Способы сушки древесины. как правильно высушить древесину, чтобы в ней не образовались трещины

Конденсационная сушка древесины

Производим расчет, подбор комплектующих и сборку установок для конденсационной сушки древесины мебельного качества с 8-10% влажности, сушки рыбы, грибов, ягод, овощей, фруктов, осушение влажных помещений, подвалов, воздуха в помещении бассейна. Установки рассчитываются индивидуально по заданию заказчика, в зависимости от состояния камеры, размера материала, его начальной и конечной влажности и т.д.

В основе процесса лежит холодильный цикл парокомпрессионной установки в режиме теплового насоса и принцип обратимости энергии при фазовом переходе жидкости в пар и обратно. Иными словами, пар, при переходе в жидкость, выделяет столько же тепла, сколько бы потребовалось для нагрева жидкости до перехода в пар. Физический смысл сушки состоит в конденсации влаги на холодной поверхности испарителя и выделении при этом тепловой энергии в количестве 2500 кДж на каждый кг сконденсированной воды. Далее эта теплота конденсации паров воды, а также дополнительная энергия от работы сжатия компрессора, практически равная потребляемой мощности, преобразуются в тепло в конденсаторе установки и возвращаются в камеру, чем поддерживают необходимую температуру в ее объеме и дальнейшее парообразование от материала.

Поскольку процесс происходит в замкнутом цикле, без удаления паров воды в атмосферу и проветривания камеры, то достигается значительная экономия затрачиваемых ресурсов. Необходим только первоначальный разогрев камеры с материалами в течение суток и электроэнергия для привода компрессора с вентиляторами, для дальнейшей работы в течении 10-15 дней. Расходы при эксплуатации камеры сушки сопоставимы с обычной холодильной камерой такого же размера. Потребляемая электроэнергия компрессора составляет всего 25% от производительности конденсатора и выделяемого тепла. Часть этой энергии расходуется на прогрев материала и парообразования , а остальная часть (равная количеству затраченной электроэнергии) компенсирует потери через стенки камеры. По этой причине камера сушки должна иметь хорошую теплоизоляцию (не менее 150-200 мм минваты) , что позволяет сократить не только ресурсы, но и затраты при покупке основного оборудования. При недостаточной теплоизоляции, особенно в зимнее время, потребуется дополнительный подогрев.

Поскольку сам процесс происходит при относительно низкой температуре, без выделения смол, пожаробезопасен, то под камеру может использоваться любое теплоизолированное помещение, с учетом вместимости материала 10-100м3 и оборудования.

Температурный диапазон в камере, при необходимости, может быть расширен до +60С

Система управления установкой собирается на базе термогигрометра и соответствующих преобразователей температуры и влажности. Двухканальное регулирование температурой и влажностью, а также применение частотных регуляторов для электродвигателей, обеспечивает прецензионное качество. Для отслеживания режима сушки и построения графика существует передача данных в любые SKAD программы по протоколу MODBUS.

В качестве комплектующих применяется высококачественная техника следующих производителей :

компрессоров BITZER, DANFOSS ;

теплообменников ECO, LU-VE;

автоматики DANFOSS, SIEMENS.

Реверсивные вентиляторы для сушильных камер

Как быстро высушить доски

Бывают случаи, когда необходимо быстро высушить небольшие доски в домашних условиях, что особенно актуально зимой. Для этого существует один простой, проверенный временем способ.

Суть метода заключается в следующем. Доску с недавно спиленного дерева оборачивают бумагой (5…15 слоёв), далее материал оборачивают полиэтиленовой плёнкой и делают несколько отверстий для выхода влаги.

Предварительно подготовленную доску укладывают на прогретую батарею или другое место, расположенное в непосредственной близости к отопительному прибору. Во время высыхания древесины часть влаги будет впитываться бумагой, поэтому обёрточный материал нужно менять 3-4 раза в сутки. Во время высыхания доску нужно переворачивать по несколько раз за день.

Время высыхания пиломатериала зависит от его толщины. Так, для высушивания 3-сантиметровой доски достаточно трёх суток.

