Классическая технологическая линия по деревообработке обязательно имеет участок сушки древесины. Этот участок является, пожалуй, самым сложным во всей технологической цепи? от растущего в лесу дерева до готового изделия. Даже дрова, прежде чем сжечь, нужно высушить.
Вместе с тем, как показывает опыт, многие предприятия столкнулись с серьезными проблемами.
К качеству сушки пиломатериалов предъявляются высокие требования. При этом, кроме видимых дефектов сушки (трещины, коробление и др.), которые прямо влияют на себестоимость изделий за счет увеличения коэффициента расхода пиломатериалов, большую роль играют влажностные показатели качества.
Выполнение таких высоких требований возможно лишь при условии комплексного решения организационных, технических и технологических элементов сушки.
В данном разделе мы рассмотрим технику сушки.
При выборе сушильного оборудования необходимо учитывать реальную спецификацию, требования к сушке, климатические условия эксплуатации сушилок, объемы сушки и т.д. Эффективное и технологичное оборудование сбережет и сэкономит дефицитный и дорогостоящий сырой материал.
Поэтому смело можно утверждать, что далеко не любое оборудование (даже импортное) способно обеспечить эффективный процесс для конкретных условий того или иного предприятия.
В связи с этим можно сформулировать ряд основополагающих требований к сушильной технике, которые должны помочь производственникам, как при выборе нового сушильного оборудования, так и при реконструкции имеющихся камер.
К числу этих требований относятся:
Требования к аэродинамике
:
В камерах должна быть обеспечена равномерная скорость циркуляции воздуха по материалу. Теоретически необходимая скорость зависит от породы и толщины высушиваемых досок. Для тонких досок из древесины быстро сохнущих пород нужна высокая скорость циркуляции воздуха (2,0-2,5 м/с). Для толстых досок, и особенно трудно сохнущих пород, скорость могла бы быть уменьшена в два раза без снижения производительности камер. Однако, при этом увеличивается разброс влажности по штабелю.
Качество будет выше при высокой скорости циркуляции с периодическим прекращением циркуляции, что к тому же сбережет тепло- и электроэнергию.
Требования к ограждениям :
ограждения должны быть герметичными;
иметь надежную внутреннюю пароизоляцию;
иметь оптимальную тепловую защиту с коэффициентом теплопередачи не более 0,5Вт/м 2 *°С.
Эти требования обусловлены не столько экономией тепловой энергии, но необходимостью поддержания параметров режима сушки.
Требования к тепловому оборудованию :
камера должна иметь достаточную тепловую мощность, обеспечивающую подъем и поддержание температуры на заданном уровне;
калориферы должны быть выполнены из нержавеющих материалов.
Требования к вентиляции камер
:
Вентиляция камеры должна обеспечивать стабильные параметры агента сушки как летом, так и зимой.
Требования к системам контроля и регулирования процесса :
камеры должны быть снабжены психрометрической системой контроля параметров агента сушки;
камеры должны быть снабжены дистанционной системой контроля текущей влажности древесины;
система автоматики должна иметь ручное и дистанционное управление регулирующими органами;
система автоматики должна сигнализировать о степени открытия регулирующих органов;
регулирование процесса должно осуществляться в автоматическом режиме.
Сложность заключается, прежде всего, в управлении процессом сушки. Если процессы, происходящие в древесине во время сушения, изучены более или менее хорошо, то проблема управления ими остается актуальной и сегодня. Необходимо отметить, что наихудшие результаты из всех систем контроля параметров агента сушки показывает система UGL-контроля температуры и равновесной влажности древесины, которым снабжены многие импортные сушильные камеры. Исследования показали, что адекватность показаний этой системы хуже, чем у психрометрической. А это означает, что нарушается режим сушки и, как следствие, отрицательно сказывается на качестве высушенных пиломатериалов.
Итак, что же такое современная сушильная камера?
Более 90% существующих в мире сушильных камер - это стационарное строения, оснащенное вентиляторами, устройствами для направления потока, нагрева и управления влажностью воздуха.
Температура внутри такой камеры обычно, в зависимости от стадии процесса сушки, находится в пределах от 40°С до 100°С. Причем температура и влажность воздуха в камерах управляется автоматическими системами, включающими в себя устройства для измерения параметров агента сушки в камере и параметров влажностного состояния древесины. Контроль скорости сушки призван минимизировать, или совершенно устранить дефекты, вызываемые сушкой.
Источниками тепла в современных камерах служат, как правило, горячая вода, электричество или пар. Использование электричества для отопления сушилок весьма ограничено из-за его высокой стоимости. Обычно его используют, когда не располагают другими источниками тепла. Использование пара также ограничено из-за высокой стоимости оборудования и арматуры, а также трудностей при работе с государственными инспекциями.
Поток воздуха в камере формируется вентиляторами, установленными в специальных каналах. Направление движения воздушного потока периодически меняют, чтобы обеспечить равномерное высыхание всего штабеля.
