Типы сушильных камер для древесины и дерева

Процесс сушки древесины достаточно сложен. Удаление влаги происходит в результате испарения. Важно учитывать один важный момент – влага внутренних слоев древесины, прежде чем испариться, должна переместиться на поверхность. Однако скорость перемещения влаги из внутренних слоев на поверхность ниже, чем скорость её испарения с поверхности. Следует сделать вывод, что продолжительность сушки зависит от скорости продвижения влаги внутри древесины. Но поверхностные слои достаточно быстро достигают равновесной влажности с окружающей средой и становятся непроницаемыми для влаги. Из-за этого процесс сушки замедляется и может произойти деформация пиломатериала. Чтобы этого избежать, в сушильных камерах устанавливается система увлажнения, которая увлажняет поверхность древесины. Также важно правильно укладывать пиломатериалы в штабеле. При высыхании древесина принимает ту форму, которая была придана изначально.

Процесс сушки древесины, как было ранее объяснено, основан на принципах физики. Важно, как поступает энергия к материалу и как удаляется испаряющаяся вода. Чем быстрее поступает энергия, тем быстрее высыхает древесина. Также нужно учитывать физические особенности материала, чтобы не повредить его. Существуют разные типы сушилок, используемых в реальной практике. Говоря о типах сушильных камер, вначале стоит упомянуть два основных: конденсационные и конвективные.

Конвективные сушильные камеры

В конвективных сушильных камерах энергия подается к материалу за счет циркуляции воздуха, и передача тепла материалу происходит конвекцией. В этих камерах благодаря круговороту струй горячего воздуха испаряется необходимый процент влаги из древесины. Конвективные сушильные камеры бывают двух видов:

• Сушильные камеры непрерывного действия (канальные сушилки) — это глубокие сушилки, где пачки штабелей постоянно перемещаются из влажного конца к более сухому. Эти туннели загружаются с одного конца и выгружаются с другого. Загрузка и выгрузка происходит по одному штабелю с интервалом обычно от 4 до 12 часов. Эти сушилки характерны для крупных лесопилок (с производством более 100 000 м3 древесины в год) и предназначены только для сушки до транспортной влажности.
• Сушильные камеры периодического действия короче туннельных. Во время сушки в камере поддерживаются одинаковые параметры окружающей среды. Для равномерности сушки древесины глубиной более 2 м применяется реверсия направления вентиляции. Загрузка и выгрузка камер могут осуществляться с одной стороны, в таком случае у камеры будет одна дверь. В общем, материал можно сушить до любой желаемой влажности. В настоящее время во всех камерах используются автоматические системы контроля влажности, вентиляции и отопления. За последние десять лет было построено много камерных сушилок, и сейчас нет крупной лесопилки, где бы не было таких сушилок. Для сушки одинакового количества материала расход тепловой энергии в камерных сушилках на 20% выше, чем в туннельных.

В Европе и России 90% всей сушки осуществляется в конвективных камерных сушилках. С точки зрения качества, энергоёмкости и разнообразия высушиваемых пород, конвективный способ сушки является одним из самых эффективных, так как позволяет высушивать древесину различных пород и толщин с хорошим качеством.

Конденсационные сушильные камеры

Конденсационная сушильная камера, основное отличие которой в том, что влага, испаряющаяся в воздухе, конденсируется на специальных охладителях и стекает в канализацию. Энергетический коэффициент полезного действия у этого процесса высокий, но, так как тепловые насосы не позволяют достичь высоких температур, цикл сушки длинный. Во время длительного цикла суммарные тепловые потери больше. В процессе сушки нельзя использовать другие виды энергии, кроме электроэнергии, так как энергия подаётся в камеру главным образом через компрессор охлаждающего агрегата. Конденсационные сушилки подходят для сушки небольших объёмов или плотных пород древесины, таких как дуб, бук, ясень и др. Преимуществом этих камер является отсутствие необходимости в котельной, что снижает себестоимость сушки.

При конденсационном способе сушки после нагрева и циркуляции воздуха влага, испаряющаяся из древесины, попадает на конденсат, где охлаждается и удаляется в канализацию. В камерах данного типа, как показывает практика, хорошо сушить дуб и лиственные породы в небольшом объёме, сушка хвойной древесины выходит более затратной. Продолжительность сушки здесь больше, чем при конвекции.

Вакуумные сушильные камеры.

Существуют менее распространенные типы камер, такие как вакуумные камеры, где создается вакуум для ускорения процесса сушки, или микроволновые, электромагнитные сушилки и сушилки горячего воздуха. Они подходят для сушки небольших объемов материала, и высушенный таким образом материал обладает особыми свойствами, которые важно учитывать при его использовании. Например, древесина, сушеная при высокой температуре, подходит для изготовления определенных музыкальных инструментов из-за своих особых звуковых свойств.
В вакуумных сушильных камерах, для ускорения процесса сушки (понижения температуры кипения воды) создаётся вакуум до 0,5 бар, что частично даёт необходимую для сушки энергию. Также существуют микроволновые сушильные камеры, работающие по принципу микроволновой печи, и электромагнитные сушилки. В последние годы проводятся исследования по использованию сушилок горячего воздуха, где температуры сушки достигают 200°C. Эти типы сушилок подходят для сушки небольших объёмов, и высушенный таким образом материал приобретает особенные свойства, которые нужно учитывать при дальнейшем использовании. Например, древесина, высушенная при высокой температуре, подходит для изготовления определённых музыкальных инструментов благодаря своим уникальным акустическим свойствам.

В пресс-вакуумных сушильных камерах корпус состоит из металлического материала (нержавеющая сталь, алюминий). Пиломатериал загружается вручную, чередуясь с алюминиевыми нагревательными пластинами, по которым циркулирует горячая вода. После нагрева камеры под действием вакуума пластины давят на древесину, что способствует выделению влаги. Объём камер не превышает 50 кубов. Такой вид сушки наиболее дорогостоящий.