Изделия большей толщины высыхают дольше, но гораздо быстрее, чем при естественной сушке.

Рассматриваемый метод имеет один существенный недостаток – деформация поверхности древесины. Этот минус можно легко исправить обработкой доски рубанком.

Сушка древесины и пиломатериалов – важнейшая операция по улучшению и облагораживанию древесины.

В течение этой процедуры материал меняет свои физико-механические, технические и эксплуатационные качества. Также меняется соотношение содержащихся в материале экстрактивных веществ. Процесс направлен на улучшение всех имеющихся свойств.

Процесс сушки протекает в несколько этапов. Вначале испаряется влага с поверхности древесины, затем наступает очередь находящихся в глубине древесины слоев. Более тонкие части высыхают быстрее, влага начинает движение от утолщенных мест к более тонким, уже подсохшим.

Если процесс происходит технологически неправильно, тонкие древесные слои начинают как бы сжиматься.

Итог этого – древесина растрескивается и коробится. Чтобы этого не происходило, древесные заготовки обрабатывают смесью мела и олифы, которые наносят на срезы заготовок, с их торца.

Поэтому древесину лучше заготавливать в форме брусьев, досок и прочих геометрических фигур.

Ни одна из необходимых для обработки операций не вызывает столь значительные изменения свойств древесины, как ее сушка. Различные режимы этого процесса обусловлены породными и иными особенностями пиломатериалов: районом произрастания, плотностью дерева, местом вырезки и т. д. Подобранный сразу режим нередко нуждается в коррекции в процессе сушки.

Искусственная камерная

Искусственная сушка в камерах — более быстрый и выгодный вариант. Он снижает влажность древесины до 10-18%, позволяет контролировать процесс и регулировать температуру. Для правильной организации работы камеры пиломатериалы укладывают в штабеля или пакеты. Штабель должен состоять из изделий одной породы и толщины.

Главное преимущество заключается в оперативности. Сушилка высушит древесину за одну неделю. Кроме того, в процессе материал можно обработать специальными защитными средствами от негативного влияния окружающей среды. Такая обработка защитит живой брус или бревно от гнили, плесени и растрескивания.

Из недостатков искусственного метода выделим появление больших трещин в материалах. В камере из-за высокой температуры влага испаряется слишком быстро, а древесина высушивается неравномерно. Влага внутри материала испаряется медленнее, чем с поверхности. Это приводит к образованию трещин и при изготовлении, и в процессе эксплуатации уже после строительства дома.

Что будет с доской при неправильном режиме сушки

Казалось бы, что сложного в процессе сушки – включил тепло с обдувом, оставил на определенное время доску в покое и дело сделано. Но если бы все было так просто, то и выбирать камеру особого труда не составляло. Дьявол, как говорится, кроется в деталях. Почему-то в некоторых камерах для сушки древесины брака получается мало, а в других много. Иногда даже не получается сразу определить по какой причине. Даже неправильная загрузка пиломатериала может сказаться в итоге на качестве продукта.

Цель для которой нужно основательно подойти к выбору установки – это не только экономия в приобретении и дальнейшей эксплуатации оборудования, но и самое главное – сохранение привлекательного вида древесины после процесса сушки, повышение ее прочности и стабилизация размеров с формой.

Деревянное изделие придет в негодность, если доска из которого она сделана высушена не качественно. Причем дефекты вылезят со временем. У изделия сделанного и скрепленного из нескольких деталей в процессе эксплуатации влажность начнет выравниваться по всему объему и состояние стыков станет напряженным, в каких то местах произойдет усыхание и лакокрасочное покрытие треснет. В этих местах дерево начнет поглощать влагу из внешней среды, что приведет к дисбалансу распределения влаги внутри изделия. Итог очевиден.

В кубометре свежеспиленной древесины почти 300 литров воды и задача любой сушилки эту воду испарить. Да так чтобы не нанести вред доске. Основная часть влаги содержится в капиллярах, а остальная в клетках из которых и состоят капилляры. Проблему вызывает удаление влаги из клеток, именно по этой причине возникает растрескивание древесины.