Для того, чтобы управлять влажностью воздуха в камере, а в конечном итоге - скоростью сушки древесины, используют приточно-вытяжную вентиляцию и систему увлажнения. Всеми этими устройствами управляет система автоматического контроля параметров среды. Она может поддерживать в камере необходимые параметры среды без участия человека. Такие системы позволяют документировать весь процесс сушки и осуществлять первичный контроль качества.
Управление процессом сушки должно быть корректным, достаточно простым, легко монтироваться и, по возможности, должно учитывать все многообразие исходных данных (порода древесины, ее первоначальная влажность и температура и т.д.) и нештатные ситуации.
В заключении отметим, что на фирме "Уралдрев-СКМ" накоплен большой опыт по реконструкции и разработке проектов новых сушилок, совершенствованию технологии и организации сушильных цехов, что может быть очень полезным для производственников.
Вы можете задать интересующий вопрос, воспользовавшись этой формой. Наши специалисты ответят Вам в течении рабочего дня.
К числу этих требований к сушильным камерам относятся:
Требования к аэродинамике:
В сушильных камерах должна быть обеспечена равномерная скорость циркуляции воздуха по материалу.
Скорость зависит от породы и толщины высушиваемых досок. Для тонких досок из древесины быстро сохнущих пород эффективна высокая скорость циркуляции воздуха (2,0-2,5 м/с). Для толстых досок, и особенно трудно сохнущих пород, скорость может быть уменьшена в два раза без снижения производительности сушильных камер (качество же при этом будет выше, чем при высокой скорости циркуляции). Таким образом, для эффективного проведения процесса сушки должна быть предусмотрена возможность регулирования скорости циркуляции воздуха, как минимум 2-х скоростным двигателем. Отметим, что низкая скорость необходима при сушке быстро сохнущих пород (при высушивании от 18 до 20% до конечной влажности).
Если в сушильных камерах не предусмотрено регулирование объема воздуха, то управлять этим процессом можно с помощью прокладок. Однако, это неизбежно приведет к снижению производительности на 10-15%.
Требования к ограждениям:
Ограждения должны быть герметичными.
Иметь надежную внутреннюю влагоизоляцию.
Иметь оптимальную тепловую защиту с коэффициентом теплопередачи не менее 0,3-0,4 Вт/м2 0С. Это требование обусловлено не только экономией тепловой энергии, но и необходимостью поддержания режимов сушки.
Требования к тепловому оборудованию:
- Сушильная камера должна иметь достаточную тепловую мощность, обеспечивающую подъем и поддержание температуры на заданном уровне.
Калориферы должны быть выполнены из нержавеющих материалов.
Требования к вентиляции камер:
Вентиляция камеры должна обеспечивать стабильные параметры приточного воздуха как летом, так и зимой (воздух должен поступать в камеру, имея положительную температуру). Это достигается путем применения в камерах систем восстановления параметров воздуха – рекуператоров. При использовании камер без рекуператоров в зимнее время производительность снижается на 20-40%. Причина - поступающий холодный воздух не только конденсирует влагу (что является причиной увеличения срока сушки на первой стадии), но и отрицательно влияет на качество самой сушки. Если использование рекуператоров по какой-то причине невозможно, то необходимо организовать в камере принудительный выхлоп отработанного воздуха, а приток организовать из помещения.
Требования к системам контроля и регулирования процесса:
Камеры должны быть снабжены психрометрической системой контроля климата. Необходимо заметить, что худшие результаты показывает система UGL – контроль температуры и равновесной влажности древесины, которым снабжены многие импортные сушилки. Исследования показали, что адекватность показаний этой системы хуже, чем у психрометрической. А это означает, что нарушается режим сушки и, как следствие, отрицательно сказывается на качестве высушенных пиломатериалов.
Камеры должны быть снабжены системой контроля текущей влажности древесины, поскольку распространенное деление процесса сушки по времени приносит наихудшие результаты.
Регулирование процесса должно осуществляться в автоматическом режиме.
В заключении отметим, что на кафедре технологий деревообрабатывающих производств накоплен большой опыт по реконструкции и разработке проектов новых сушилок, экспертизе импортной техники, совершенствованию технологий и организации сушильных цехов, что может быть очень полезным для производственников.
Обсудить статьюПо данным маркетинговых исследований число российских компаний, чей цикл производства связан с деревообработкой переросло за 16 тысяч. В этом списке можно найти как большие холдинги, так и небольшие компании и кустарные производства. Несмотря на различия в профиле, качестве производимой продукции и объемах производства, отчетливо заметная общая черта – прибыльность производства. Высокая эффективность вложений капитала в деревообрабатывающее производство побуждает предпринимателей ранее не связ
Лесодобыча и деревообработка - одна из отраслей, эффективность бизнеса в которых более всего зависит от правильного выбора оборудования. Начинающий предприниматель или менеджер часто плутает в каталогах фирм, продающих огромное количество различной техники для заготовки леса и обработки древесины. Ручные пилы, пилорамы, сушильные камеры, различные станки. Однако вам вовсе не обязательно покупать все это одним махом. Ведь разные станки предназначены для определенных операций.
