуумная сушилка аналогично конденсационной также бережно высушивает древесину.

woodneva.ru

Сушка древесины и ее особенности

Сушка древесины производится для удаления из нее определенного процента влаги. Она проводится в целях обеспечения стабильных линейных размеров материала. Это очень важно в строительстве и некоторых других сферах. Отметим, что сушка древесины состоит из двух процессов: влагопереноса и влагообмена. Первый – это перемещение воды внутри дерева, второй – испарение ее в окружающую среду. Дабы получить нужный результат необходима одинаковая интенсивность процессов. В противном случае может возникнуть внутреннее напряжение, которое в итоге станет причиной деформаций и трещин.

Главной проблемой, которую должна решать технология сушки древесины, является убыстрение влагопереноса от внутренних слоев к внешним. Для влагоудаления же существует масса различных устройств. Перемещение воды внутри дерева осуществляется под влиянием следующих факторов: влажность, температура, давление. Если быть точнее, их разные значения в разных точках материала.

Сушка древесины должна проводиться с использованием оборудования, которое способно обеспечить решение следующих задач: минимизировать трещины и деформации, максимально сократить энергопотребление и время. Одной из применяемых для этого процесса технологий является сушка в специальных камерах. Вакуумная сушка древесины состоит из подготовки штабеля влажного леса, его предварительного прогрева, основного процесса удаления воды, промежуточной и конечной влаготеплообработки и кондиционирования.

В зависимости от дальнейшей цели использования материала, предусмотрено четыре категории обработки дерева: I, II, III,0. Самой качественной является сушка древесины I категории качества. Ее производят для пиломатериалов, применяемых в дальнейшем для изготовления вещей, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования. Категория ноль подразумевает удаление влаги до уровня, позволяющего обеспечить транспортировку материала как на экспорт, так и для использования внутри страны.

Качество сушки определяется несколькими параметрами. Среди них основные: средняя влажность дерева в штабеле и ее отклонение от определенного целевого значения, остаточное напряжение в обработанных пиломатериалах, сравнение количества влаги в отдельных досках с показателем в целом по сложенной равномерно партии. Кроме того, имеют значение перепады процента содержания жидкости по толщине.

Не всегда процесс высушивания может достигать желаемых параметров, при каких-либо отклонениях могут возникать разнообразные дефекты. Основными из них считаются: плесень, раковины, недосушка штабеля материала в целом, сильное коробление досок, неравномерное удаление влаги по толщине сортимента или объему сложенной равномерно партии древесины, коллапс, растрескивание. Причинами появления дефектов, зачастую, являются: несоблюдение технологии, слабый контроль за ходом процесса, неравномерный нагрев, раздача и застойная циркуляция воздуха, плохая укладка партии материала в штабель, излишнее форсирование сушки, порода дерева (в этом случае требуется дополнительная подготовка).

fb.ru

Сушка древесины: способы, технологии и оборудование

Для свежесрубленной древесины характерна высокая степень содержания влаги. Данный материал непригоден для осуществления процессов строительства и изготовления разнообразной продукции. Потому сырой материал изначально проходит такой этап, как сушка.

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.

Полезная информация. Заготовку древесного материала лучше производить в осенние и зимние периоды, когда нет процессов сокодвижения в деревьях.

Технология сушки

Существует несколько видов технологии просушки, используемых в промышленности. Все они могут различаться по видам используемого типа оборудования, а также по разнообразным способам процесса передачи самого тепла к материалу, который подвергается высушиванию.

Распределение потоков холодного и теплого воздуха при сушке

В основном, технологические процессы просушивания разных видов древесины, разделяются на такие типы:

  • способ кондуктивного высушивания;
  • находят свое применение и радиационные технологии;
  • основной, для просушивания материала, является технология использования электричества
  • технологический процесс конвективной просушки дерева.

Конвективная сушка дерева

Способы сушки древесины

На сегодняшний день существует великое множество самых разнообразных способов и методов просушки сырой древесины. Но, все же, существует несколько основных и наиболее часто применяемых методов просушивания дерева:

  1. Cпособ естественной или атмосферной просушки: является самым дешевым, простым по методу организации процесса, но в тоже время и самым длительным по времени; кроме того, для данного метода необходимо наличие больших площадей.
  2. Камерная сушка дерева является не очень продолжительным процессом: высыхание длится около недели, могут возникать такие недостатки, как растрескивание либо неравномерный процесс просыхания.
  3. Инфракрасный способ является одним из высококачественных: быстрые этапы просушки, простота применения, низкий расход электричества, неподходящий способ для закрытых типов помещений.
  4. Метод вакуумной просушки является наиболее быстрым, не приводит к появлению разнообразных деформаций, минусы: большая цена на оборудование, большие затраты на электроэнергию.
  5. Просушка конденсационным способом является быстрой — на выходе получаем материал высокого качества, она наиболее подходит для крупногабаритного материала.

Полезная информация. В некоторых случаях производится просушка на бетоне, который активно производит впитывание влаги. Дерево укладывают на бетонное основание и постепенно проворачивают.

Вакуумная сушка

Сушка древесины вакуумным методом подразумевает использование специальных вакуумных сушильных камер. Данное оборудование состоит из особой герметичной камеры, выполненной из такого материала, как нержавейка. По верху камеры располагается покрытие из резины, которое закрепляется при помощи металлической рамки.

Закладывание древесины для просушки происходит послойно, промеж данных слоев укладываются особые пластины из алюминиевого сплава. В самих этих пластинах из алюминия происходят процессы циркулирования горячей жидкости: подача данной жидкости производится от внешнего бойлерного аппарата с использованием специального помпового устройства. Создание вакуумной атмосферы производится при помощи вакуумной помпы.