Особенно сложно  сушить твердые породы, такие как ясень, дуб, бук. В результате сушки высыхает верхний слой и образует сухую корку, через которую плохо просачивается влага. Сердцевина доски остается влажной и там возникают микротрещины, приводящие к браку.

Именно поэтому важно соблюдать режимы и технологию сушки, делать вовремя выравнивание по влажности и всегда контролировать процесс. А делать это непросто, учитывая что даже создав правильные условия доски сохнут по разному в зависимости от плотности и других причин

Даже у одной доски разбег по влажности может разниться на 2% и даже более. Но, опять же, при правильном подходе несмотря на сложные процессы внутри дерева требуемого результата можно добиться.

Места трещин бывают разные и зависят они от характера усыхания доски. Помимо наружных трещин могут быть внутренние, они появляются когда быстрее высыхает поверхность доски, а внутри при этом она остается еще влажной. Бывают и торцевые трещины, они возникают из-за более интенсивной сушки древесины у торцов.

В результате же неправильной укладки досок в штабель есть опасность появления, так называемого, коробления. Происходит это по причине неоднородной усушки в тангенциальном и радиальном направлениях.

Коэффициенты усушки и разбухания

Величина усадки пилопродукции при снижении влажности в процентном соотношении определяется коэффициентом усушки. Он характеризует степень трансформации габаритных размеров изучаемого деревянного образца при понижении количества влаги на 1 %. С информацией и методикой нахождения этого коэффициента можно познакомиться, изучив ГОСТ 6782.2-75.

ГОСТ 6782.2-75 Пилопродукция из древесины лиственных пород. Величина усушки

1 файл   715.91 KB

Разбухание древесины происходит в результате насыщения волокон влагой. Протекает это при повышенных показателях влажностного режима. Этот процесс, обратный усадке древесины, вызывает увеличение линейных размеров лесоматериалов. В числовом эквиваленте это явление выражается с помощью нахождения коэффициента разбухания. Методика определения этого показателя описана в ГОСТ 16483.35-88.

Степень усушки и разбухания для каждой породы дерева индивидуальна. Обуславливается это особенностями микроскопического строения и химического состава волокон древесины. Представители хвойных пород, имеют в структуре волокон вертикальные и горизонтальные смоляные ходы. Это значительно отличает их от лиственных пород, строение которых представлено развитыми проводящими сосудами.

ГОСТ 16483.35-88 Древесина. Метод определения разбухания

1 файл   160.00 KB

Все древесные породы имеют разный коэффициент усушки и в зависимости от его величины формируются на группы:

• усушка в объеме не достигает 0,40 %— ель плакучая, пихта кавказская, тополь, ясень обыкновенный.
• усушка от 0,40 % до 0,47 %— бук европейский или лесной, вяз, дуб, липа сердцевидная, ольха;
• усушка проявляется более чем на 0,47 %— береза, лиственница европейская, клен остролистный.

Величина коэффициента усушки помогает составить прогноз вероятности появления внутренних напряжений и растрескивания в результате неравномерного испарения влаги и принять меры по предотвращению их появления.

Советы специалистов

Когда выполняется сушка дерева, необходимо помнить, что продолжительность процесса зависит от того, какая порода будет использована. Например, дубовые доски могут сохнуть долго, этот процесс в естественных условиях затягивается на 7 лет. Некоторые породы при сушке растрескиваются, а это только ухудшает качество поверхности. Если нет уверенности в том, что все будет выполнено правильно, то лучше закупить уже готовую древесину, обладающую необходимым уровнем влажности.

Специалисты советуют использовать 2 метода сушки дерева:

1. Бревна ошкуриваются по средней части, но по концам оставляется кора, ширина такой ленты составляет примерно 100 мм.
2. Кора не снимается, а поперек ствола делаются вырубки, чтобы обеспечить доступ воздуха. Вдоль кора не разрезается, она в данном случае выступает в качестве отлично стягивающего хомута.