На сегодняшний день достаточно много мужчин занимаются столярным делом, как нестранно для большинства из них это хобби. Разумеется, для столярного дела необходим целый набор инструментов, ну а для более профессиональной работы требуется слесарный станок. Он позволяет изготовить из древесины практически любую вещь или предмет, который в дальнейшем будет служить украшением или даже понадобится в хозяйстве.
Существует много видов станков для обработки древесины. Древесина – один из самых ценных видов сырья и самым главным в её обработке является получение продукта нужного вида и величины. Именно эту функцию берут на себя строгальные станки.
Компания РеИнс представляет на рынке деревообрабатывающее оборудование. Лидерами продаж являются: ленточные пилорамы, форматно раскроечные станки, кромоблицовочные станки, четырехсторонние станки, фрезерные станки с чпу, вакуумные прессы…
Передвижной фильтр для очистки воздуха при сварке, плазменной и лазерной резке металлов, а также для аспирации рабочих мест с "точечным" пылением. Фильтр оснащен системой пневмоочистки фильтровальных картриджей, при этом не требуется подвод сжатого воздуха извне, т.к. пневмоочистка осуществляется от встроенного компрессора. Вентилятор установлен в шумоглушащей камере.
Продукцию из дерева, отвечающую современным требованиям, можно получить только из специально отобранного и подготовленного сырья. Показатель влажности становится в этой ситуации решающим. Довести натуральный материал до нужных кондиций естественным методом долго. В зависимости от породы на это может уйти до нескольких до нескольких десятков лет. Если же используется сушильная камера для древесины, то время существенно сокращается. Крупные производственные объединения давно используют такое оборудование для пиломатериалов.
Для мелких компаний, индивидуальных предпринимателей и домашних умельцев этот вопрос становится актуальным, поскольку доски, брус естественной влажности существенно дешевле, но для производства качественной продукции он не годиться. Ждать, пока древесина высохнет естественным образом, слишком долго. При выборе способа принудительной качественной сушки встает вопрос, приобрести уже готовые камеры или сделать их своими руками. Но прежде всего, необходимо понимать теорию, принципы и особенности этой операции.
Опыт показал, что процесс удаления влаги из пиломатериалов будет эффективен при соблюдении общих правил. Определяются они следующими критериями:
- Сушильные камеры должны отвечать нормам по производительности и безопасности;
- Строгое выполнение режимов сушки;
- Правильная укладка и фиксация заготовок, исключающая коробление, растрескивание;
- Контроль на всех этапах операции, от подготовки сырья до выгрузки древесины из камеры.
Если сушилка для древесины сделана своими руками, то следует провести тестовую сушку на соответствие отраслевым нормам. Это даст возможность корректировать режим операции для конкретного устройства. Базовыми параметрами считаются исходная влажность древесины, толщина бруса, доски, порода. Согласно правилам проведения процедуры определяется скорость сушки. Отклонения нежелательны. Форсирование операции путем повышения температуры приведет к изменениям цвета массива, ухудшению эксплуатационных качеств.
Характерной ошибкой считается неправильная укладка пиломатериалов. Находясь в камере для сушки древесины, заготовки подвергаются структурным изменениям и возникают сильные внутренние напряжения. При укладке необходимо принудительно закреплять материал. Доски выкладываются плотно к основанию и прокладкам между ними для свободного движения воздуха. Исключаются перекосы и отклонения от ровной плоскости каждой заготовки. В противном случае сушка древесины может безнадежно испортить пиломатериалы. Качественная продукция уже не получится.
Принудительная подача воздуха значительно ускоряет процесс. Технологию сушки разрабатывали несколько поколений мастеров, и накопленный опыт показывает, что пренебрежение правилами становится причиной излишних расходов, удорожания конечного продукта и снижение его качества.
Влажность древесиныДля определения режима обработки необходимо проверить пиломатериалы по основным показателям. К таким относятся порода, толщина доски и влажность. Свежий лес высушивать сложнее. Кроме высокой влажности у хвойных пород происходит выделение смолы и значительный коэффициент усадки. В таких случаях операцию проводят в два этапа с разными режимами. Предварительная сушка до 20%, затем последующая до нужного значения, обычно 8-12%. Столько влаги в процессе изготовления изделия считается допустимой нормой.
Доводить заготовку до меньших значений влажности нельзя, за исключением особых случаев подготовки древесины со специальными качествами. Пересушенное дерево начинает впитывать влагу из воздуха, изделие набухает, изменяет свою геометрию вплоть до частичного или полного разрушения готовой конструкции. Рекомендовано прекращать процесс по достижении рекомендованных значений. Сушилка древесины обязательно оборудуется приборами контроля влажности.
Для чего нужна сушкаПри выполнении строительных работ и на мебельном производстве в проектно-сметной документации указывается допустимая влажность древесины. Доводится сырье до нужной кондиции в сушильных камерах различных конструкций. Для отдельных операций в строительстве допускается влажность 20%. Мебель же производят из массива 8-10%. Значения определены с учетом возможных изменений структуры и геометрии в процессе дальнейшей эксплуатации. Не доведенные до нужных характеристик способом сушки заготовки не могут использоваться в производстве.
