Цікаві факти про сушарки для деревини та сушіння деревини - системи сушіння та технологію сушіння
Коли дерево росте в природних умовах, воно містить якомога більше води. Говорять про «зелену» деревину, коли вміст води перевищує 35%. Якщо деревина призначена для промислового використання, вміст води потрібно значно зменшити, щоб вона була захищена від усадки, гниття або губки. Крім того, деревина повинна бути придатною для обробки з урахуванням цільового використання. Для цього ми розробляємо та будуємо спеціальні сушарки для деревини.
Вміст води в деревині наведено у відсотках. Це вага води по відношенню до ваги деревини при висиханні. Вода зустрічається як вільна вода в порожнинах клітин, так і як зв’язана вода в клітинних стінках. Кількість води, що зв’язується в клітинних стінках, становить 25-35%. Цей вміст води називається точкою насичення волокна.
При висиханні до цього моменту відбувається лише випаровування вільної води. З іншого боку, якщо деревина висихає далі, деревина зменшується.
Принцип будь-якої сушки деревини полягає у приведенні навколишнього повітря до стану, в якому рівноважний вміст вологи нижчий за відповідний вміст вологи в деревині. Тепер вода буде проникати в деревину і поглинатись у повітрі у вигляді водяної пари.
Зв'язок між відносною вологістю та вологістю деревини приблизно при 20 ° C
Деревину потрібно сушити до досягнення вмісту води, що відповідає рівноважному вмісту вологи в деревині в місці використання. Оскільки деревина використовується скрізь, значення вологості деревини становить від 5% до приблизно 20%.
Ілюстрація напроти показує криву рівноваги при 20 ° C для порівняння цілей застосування та вологості деревини. Видно, що будівельна деревина має рівноважний вміст вологи понад 15%, тому її можна сушити на повітрі, тоді як деревину з вмістом води нижче 15% потрібно штучно висушувати.
Оскільки штучне сушіння деревини, напр. Якщо сушка деревини сушильними камерами ТТА є промисловим процесом, тривалість є важливим елементом. Якщо деревина зберігається у звичайному кімнатному кліматі (20 ° C та 40% вологості), фактично дотримуються умови висихання до вмісту води 8%, але час, як правило, буде занадто довгим. Наведені нижче криві показують необхідний час висихання при кімнатній температурі для деревини різної якості. Крім того, видно вплив розмірів деревини.
Від висушеного на повітрі стану: 14-18% вологи деревини до сухого стану меблів: 6-10% вологи деревини.
Ширина деревини більш ніж у 7 разів перевищує товщину деревини.
Нестругані поверхні, температура близько 20 ° C, низька швидкість повітря.
Деревина, наприклад, для меблів, налаштується на вміст води приблизно 8% після тривалого періоду зберігання відповідно до рівноважного вмісту вологи при 20 ° C та 40% вологості. Тому деревину перед подальшою обробкою необхідно штучно висушити до вмісту води 8%.
Традиційно це сушіння відбувається в сушильній камері за допомогою опалення та вентиляції. Штучне сушіння деревини, найбільш широко застосовуваний спосіб, означає контроль температури та вологості повітря таким чином, щоб досягти бажаного результату з точки зору вологості деревини.
Однак це витяг нагрітого вологого повітря є енергоємним і, отже, дорогим. Тут враховується конденсаційне висихання.
За допомогою конденсаторної сушарки можна контролювати відносну вологість повітря в сушильній кімнаті, не відсмоктуючи нагріте повітря. У той же час висихання стає більш м’яким, оскільки робоча температура нижча, а відносну вологість можна поступово знижувати.
Всі породи деревини можна сушити за допомогою конденсаторної сушарки. Процес проводять у закритій та добре ізольованій сушильній кімнаті при температурі близько 28-50 ° C.
Дуже важливо, щоб температура та відповідна відносна вологість повітря поєднувалися з примусовою циркуляцією повітря через дерев’яну купу. Як показано на кресленні, цього можна досягти, встановивши необхідну кількість вентиляторів.
Для початку процесу сушіння потрібна кімнатна температура 28 ° C. Якщо немає альтернативних джерел опалення (сонячна енергія, тріска тощо), ця початкова температура досягається за допомогою вбудованого в сушарку нагрівального регістра. Завдяки принципу циркуляції повітря, який дозволяє теплу в камері та компресору витрачати тепло та приховане тепло, додаткове нагрівання не потрібно. Джерела тепла вимикаються за допомогою інтелектуального управління камерою.
За цих температур та узгодженої швидкості повітря деревина виділяє вміст води у повітря. Відносна вологість повітря збільшена.
Повітря з сушильної кімнати всмоктується через осушувач, виділяючи значну частину його вмісту води, і продувається назад у приміщення при більш високій температурі. Коли діє процес сушіння, цього нагрівання, як правило, буде достатньо для подальшого перебігу процесу при приблизно 45-50 ° C.
Коротко !
Що стосується енергії, сушіння конденсатом є набагато економічнішим за всі інші методи сушіння деревини, оскільки ефект енергетичного теплового насоса, що відновлює енергію, не тільки має позитивний ефект, але і процес циркуляції повітря усуває втрати вентиляції. Тож не дивно, що економія енергії порівняно із звичайними методами сушіння може становити до 80%!
Що стосується сушіння повітряно-сухої деревини з вмістом води 15-18% до 8% води, що необхідно деревині для виробництва меблів, завдання порівняно просте, оскільки деревина не особливо чутлива до низької відносної вологості та високих температур є.