Во время сушки надо руководствоваться и тем, какие породы древесины и как реагируют на процесс сушки:

1. Не растрескиваются во время сушки ольха, липа, береза, осина, тополь. Поверхность заготовок остается ровной и качественной.
2. Растрескиваются в небольшой степени такие породы дерева, как лиственница, ель, кедр, сосна, пихта. Они применяются для строительства часто, так как обладают всеми необходимыми характеристиками. Материал этот прочный, отлично выносит даже большие нагрузки, обладает приятным ароматом и цветом.
3. При сушке сильно растрескиваются бук, граб, клен, ясень. При выборе такой породы древесины лучше всего брать уже высушенные и готовые доски, которые прошли заводскую обработку, так как своими руками подготовить их сложно, получается большой процент отходов.

Для сушки древесины применимы различные методы. В процессе высыхания доски могут не только потерять некоторую часть в объеме (влаги в дереве много), но и деформироваться, покрыться трещинами. А это уже для строительных конструкций недопустимо. Именно поэтому специалисты советуют должное количество времени уделить подготовке материала.

Создание сушильной камеры

Готовое помещение

Сушильная камера промышленного производства

Итак, тезис о том, что пиломатериалы необходимо готовить к использованию путем высушивания, мы аргументировали. Теперь давайте разбираться, как сделать сушилку для досок своими руками.

Для начала нам необходимо подобрать помещение, в котором будет происходить процесс сушки:

1. .
2. . Ширина должна позволять размещение одного либо двух штабелей досок по 1,8 – 2 м с проходом между ними.
3. . Двери расширяем таким образом, чтобы мы могли беспрепятственно загружать обрабатываемый материал.

Для обработки можно использовать старый гараж или сарай

1. . Перегородки возводим из кирпича или достаточно толстого бруса, чтобы обеспечить теплоизоляцию.

Постройка сушилки

Впрочем, найти подходящее помещение (чаще всего в этой роли выступает гараж или сарай) получается не всегда.

Именно поэтому будет полезно узнать, как сделать сушилку для досок с нуля:

План помещения

1. Под конструкцию закладываем ленточный или столбчатый фундамент. Поскольку масса сооружения будет невелика, то и основание делаем неглубоким.
2. После того как бетон фундамента высохнет, из алюминиевого или стального оцинкованного профиля собираем каркас. Детали каркаса соединяем с помощью болтов и специальных кронштейнов.

1. Стенки и кровлю обшиваем стальными листами, которые фиксируем к каркасу саморезами по металлу (с буром). Для максимальной эффективности выполняем двойную обшивку, закладывая между металлическими листами слой минераловатного утеплителя мощностью 100 – 150 мм.

Фото изнутри металлического сооружения

1. На пол укладываем плотную гидроизоляционную мембрану, которую засыпаем слоем опилок.
2. Устанавливаем двери, которые должны закрываться как можно плотнее. Для дополнительной герметизации можно усилить дверную коробку брусьями с прикрепленными резиновыми листами.
3. Как и в случае с использованием уже готового помещения, обязательно обустраиваем вентиляционные продухи для циркуляции воздуха.

После завершения работы проверяем герметичность помещения, при необходимости устраняя дефекты обшивки. Теперь нам осталось оборудовать нашу сушильную камеру.

Оборудование

Инструкция по обустройству сушилки может быть самой разной, ведь комплектация камеры во многом зависит как от наших запросов, так и от финансовых возможностей.

И все же общую схему сформулировать вполне реально:

Доски на поддоне с поперечными прокладками

1. Вместо опор можно использовать настенные стеллажи. При этом на несущих поверхностях закрепляем кронштейны из металла, предназначенные для укладки штабелей вдоль стен сушильной камеры.

Вариант с пристенными стеллажами

1. Далее устанавливаем нагревательный прибор. Это может быть печь, камин, тепловая пушка, тепловентилятор и т.д. – все зависит от ваших предпочтений. Ключевым параметром будет мощность устройства, которая рассчитывается исходя из объема загружаемой древесины: для сушки 1м3 досок необходимо не менее 3 КВт тепловой энергии, соответственно, чем больше сырья нам нужно, тем более мощный аппарат нам потребуется.
2. Вместе с нагревательными приборами устанавливаем вентиляторы, которые будут обеспечивать движение воздуха. Конечно, можно сэкономить на покупке вентиляционной системы и обойтись естественной вытяжкой, но в этом случае время подготовки досок к работе существенно увеличится, а значит, возрастут и расходы на обогрев камеры.