Продукция из дерева в большинстве случаев используется внутри помещений, где влажность меньшая, чем естественная под открытым небом. Неизбежны существенные изменения размеров и возникновение напряжений в изделии вследствие усыхания. Появившиеся трещины, коробление ухудшают внешний вид и эксплуатационные характеристики готового изделия. Естественным способом удалить влагу в промышленных масштабах не рентабельно, поскольку заготавливать сырье придется за несколько лет до его использования. Только сушилка для досок и других пиломатериалов способно быстро и качественно удалить излишки влаги и сделать материал пригодным для выпуска качественной продукции.
Режимы сушкиЭффективность сушки напрямую зависит от состава воздуха, его влажности и температуры. Экспериментировать со временем и температурой не имея опыта, не стоит, можно испортить заготовки. Ориентиром могут послужить следующие значения нормального режима сушки для доски 40-50 мм в камере конвективного типа:
- Бук, клен, лиственница. Температура 60°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 130 часов, при 20-25% — около 40 часов;
- Дуб, ясень, орех. Температура 50°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 255 часов, при 20-25% — 95-100 часов;
- Ольха, береза. Температура 60-65°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 90 часов, при 20-25% — 30-40 часов;
- Сосна, кедр, ель, пихта. Температура 70°С. Время сушки при влажности > 35% около 70 часов, при 20-25% — не менее 30 часов.
Предварительную сушку древесины с избыточной влажностью более 60% проводят в форсированном режиме, повышая температуру на 10-20 %. Лиственные допускается сушить при более высоких температурах, нежели хвойные.
Сушильная камера своими руками
Если решено, что делается сушилка своими руками, то следует знать основные элементы конструкции, их назначение и способы монтажа или строительства. Используется при этом только те материалы, которые способны выдержать предстоящие нагрузки. Применять обычные стройматериалы нельзя. Сушильные камеры для пиломатериалов состоят из следующих элементов:
В качестве источников тепла применяются различные приборы. Электрические нагревательные элементы, которые потребляют значительное количество энергии. Эффективнее считаются газовые горелки. Иногда монтируется котельное оборудование, которое имеет высокие показатели эффективности. Самостоятельно легче всего сделать сушильные камеры для пиломатериалов конвективного типа. Самостоятельно собрать аэродинамическую или СВЧ конструкцию сложно без определенных знаний и навыков.
Подбор помещенияПравильный выбор места для сушки станет гарантией эффективности конструкции. Использовать можно как уже имеющееся помещение, так и возведенное специально для этой цели строение. Отвечать оно должно следующим условиям:
- Теплоизоляция. Разница температур внутри и снаружи сушилки существенна, и чтобы ее поддерживать на нужном уровне включаются обогревательные приборы. В идеале стены и изоляция утеплителем должны иметь аналогичные с жилым домом показатели по энергоэффективности. Теплоизоляционный слой делают на стены, пол, потолок. В этом случае нагревательные приборы включаются на короткий срок при критических падениях температуры, а в остальное время они находятся в отключенном состоянии, что существенно экономит потребление энергии;
- Вентиляция или осушение воздуха при конвекции по внутреннему контуру. Своевременное удаление влаги станет залогом сокращения времени сушки, поэтому в помещении необходима эффективная вентиляция или сбор конденсата на холодный теплообменник. При проектировании сушилки на этот аспект следует акцентировать внимание;
- Безопасность. Электрическая схема, приборы и механизмы вбираются из образцов, предназначенных для эксплуатации при повышенной влажности и температуре, например из оборудования для строительства саун, бань. Требования пожарной безопасности, охраны здоровья и жизни человека должны стать приоритетными.
Сам принцип работы камеры для древесины не сложен. Но реализовать его можно только в подходящем для этого помещении. Затраты на возведение, переоборудование камеры разовые. Если выполнены все требования, то в дальнейшей работе сушилка при минимальных расходах на энергоноситель и обслуживание способна выдавать нужный объем просушенной древесины в заявленный срок с желаемым процентом влажности.
Строительство и установка оборудования сушильной камерыВ продаже есть готовые камеры с отличными эксплуатационными характеристиками, однако их стоимость может не окупиться и за многие годы при небольших объемах производства. Выбор небольших компаний, индивидуальных предпринимателей часто падает на самостоятельное строительство нужной конструкции. Схема сушильной камеры конвективного типа проста. Можно использовать уже имеющееся помещение, строение, которое оборудуется нужными для решения задачи устройствами, приборами и механизмами.
Следует помнить, что подключение газового оборудования должны осуществлять уполномоченные организации. Электрическую схему проектирует квалифицированный электрик с учетом использования оборудования при повышенной температуре внутри камеры. Приборы, кабели, вентиляторы, источники освещение вбираются с маркировкой, указывающей на соответствующий температурный и влажностный режим эксплуатации. Помещение относится к категории с повышенной пожарной опасностью. Системы огнетушения предусматриваются на проектной стадии во избежание проблем с надзорными органами. Проектная мощность согласуется с возможностями подачи ресурса. В некоторых районах имеются ограничения по доставке газа, электроэнергии.
