Производство сухого профилированного бруса



При производстве сухого профилированного бруса нельзя обойтись без сушки сырья. Цель сушки нельзя охарактеризовать в нескольких словах.

Зачем сушить сырье для производства профилированного бруса?

Дело в том, что после сушки происходят важные изменения в свойствах древесины – улучшается сохранность брусьев; увеличивается прочность как материала, так и соединений; улучшаются изоляционные способности; в процессе усушки и эксплуатации происходят минимальные изменения в габаритах и формах строений; сводиться к минимуму появление трещин; упрощается использование материала и расширяются возможности использования его поверхности.

Древесину можно сушить естественным путем, поместив под навес. Через некоторое время можно добиться показателей транспортной влажности. Если поместить сырье в мебельный цех на длительное время, тогда древесина будет иметь так называемую мебельную влажность.

Правда, из-за длительности процесса эти методы сушки древесины не подходят для производства сухого профилированного бруса. Поэтому многие производители отдают предпочтение искусственной сушке древесины. При этом происходит термообработка сырья, в процессе которой погибают грибки и другие микроорганизмы.

Что влияет на результат сушки древесины в сушильной камере?

Чтобы из древесины испарилась влага, нужна энергия. Известно, что для испарения 1 кг воды из древесины расходуется 2 300-2 500 кДж (550-600 Ккал или 0,64-0,7 кВтч).

Количество тепла, которое необходимо для сушки, зависит от начальной влажности древесины и от того, какая влажность должна быть у бруса после завершения процесса.

Количество тепла для сушки может отличаться в зависимости от объемов производства в несколько раз. Так, большая лесопильня, где в сушку отправляют только-только выпиленные доски, потребляет больше тепла, чем компания, которая сушит пиломатериал, находившийся на складе, всего 3-4 недели.

На результат сушки в сушильной камере влияют однородность и предварительная сортировка пиломатериала, движение воздуха и штабелирование древесины, а также среда, в которой осуществляется сушка. Вообще древесина сохнет всегда. Но вопрос в том, насколько однородно, как быстро и какова конечная влажность пиломатериала.

Как добиться лучшего результата от сушки древесины?

Чтобы добиться хороших результатов в процессе сушки древесины, нужно осуществить следующие действия:

  1. Грамотно и верно штабелировать материал. То есть колышки должны быть в одном ряду и друг под другом; в основании должно быть достаточное количество подкладок; основание пачек и промежуточные доски должны быть в одном ряду с колышками. Кроме того, пачки в сушилке должны располагаться не слишком плотно. В таком случае воздух будет проходить между пачками в горизонтальном направлении.
  2. Использовать воздушные заслонки, чтобы добиться равномерного распределения воздуха между пачками штабелей.
  3. Убедиться, что вентиляторы достаточно мощные. В таком случае они обеспечат нужную скорость движения воздуха.
  4. Одновременно помещать в сушильную камеру древесину одной породы и одной толщины.
  5. Проверить герметичность сушильной камеры, чтобы добиться требуемых параметров влажности по всему объему древесины.

Схемы для управления процессом в сушильных камерах

Для управления параметрами среды в сушильных камерах используются 3 схемы – две основные и одна – комбинированная:

  • схема повтора процесса,
  • схема управления мощностью сушки,
  • смешанная схема.

Суть схемы повтора процесса заключается в том, что программа сушки подбирается, основываясь на том, как конкретная древесина сохнет в определенных условиях среды. Для этого изначально проводятся пробные сушки, побираются типовые программы. Следует отметить, что при этой схеме работы для измерения влажности среды в камере преимущественно используют датчики прямого измерения относительной влажности и психометрические датчики. Когда типовые программы подобраны, в дальнейшем каждый раз, воссоздаются параметры среды и время для сушки древесины. Эта схема позволяет добиться отличного результата.

Чтобы схема работала, нужно чтобы:

  • используемые датчики показывали достоверные результаты;
  • обслуживающий персонал правильно определил изначальную влажность древесины и другие важные параметры древесины, влияющие на процесс сушки;
  • это позволяла конструкция сушильной камеры (она должна обеспечивать герметичность по влажности и теплу);
  • хватало тепловых мощностей (чтобы процесс можно было воспроизвести в любое время года).