Размещение вентиляции и обогрева

1. Вентиляторы и нагревательные приборы располагаем таким образом, чтобы теплый воздух шел поперек воздушного потока. Такая установка позволяет существенно снизить аэродинамическое сопротивление системы, так что сушилка будет работать эффективнее.

Поскольку для функционирования нашей камеры потребуется большое количество электроэнергии, к ней желательно подвести отдельный кабель питания. При этом все используемые агрегаты подключаем к распределительному щитку через УЗО с соответствующими партерами мощности

Такая предосторожность будет не лишней, поскольку дерево, даже не полностью высушенное, способно загореться от малейшей искры, появившейся при замыкании

Комплексная система обогрева и вентиляции

Делаем сушилку для фруктов из холодильника

Приготовьтесь, что создание конструкции займет у вас несколько часов. Зато потом будете хвалить себя за находчивость несколько зим подряд! Итак, вот пошаговый алгоритм изобретения.

1. Аккуратно удалите морозильную камеру, компрессор и вырежьте отверстия сверху для принудительной вентиляции воздуха. Эти действия не потребуют почти ничего, кроме вашей аккуратности.

Если ваши старания не увенчались успехом, и вы случайно повредили корпус холодильника – не беда. Позовите соседа или приложите свои усилия, чтобы провести сварочно-ремонтные восстановительные работы. Имидж – ничто, но герметизации корпуса в данном вопросе – все!

2. Очистите корпус холодильникаот ненужного – в первую очередь, от утеплительного слоя (стекловаты).Не забудьте натянуть резиновые перчатки, чтобы руки не чесались.

После удаления утепляющего слоя беремся за демонтаж электроники внутри холодильника, мотора и защитной решетки холодильника. Нам нужен только металлический корпус холодильника, который мы берем за основу.

Плюсы и минусы

Атмосферная сушка используется на протяжении многих лет. Особенность метода заключается в том, что его можно реализовать в домашних условиях без дополнительного оборудования. Основные преимущества:

• не придется тратить финансы на топливо и электроэнергию;
• строить дополнительное помещение для сушки не нужно;
• метод не предполагает использования дорогостоящего оборудования, значит, не нужно и навыков работы с ним;
• нет потребности в дополнительном персонале или трудозатратах.

Недостатком атмосферного просушивания можно считать длительность процесса. Для доведения дерева до нужного состояния может понадобиться год и даже больше. Точное время зависит от характеристик материала, условий проведения сушки, времени года и погоды

Также важно четко соблюдать технологию

Если просушивать дерево неправильно, то оно будет прогреваться внешне, но не внутри. В таком случае слишком велик риск серьезных деформаций.

Этапы сушки

Сушка деревянных конструкций осуществляется в 3 этапа:

1. Начальный прогрев досок. На этом этапе проводится первичная термическая обработка поверхности древесины. Прогревание производится без вакуумного давления. Температура материала изменяется в зависимости от режима сушки.
2. Сушение. На этом этапе включается помпа, предназначенная для удаления воздуха из сушильной камеры. Во время этого процесса влага скапливается на внешних слоях древесины. Вакуумная помпа равномерно распределяет влагу, что предотвращает растрескивание и коробление материала. Вышедшая на поверхность вода испаряется и выводится из корпуса сушильного аппарата.
3. Кондиционирование. На этом этапе обрабатываемые доски охлаждаются. Они восстанавливают свою твердость и прочность. Процесс кондиционирование осуществляется при включенной помпе, предотвращающей деформацию обрабатываемых заготовок. Когда доски охладились до комнатной температуры, их вынимают из камеры.