Оборудование
Набор оборудования небольшой, но требует тщательного выбора при покупке. Устройство сушильной камеры кроме стандартного комплекта из нагревательного элемента, системы принудительной подачи воздуха могут дополнительно оснащаться приборами, повышающими производительность, системами автоматизации. Датчики температуры, включенные в схему, могут своевременно включать или выключать источник тепла, без участия человека. В оборудование для сушильных камер включают устройство сбора и удаления конденсата. Высокой температуры не достаточно для быстрого удаления влаги, если в воздухе она находится в избыточном количестве. Холодный контур эффективно улавливает на поверхности частички воды и его рекомендуется устанавливать для повышения производительности. Улучшает показатели и предварительный прогрев поступающего воздуха, который не охлаждает обрабатываемые пиломатериалы, тем самым сокращая время сушки.
Обслуживание конструкции, когда она собрана правильно не представляется сложным процессом. Сушильные камеры не рекомендуется использовать для хранения, даже временного любым посторонних предметов, товаров. Поддерживается внутри помещения чистота. Регулярная уборка обязательна. Удаление пыли, грязи, опилок необходимо, поскольку достаточно мощная конвекция воздуха внутри камеры неизбежно приведет к попаданию посторонних веществ на источники тепла, что уменьшит их производительность, а в случае использования электрических, газовых нагревательных элементов к опасности возгорания. Проводится регулярных осмотр всех элементов конструкции: теплоизоляции, вентиляции, источников тепла.
Назначение камерной сушки:
Камерная сушка предназначена:
а) для снижения влажности свежераспиленной или прошедшей атмосферную сушку древесины до производственной влажности, которая на 2-1% ниже эксплуатационной;
б) для обеззараживания древесины от спор деревоокрашивающих и дереворазрушающих грибков, и личинок древоточцев, повышения ее биологической стойкости;
в) для повышения технологических и эксплуатационных свойств древесины.
Типы сушильных камер, эксплуатируемых на фирме ______________По способу нагрева сушильного агента-воздуха камеры фирмы ______________ относятся к паровым (камера № 1), к пароэлектрическим (камера № 2) и огневым (камера № 3)Камеры имеют принудительную циркуляцию – воздух в них приводится в движение вентиляторами. Все камеры – периодического действия: материал полностью загружается или выгружается одновременно, после чего новая партия загружается вновь.
В паровых камерах воздух отогревается горячей водой, циркулирующей по калориферам. В пароэлектрической – паровыми калориферами и дополнительно, с целью достижения высокой температуры в камере, электронагревательными приборами. В огневых сушильных камерах – горячий воздух от печи типа «Буллер”ян» непосредственно с помощью вентиляторов нагревается в штабель (безкалориферная сушильная камера).
Приборы и устройства для контроля и ведения процесса сушки.
Камеры в разной степени оснащены следующими приборами и механизмами, позволяющими вести процесс сушки в автоматическом режиме, полуавтоматическом и ручном режиме:
а) датчики контроля температуры (t 0) и влажности (w) древесины;
б) датчики контроля t 0 и w воздуха в камере;
в) механизм управления работой вентиляторов;
г) механизм управления нагревательной системой;
д) механизм работы вытяжной системы;
е) механизм управления подачею увлажнителя воздуха.
Для определения W древесины и t 0 воздуха и t 0 древесины в камере применяются различные датчики.
Для определения влажности воздуха служат датчики или прибор, называемый психрометром. Последний дает более точные показания. Простейший психрометр состоит из двух ртутных термометров сухого и мокрого с точностью показаний 0,1 С 0 . шарик мокрого термометра смачивается марлевым или батистовым чехлом, опущенным в сосуд с водой. Мокрый термометр всегда показывает t 0 более низкую, чем сухой вследствие дополнительного охлаждения за счет испарения влаги с его шарика. Разница между показаниями сухого и мокрого термометров называется ПСИХРОМЕТРИЧЕСКОЙ РАЗНОСТЬЮ. Чем она больше, тем суше воздух. Для определения относительной влажности по показаниям психрометра пользуются диаграммами или таблицами.
Относительная влажность воздуха характеризует способность воздуха испарять влагу и представляет собой отношение количества водяного пара в 1м 3 воздуха к количеству водяного пара в 1м 3 насыщенного воздуха при той же t 0 . Обычно ее выражают в процентах.
Контроль психометрической разности и влажности древесины должен быть только текущим.
Электродвигатели механизмов и устройств камеры должны быть класса Н (выдерживать высокие t 0 и W).
Вентиляторы устанавливаются специальные.
Котлы по мощности должны соответствовать объему сушки и быть автоматизированными, t 0 воды, подаваемой в калориферы камер, 90+5 0 С.
Заслонки (клапана) – выполняются из нержавеющей стали или алюминия и программируются на открытие и закрытие.
Увлажнение воздуха в камере осуществляется паронагревателем или форсунками.