Суть схемы управления мощностью сушки предполагает, что в процессе будет задан график мощности сушки в зависимости от такого параметра, как время. В процессе обычно используется несколько датчиков – от 2 до 6. Они нужны для измерения равновесной влажности. Кроме того, при помощи 4 (чаще от 4 до 10) игольчатых датчиков измеряется текущая влажность древесины в сушильной камере. Преимущество этой схемы в том, что производиться автоматический расчет начальной влажности пиломатериала, который нужно высушить. К недостаткам можно отнести недостаточный контроль за процессом. Дело в том, что датчики иногда могут давать не точные, а случайные результаты. Отметим, что данная схема реализована в сушильных камерах таких производителей, как Incoplan, Nardi, Incomac, Hildebrand, Eisenmann и некоторых других.

Следует отметить, что названые производители чаще всего используют в своих решениях  смешанную схему. Например, продолжительность заключительного этапа может регулироваться при помощи датчиков влажности древесины.

Какие бывают типы сушильных камер?

Чем быстрее поступает энергия, необходимая для сушки бревна, тем быстрее завершается этот процесс. Конечно, чтобы не испортить материал, учитываются физические свойства древесины.

На сегодняшний день используются такие типы сушилок:

  1. Конвективные сушильные камеры: сушильные камеры непрерывного действия и сушильные камеры периодического действия.
  2. Конденсационные сушильные камеры.
  3. Вакуумные сушильные камеры.
  4. Микроволновые сушильные камеры.

Конвективные сушильные камеры

Канальные сушилки или сушильные камеры непрерывного действия представляют собой устройства, где штабеля постоянно перемещаются из мокрого конца камеры в более сухой, то есть параметры среды отличаются по всей длине канала.

Заполнение канальной сушилки штабелями и их выгрузка происходит с таким промежутком: один штабель в 4-12 часов. В такой камере можно осуществлять сушку лишь до транспортной влажности. Устанавливают сушильные камеры непрерывного действия на больших лесопилках, где изготавливается более 100 000 куб. метров пиломатериала в год.

Эффективность

Поместим одинаковое количество древесины в камеру периодического действия и в камеру непрерывного действия.

Из-за потерь в сушильной камере периодического  действия расход тепловой энергии будет на 20% больше, чем в сушильной камере непрерывного действия.

Сушильные камеры периодического действия по длине меньше, чем туннельные. Во всей камере поддерживаются одинаковые параметры среды в одни и те же временные моменты.

Если глубина продуваемости камеры превышает 2 метра, тогда применяется реверсия направления вращения вентиляции. Системы загрузки/выгрузки в сушильных камерах периодического действия разных моделей могут отличаться.

В таких камерах используются автоматические системы управления вентиляцией, отоплением и влажностью.

В России, как и в Европе, 90% древесины сушат в конвективных камерных сушилках.

Конденсационные сушильные камеры

В конденсационной сушильной камере конденсат, который появляется в процессе сушки, собирается на охладителях, а потом стекает в канализацию. Энергетический КПП в этих камерах большой, но поскольку тепловые насосы не позволяют развивать в камере большие температуры, то процесс сушки получается длительным. В итоге, суммарные потери тепла оказываются больше.

Удешевить процесс сушки путем замены электроэнергии на недорогую энергию не представляется возможным, так как для подачи энергии в камеру используется компрессор охладительного агрегата.

Этот вид сушильной камеры стоит использовать, когда объем древесины небольшой. Кроме того, конденсационная сушильная камера эффективна, если нужно высушить плотные породы дерева (ясень, дуб, бук и пр.).

Вакуумные сушильные камеры

В таких камерах для ускорения процесса сушки специально создается вакуум до 0,5 бар. Так появляется необходимая для сушки энергия. Вакуумные сушильные камеры не пользуются большой популярностью.

Микроволновые сушильные камеры

Принцип работы микроволновой сушильной камеры аналогичен принципу работы микроволновой печи. Но такой тип сушилок подходит для сушения небольшого объема материала. Кроме того, материал после такой сушки получает особые свойства, что нужно учитывать при его дальнейшем использовании.

Источник: ООО Стройкомплект-С