Этапы сушки в вакууме контролируются автоматические устройствами, получающими данные от датчиков безопасности. Эти технологии позволяют сохранить рабочие свойства пиломатериалов. Перед началом сушки необходимо настроить давление, оказываемое помпой на дерево, и температуру. Эти параметры настраиваются в зависимости от разновидности обрабатываемого сырья. Сушка дуба толщиной 25 мм производится при температуре 80 °C, давление помпы должно равняться 500 кг/м2. Сушение этого материала производится в течение 28 дней. Процедура сушения сосны толщиной 25 мм осуществляется при температуре 45 °C, давление составляет 550 кг/м2. Этот материал необходимо сушить в течение 8 дней.

Промышленная сушка

Выбор подходящего режима зависит от породы дерева и толщина исходного материала. Чтобы доски при проведении процедуры не коробились и не трескались, их предварительно пропаривают в камерах с влажным паром.

Сначала материал хорошо прогревают один-два часа при t 50°. Затем ее повышают до 60°, и повторяют процедуру пропарки. Ее можно повторять до трех раз при необходимости.

Для мягких пород используют температуру t° от 40 до 75 градусов, для твердых сортов от 35 до 55. В любом случае, этот показатель не должен быть выше 80°С. Если температура поднимается выше, происходят необратимые изменения в поверхностных слоях материала. Дерево как бы закаливается, что существенно затрудняет его дальнейшую обработку инструментами.

В самом начале процесса воздух имеет довольно большую влажность и невысокую t°. Чем больше начальная влажность дерева, тем больше влаги должно быть в воздухе, поступающем в камеру. Это необходимо для того, чтобы предотвратить растрескивание материала. По мере высыхания породы t° воздуха понемногу увеличивают, содержание же в нем влаги, напротив, снижают.

Между влажностью воздуха и содержанием влаги в материале имеется строгая зависимость. Ее можно определить с помощью особого прибора – психрометра, служащего для определения влажности и температуры воздуха в сушильных камерах. Последние носят название сушила. Существуют различные методы сушки древесины.

Заводской способ предполагает использование специальных камер для сушки. Это паровоздушные сушила периодического действия, имеющие реверсную циркуляцию. Полученный материал, выгруженный оттуда, двое-трое суток выдерживается в производственном цехе. В это время происходит нормализация материала, то есть его освобождение от поверхностных и внутренних напряжений, обретенных в процессе сушки.

Существуют также газовые камеры для сушки древесного материала. В таких устройствах периодического действия, чтобы избавиться от ненужной влаги, используют особый бездымный газ.

Его получают при сжигании в топках сырых отходов дерева. С помощью высоконапорного осевого вентилятора, через специальные газоходы, он подается на штабеля пиломатериалов. Конструкция системы предполагает наличие парового увлажнителя.

В деревообрабатывающей промышленности используют газовые аппараты, действующие на природном газе. Они оснащены топкой, температура в которой при горении достигает 1300°С. Но прежде чем попасть в сушилку, смесь циркулирует и охлаждается, приобретая ко времени попадания в камеру температуру 100 градусов. Рабочая смесь бездымна. Если работа такой камеры хорошо отлажена, то высушенные в ней пиломатериалы остаются светлыми. Каждая из них может вместить четыре больших штабеля досок. Также они применяются для обычной, рядовой сушки хвойных пород дерева.

Для скоростной сушки строительного материала используются электрические сушилки, в которых применяются высокочастотные токи. Такая процедура длится недолго – время сушки составляет лишь несколько часов, а качество ее высокое. Дерево высыхает равномерно: без изъянов, коробления и трещин. Количество брака при таком способе сушки оказывается значительно меньшим, чем при газовом и паровом методе – его показатель составляет менее пяти процентов.

Особенности нагревания диэлектриков и полупроводников (к ним принадлежит и дерево) в электрическом поле высокой частоты состоят в том, что температура всего обрабатываемого материала заметно повышается в небольшой отрезок времени. Влажную доску за три минуты можно нагреть до 100 градусов по всей ее толщине. Мощность поглощаемого материалом тока регулируется параметрами электрического поля (его изменением посредством регулировки).