Высокую герметичность;
Равномерность распределения тепловых и аэродинамических полей по штабелю;
Требуемую точность измерения контролируемых параметров, т.е. правильную установку датчиков и приборов;
Текущий контроль психометрической влажности, t 0 воздуха в камере, W высушиваемого материала;
Минимальное количество и видов дефектов сушки.
Проверка герметичности сушильной камеры.
Первым показателем для оценки герметичности сушильных камер могут служить показания мокрого термометра психрометра в камере с пиломатериалами мягких пород посредине процесса сушки. При этом должны быть перекрыты приточно-вытяжные устройства и увлажнитель воздуха.
Стабильные значения показаний мокрого термометра Т М = 50 0 С свидетельствует о плохой герметичности, 60 0 С – о недостаточной и 70 0 С – о достаточной герметичности (зимой все показатели на 5 0 С меньше).
Плохая герметизация дверей заметна хорошо при наблюдении изнутри при закрытых дверях и хорошем внешнем освещении.
Признаком недостаточной теплоизоляции дверей является влажность их поверхности и вода под ними в начале сушки толстых сортиментов или твердых пород. Это относится и к перекрытию, с которого иногда вода капает на материал. При этих условиях камера превращается в конденсатор, который высушивает и охлаждает воздух в камере и смачивает саму камеру, особенно зимой.
В этом случае приточно-вытяжная вентиляция отрицательно сказывается на эффективность работы камеры. Она должна быть наглухо и герметично закрыта; если при сушке тонких хвойных пиломатериалов невозможно без увлажняющего пара поднять показания мокрого термометра Т М выше 65 0 С, то необходимо дополнительно герметизировать и теплоизолировать двери, перекрытия, пол; уплотнить места прохода в камеру труб, кабелей и т.п.
Порядок и правила ведения сушки.
Режимом сушки называется расписание температуры и степени насыщения сушильного агента (воздуха). Режим сушки координируется по влажности высушиваемой древесины. Ч ем выше температура, ниже степень насыщения и выше скорость воздуха, тем интенсивнее протекает процесс сушки. Эти параметры регулируются применением проверенных практикой режимов сушки, установленных для различных материалов (пород древесины, назначения, поперечного сечения). Данные режима приводятся ниже:
На каждую сушильную камеру заводится отдельный журнал: в нем записывается задание, режим сушки, делаются соответствующие записи. Если режим сушки ведется в ручном или полуавтоматическом режиме, то в журнале истопниками ведутся записи всех показателей, характеризующих процесс сушки. Ежечасно в журнале записываются температура и влажность воздуха в камере.
2. Подготовка камеры и материала.
3. Определение и назначение режима сушки.
5. Начальный прогрев древесины.
6. Собственно сушка и контроль за режимами сушки и состоянием материала.
7. Гидротермическая и кондиционирующая обработка древесины.
Перед загрузкой камеры необходимо знать влажность загружаемого материала, чтобы правильно подобрать режим сушки в зависимости от его начальной влажности, породы и толщины.
Подготовить камеру: чисто прибрать, удалив пыль, опилки, кору, отходы древесины; тщательно осмотреть детали и механизмы оборудования, целостность защитного слоя стен и потолка. Все замеченные недостатки устранить.
Укладку штабелей проводить согласно требований и правил.
Лучшее качество сушки и наибольшая экономия теплоресурсов достигается при загрузке в камеру пиломатериалов одной породы и одной толщины. При необходимости загрузки пиломатериалов различных пород, следует подбирать их по толщине согласно рекомендаций.
Прокладки располагать на расстоянии не более 700 мм, точно друг над другом.
Пиломатериалы укладываются в горизонтальные ряды возможно плотно кромками друг к другу. Торцы укладываются заподлицо с прокладками.
Начальный прогрев.
Начальный прогрев проводится интенсивно с целью проведения ее стерилизации в возможно короткий срок. Для этого необходимо поддерживать в котлах t 0 95 0 С и постоянную циркуляцию горячей воды в системе обогрева камеры.
При стабилизации температуры в камере на отметке ниже предусмотренной заданным режимом сушки при постоянной работе котлов, следует включить электронагревательные приборы.
Вытяжные клапаны на этом этапе сушки закрыты: влажность в камере должна быть высокой, поскольку диффузия воды – движение ее от середины к поверхности пиломатериала – и, следовательно, скорость сушки зависит от температуры древесины (см. табл.1). Чем выше влажность древесины, тем выше ее теплопроводность, тем выше скорость ее прогрева. При этом предотвращается испарение влаги с древесины.
Табл. 1
Влияние температуры на скорость диффузии в древесинеВо время предварительного нагрева вентиляторы гоняют нагретый теплообменниками воздух для выравнивания температуры и влажности агента сушки и достижения древесиной заданной режимом температуры.
Если в камеру подан материал свежесрубленный, влажность воздуха в ней будет близкой к 100%, если же загружен материал, прошедший атмосферную сушку, необходимо поддерживать влажность воздуха во время начальной обработки на уровне 90-92% более высокая влажность воздуха в камере может привести к появлению в материале внутренних трещин.