Деревина, як правило, сушиться на повітрі до вмісту води 20% перед початком процесу штучного сушіння. Але коли справа стосується сушіння зеленої деревини з набагато більшим вмістом води, завдання є складнішим, оскільки деревина пошкоджується тріщинами, якщо вода виходить із поверхні занадто швидко, так що матеріал тут починає зменшуватися перед Внутрішні частини зникають.
Тому в цих випадках необхідно контролювати процес відповідно до програми сушіння. Наприклад, ця програма може відповідати наведеній нижче, в якій вологість і температура повітря регулюються за допомогою гігростата або термостата. (Вже запрограмовано в наших камерах управління)
Програма заснована на контролі відносної вологості. На початку процесу підтримується відносно висока відносна вологість. Це зменшує відстань між вологою деревини та рівноважною вологою. Поступово, коли вологість деревини падає, відносна вологість регулюється вниз.
Часовий масштаб можна приблизно визначити, розрахувавши вміст води в деревині, порівняно з робочими характеристиками осушувача при середній вологості деревини.
Тверда деревина вивільняє вологу повільніше, ніж м’яка деревина. Тому програма сушіння твердої деревини займе більше часу, ніж програма сушіння твердої деревини. Як результат, продуктивність конденсаторної сушарки є менш вимогливою.
Конструкція та матеріали сушильної кімнати різняться, і їх слід адаптувати до існуючої будівлі.
Основними функціональними вимогами є те, щоб приміщення було добре герметичним та утепленим. У сушильній кімнаті деревину слід складати так, щоб повітря могло циркулювати навколо всіх поверхонь. Цього можна досягти задовільним чином, укладаючи деревину в якості проміжного шару невеликими шматками деревини товщиною 25 мм.
Сушильна камера забезпечена термостатичним вентилятором, який висмоктує повітря з приміщення, якщо температура в приміщенні повинна піднятися до 55 ° C, оскільки це максимально допустима робоча температура конденсаторної сушарки. Температура може підвищуватися через нагрівання компресора. Вентилятор повинен поєднуватися з відповідною заслінкою повітрозабірника для свіжого повітря, і важливо, щоб і заслінка повітря, і заслінка витяжного повітря були обладнані жалюзі, які автоматично закриваються, коли вони не використовуються.
Примусова циркуляція повітря в приміщенні здійснюється за допомогою одного або декількох вентиляторів. Вони встановлюються на панелі. Це гарантує рівномірне розпорошення повітря та надходження найбільш вологого повітря до конденсаторної сушарки.
Потужність вентилятора повинна бути настільки високою, щоб об’єм сушильної кімнати циркулював приблизно 20 разів на годину. Сушильна кімната, як правило, повинна мати об’єм, що перевищує об’єм деревини в 3-5 разів.
Для того, щоб мати змогу виміряти необхідну сушильну здатність, необхідно розрахувати кількість води, яку потрібно видалити.
Часто відправною точкою є така, що сушену на повітрі деревину з вмістом води 15-20% слід сушити до нижчого вмісту води. Оскільки вміст води розраховується у% по відношенню до ваги сухої деревини, початковою точкою повинна бути об'ємна вага. Ви можете розрахувати наступні об'ємні ваги для деревини з вмістом води 0%:
Кількість води, яку слід видалити, у цьому випадку становить 221 кг = близько 221 літра води
Розміри деревини, влаштування сушильної кімнати та її вентиляція, вміст смоли в деревині та інші умови, що впливають на швидкість, з якою деревина виділяє вологу, трохи змінять час сушіння.
Якщо у вас немає комп’ютера для сушіння, ви можете використати наступну таблицю як керівництво для невеликих систем з ручним управлінням.
З сучасної точки зору зараз важливо використовувати повністю автоматичний комп’ютер для сушіння. Завдяки цьому досягається найкраща якість при найвищій швидкості сушіння одночасно.
Тому витрати на придбання сушильного комп’ютера в будь-якому випадку виправдані з точки зору економії.
Дерево дуже мокре в живому дереві. Окремі клітини деревини, а також клітинні стінки, що їх розділяють, заповнюються водою максимально (клітинний сік). Вони знаходяться в максимальному стані набряклості. Однак після вирубки більша частина цієї води поступово випаровується, поки не встановиться рівновага між вологістю навколишнього повітря та вологістю деревини. Одночасно клітини деревини зменшуються; цей процес називається усадкою. Звичайно, цей повільний процес сушіння на повітрі сьогодні прискорюється при обробці деревини процесами в сушильних камерах (камерне сушіння), поки вміст вологи не відповідає пізнішій вологості навколишнього середовища в місці використання. Три факти зараз вирішальні. По-перше, здатність поглинати вологу з навколишнього середовища і тим самим набухати, або віддавати вологу і тим самим стискатися, деревина зберігає, навіть якщо вона покрита лаком, змащена або вощена. По-друге, важливий впливає компонент вологості навколишнього середовища, а саме відносна вологість, ніколи не є постійним. Навпаки, він дуже сильно коливається в сезонному ритмі.
Метою контрольованих процесів сушіння є досягнення вологості деревини. Зазвичай це від 10% до 15% вологи деревини (залежно від ваги висушеної в печі деревини).
Для порівняння: свіжа лісова деревина містить близько 40% води.
Уникнути пошкодження при висиханні (розрив, посадка, викидання деревини) можна уникнути лише шляхом контрольованого висихання. Під час сушіння деревини для спалювання для отримання енергії (сушка дров) основна увага приділяється швидкому зневодненню з метою покращення властивостей горіння та нагрівальної здатності палива. (ВІКІПЕДІЯ)