Метод вакуумной просушки в специальной камере

Древесина закладывается в данную камеру, затем происходит выставление уровня вакуумного давления и установка температурного режима. Процесс просушки происходит в несколько этапов:

  • первоначально производится прогревание древесины без включения вакуумного давления;
  • далее происходит непосредственно сам процесс просушки при наличии вакуумного давления;
  • последним этапом является проветривание и процесс охлаждения дерева: также, под воздействием вакуума.

Просушивание древесины в сушильных камерах

Использования разнообразных сушильных камер позволяет оперативно высушить древесный материал. Процессы просушки могут занять примерно неделю по времени. Имеется возможность покрытия древесины специальными антикоррозийными средствами: данная обработка в значительной мере помогает оградить дерево от воздействия микробов, плесени.

Загрузка древесины в специальные камеры для высушивания

Но существуют и недостатки таких методов высушивания древесного материала. К ним относится возможность появления самых разнообразных трещин, других видов деформации дерева: так как происходят неравномерные процессы просушивания. Возникают процессы изменения структурного характера древесины, из-за чего в дальнейших процессах обработки данного материала могут выскакивать самые разнообразные производственные браки.

Деформация древесины — возможные варианты при сушке

Но на сегодняшний день данный метод высушивания дерева является наиболее популярным у производителей древесного материала: происходит это из-за простоты использования, невысокого по стоимости оборудования, сравнительно небольших сроков просушки.

Домашняя сушка древесины — как выполнить своими руками

Изначальный этап такого процесса, как высушивание древесины, в любом случае должен проходить под воздействием атмосферных условий, т.е. в условиях улицы. На данном этапе происходит достижение уровня влажности древесины: примерно, в двадцать процентов.

Необходимо уложить заготовки в штабель, который должен располагаться на подставках: следует устроить внутри самого штабеля воздушные проходы, способствующие равномерному высыханию древесины.

Древесина уложенная штабелями на подставки

Процесс окончательной сушки следует производить в условиях теплого, достаточно сухого помещения. В том случае, если в помещении избыточная влажность, произойдет обратный процесс впитывания воды самим деревом. Лучше всего повесить деревянные заготовки поближе к потолку.

Иногда применяется корневой способ сушки, когда на дереве снизу производят широкую очистку от коры. Постепенно дерево прекращает процесс движения соков, а в дальнейшем остается только дождаться полного высыхания.

Может применяться вываривание в кипятке. Подходит для маленьких заготовок. Деревянные заготовки помещают в кастрюлю с водой, хорошенько кипятят несколько часов, а в дальнейшем выносят для просушки. Похожим является метод пропаривания в парафине. Практически идентичен кипячению в воде.

Толковый хозяин легко сможет соорудить своими руками подобный бункер для сушки

Существует еще один способ, при котором дерево подвергается обертыванию несколькими слоями сухой газеты, а затем обертывается в полиэтиленовую пленку, в которой делаются небольшие отверстия. По мере впитывания влаги следует несколько раз заменить слои газеты.

Полезная информация. Если использовать для просушки газеты, то высыхание должно произойти примерно за три-четыре дня: не рекомендовано ускорять данный процесс.

Как правильно высушить древесину, чтобы в ней не появились трещины?

Правильные процессы просушивания древесины являются залогом получения качественного материала, без образования разнообразных трещин и других деформаций древесины.

Стрелками указан процесс испарения лишней влаги из древесины

Сушка древесины под воздействием атмосферного воздуха предполагает наличие воздействия погодных условий, потому может произойти изменение вида под влиянием сильного солнца, дождя.

Следует располагать проветриваемую древесину под навесами. Процесс просушивания следует организовать сразу же после процесса распиливания дерева. Необходимо правильно располагать штабеля с древесиной, делать зазор между штабелем и поверхностью земли не менее пятисот миллиметров, используя для этого разнообразные подкладки.

Между рядами в штабелях следует устраивать воздушные каналы, для более равномерного процесса сушки. Дабы предупредить процессы растрескивания, следует обработать торцы дерева при помощи олифы, либо любых видов масляных красок.

Автоматические процессы высушивания в этом смысле являются более простыми, так как необходимые данные уже заложены в основу программ.

В сушилках-автоматах необходимым условием для избегания процесса деформирования требуется неукоснительное соблюдение технологии высыхания древесины.

Оборудование для сушки древесины

На сегодняшний день существует великое множество производителей оборудования для просушки древесины, также как и множество видов самого оборудования. Рассмотрим наиболее часто применяемые из них.

Камеры конденсационного сушения

Камера конденсационного сушения дерева

Камеры конденсационного сушения являются довольно новым типом оборудования. Обладают низким уровнем потребления электричества и являются незаменимыми там, где кроме электричества нет других видов энергии. Но у них небольшие объемы загрузки, из-за чего процесс высушивания более долгий.

Вакуумные сушилки и принцип их работы

Вакуумные сушилки являются более дорогими по своей стоимости и по использованию электроэнергии. Основным плюсом данного вида оборудования является быстрый процесс высыхания дерева. Процесс управления осуществляется через работу микропроцессора.

Вакуумная сушилка для древесины — принцип работы

Микроволновые сушилки для древесины

Микроволновые сушилки являются достаточно мобильными, небольших габаритов, обладают показателями малого расхода электричества. При этом страдают малым объемом загрузки. Существует возможность неравномерного высушивания. К тому же, могут происходить процессы возгорания материала.

Осуществляя подбор оборудования, следует рассматривать погодные условия конкретного региона, учитывать площади будущего бизнеса, расценки на источники энергии для данной местности и ориентироваться на виды производимых материалов.

stroika-1.ru


Смотрите также