Температуру во время прогрева обычно держат на 5-10 0 С выше, чем на первой ступени выбранного режима сушки. Продолжительность прогрева: для сосновых, липовых, осиновых досок толщиной 25 мм – 2 часа, для березовых и ольховых – 3 часа, для дубовых, ясеневых и кленовых – 4 часа.
Для досок других размеров сроки обработки изменяются пропорционально их толщине. В продолжительность прогрева не включается время подъема температуры до заданного режимом уровня.
По достижению температуры воздуха, заданной режимом сушки, в камере добиваются заданной психрометрической разности. Если она ниже, следует включить парогенератор, если она выше, следует открыть вытяжные клапаны.
1. Обмен воздуха должен осуществляться только для удаления из камеры излишков влаги.
2. Воздух в камеру должен поступать с положительной температурой. Подача воздуха в зимний период с улицы приводит к снижению продуктивности камеры на 20-40%. Поступление холодного воздуха не только кондиционирует влагу (что является причиной увеличения срока сушки на первой стадии), но и отрицательно влияет на качество самой сушки. При отсутствии рекуператоров в камеру следует подавать воздух из котельной.
3. Категорически запрещается одновременно, даже частично, открывать клапана вытяжной вентиляции при работе увлажнителя воздуха. Удаление влаги из камеры при ее недостатке и компенсация этого недостатка увлажняющим паром ухудшает режим сушки, который становится менее стойким и более зависимым от давления пара.
4. Пиломатериалы удовлетворительно можно высушить только лишь во влажной среде, что отображено в режимах сушки. Чем выше показатели мокрого термометра, тем больше (особенно в первой стадии сушки, температура древесины, а следовательно ее влагопроводность, тем быстрее сохнет материал.
При показаниях мокрого термометра 96-98
0
С материал сохнет в несколько раз быстрее
,чем при показания его равным 60-70 0 С. Поэтому во время работы камеры необходимо принимать все возможные меры для сохранения влаги, а не удаления ее.
5. Если не удается поддерживать необходимую температуру (вследствие чего заданный режим сушки может нарушиться), необходимо сохранять заданную психометрическую разность для каждой ступени режима или несколько уменьшить ее, учитывая, что при пониженной температуре материала скорость продвижения влаги из глубины на поверхность уменьшается.
Измерять и регулировать состояние сушильного агента – его температуру и влажность с целью поддержания режима сушки;
Измерять влажность древесины для своевременного перехода с одной ступени режима на другую;
Регулировать процесс циркуляции агента сушки;
Поддерживать с точностью _ 2 0 С температуру мокрого термометра; отклонение психрометрической разницы от заданной не должно превышать 10…20%. Термометры должны иметь цену деления не больше 0,1 0 С.
Обеспечить для тонких досок быстросохнущих пород скорость циркуляции воздуха 2 –2,5 м\с; для толстых досок, особенно трудно высыхающих пород, скорость должна быть уменьшена в 2 раза, что не снижает производительность камеры, но повышает качество. Минимально необходимой скоростью движения воздуха в камере (хотя и недостаточной для таких досок хвойных и быстросохнущих лиственных пород), является скорость 1 м\с.
Эта низкая скорость циркуляции воздуха необходима лишь при сушке быстросохнущих пород в период их сушки от 18…20% до конечной влажности 8-12%.
Поэтому для эффективного ведения процесса сушки должна осуществляться регулировка скорости циркуляции воздуха двумя (как минимум) скоростными двигателями с плавной регулировкой частоты вращения.
В случае ведения прерывистого режима работы циркуляционной системы для компенсации замедленного процесса сушки при перерыве циркуляции, необходимо значительно, до уровня следующей ступени, увеличить психрометрическую разность, которая не ухудшает качество сушки, а процесс интенсифицирует. Чем меньше скорость циркуляции, тем больше можно допустить значение психометрической разности.
Повышение температуры и увеличение скорости движения воздуха уменьшают продолжительность процесса. Причем, скорость циркуляции только в первый период ощутимо влияет на длительность процесса. При сушке пиломатериалов и заготовок твердых лиственных пород период постоянной скорости сушки практически отсутствует. Поэтому нет опасности, что при одновременном повышении температуры и некотором повышении влажности воздуха уменьшится интенсивность процесса.
Сохранить целостность пиломатериала при сушке можно периодическим снятием накопившихся напряжений посредством проведения промежуточных влаготеплообработок. Наиболее эффективна промежуточная обработка водяным паром. Хорошие результаты дает применением аммиачной воды: аммиак дополнительно пластифицирует древесину и позволяет быстрее снять внутренние напряжения. Рекомендуется подвергать промежуточной влаготеплообработке пиломатериалы, толщина которых превышает 30 мм для дуба, граба, ясеня и 40 мм для бука и клена. Назначают промежуточную влаготеплообработку при переходе со второй на третью ступень режима.
Для предохранения досок от коробления во время сушки, или значительного уменьшения этого дефекта, применяют прессование сверху хорошо уложенного штабеля, путем применения пневматических или пружинных прижимов. Рекомендуется использовать давление 500 кг\м 2 для сосны толщиной 25 мм, и 1000 кг для сосны толщиной 50 мм.
Конечная влаготеплообработкаКонечная влаготеплообработка имеет целью устранения внутренних напряжений в древесине, вызванных сушкой. Конечная обработка состоит из повышения в камере на определенное время температуры и влажности воздуха. Температуру повышают на 5-8 0 С выше температуры той ступени режима, которая предшествовала началу обработки. Влажность воздуха должна быть равновесной средней влажности материала в камере, увеличенной на 3%, что может быть установлено по диаграмме равновесной влажности. Продолжительность конечной обработки (в часах на каждые 25 мм толщины материала) принимается: для сосны, осины, липы – 6; березы, ольхи – 10; дуба, ясеня, клена –16.После обработки материал в течение 3-4 часов выдерживается в камере для подсушки увлажненной поверхности при том состоянии воздуха, которое задается режимом сушки. После этого камеру отключают от нагревательных приборов и материал остается в ней для медленного остывания. Выгружать следует вполне остывший материал.
Кондиционирующая обработка
Для выравнивания влажности древесины по всему объему штабеля и по толщине пиломатериалов проводится кондиционирующая обработка. Для этого в камере создают такое состояние среды, при котором подсыхают недосушенные пиломатериалы и увлажняются пересушенные. Во время кондиционирующей обработки температура среды по сухому термометру выше температуры последней ступени режима, а степень насыщения соответствует (по диаграмме равновесной влажности) средней конечной влажности древесины, увеличенной на 1%. Продолжительность кондиционирующей обработки приблизительно равна продолжительности конечной влаготеплообработки.
Качество сушки пиломатериаловКачество сушки определяется следующими показателями:1. Видимыми дефектами (трещины, коробление и т.п);
2. Соответствие между заданной и полученной конечной влажностью материала;
3. Равномерность просыхания материала по объему штабеля;
4. Перепадами влажности по толщине досок;
5. Величиной внутренних напряжений после сушки.
Наружные трещины являются следствием внутренних напряжений, возникших в результате неравномерности усушки наружных и внутренних слоев древесины. Мерой борьбы с наружными трещинами является поддержание высокой влажности воздуха в начале процесса.
Внутренние трещины являются следствием внутренних напряжений, однако в отличии от напряжений, вызывающих наружные трещины, они вызываются тем, что усушка наружных слоев оказывается меньше, чем усушка внутренних слоев, тогда как появление наружных трещин происходит в случае большей усушки наружных слоев по сравнению с усушкой внутренних слоев. Внутренние трещины могут появиться во второй половине процесса.
Так как конечные напряжения зависят от начальных перепадов влажности, то мерой борьбы с внутренними трещинами является недопущение интенсивности сушки с поверхности в самом начале процесса.
Торцевые трещины возникают из-за более интенсивной сушки древесины у торцов. Мерой борьбы является укладка досок в потай или заподлицо с прокладкой.
Коробление . Причина – неодинаковая усушка в тангенциальном и радиальном направлениях. Проявляется при сушке досок в свободном состоянии. Мерами борьбы с короблением являются: сушка в зажатом состоянии и правильная укладка досок в штабель (применение строганых прокладок и укладка их строго одна над другой по вертикали; укладка досок одной толщины (особенно в одном горизонтальном ряду)).
Конечная влажность назначается в соответствии с условиями эксплуатации. Конечная влажность древесины изделий в процентах не должна превышать:
а) всех деталей оконных переплетов, фрамуг и дверных полотен (кроме щитов и филенок), подоконных досок 12%;
б) коробок внутренних дверей и фрамуг 15%;
в) коробок наружных дверей и окон 18%;
г) реечных щитов щитовых дверей, филенок дощатых 9%;
д) шкантов и нагелей 7%;
е) погонажных изделий 12%.
Равномерность просыхания материала характеризуется разностью между заданной конечной влажностью и минимальной влажностью досок после сушки. Равномерность конечной влажности зависит от однородности загружаемого в камеру материала (колебания начальной влажности) и размера штабеля в направлении движения воздуха по материалу. Для уменьшения неравномерности просыхания материала следует улучшить равномерность циркуляции воздуха по штабелю, изменить в случае необходимости укладку материала.
Перепад влажности по толщине
определяется как разность между влажностью центрального слоя и поверхности досок. Для его определения после сушки вырезают так называемые секции послойной влажности и раскалывают их по толщине на несколько слоев. Разницу между влажностью центрального и поверхностного слоев и принимают за перепад влажности. Неравномерность влажности по толщине уменьшают путем проведения конечной обработки.
|
Категория качества сушки |
Заданная конечная влажность в % |
Допустимые отклонения влажности в % |
Допустимый перепад влажности по толщине материала при его толщине в мм |
|||
|
16-20 |
21-40 |
41-60 |
61-80 |
|||
| Высококачественная |
8 |
-2 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
|
Повышенное качество |
8 |
-3 |
2,0 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
|
Среднее качество |
10 |
-5 |
2,0 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
|
Рядовая сушка |
10 |
-6 |
не контролируется |
|||
