Вакуумна сушка деревини в сушильних камерах: технологія, особливості та способи

Будівельна індустрія сьогодні переживає активний етап технологічного розвитку, що відбивається і на застосовуваних інструментах, і на методології виконання ремонтно-монтажних операцій, і, звичайно, на матеріалах. При цьому за рахунок доступності та низької вартості як і раніше зберігають свою затребуваність традиційні матеріали, серед яких деревина. Інша справа, що використовувати її в чистому вигляді не можна, оскільки навіть твердотільні породи вже не відповідають будівельним нормативам в захисних властивостях. Подолати цей бар'єр дозволяють спеціальні операції підготовки, в тому числі сушіння деревини в сушильних камерах – технологія, завдяки якій поліпшується цілий спектр техніко-фізичних показників матеріалу.

Технологія виконання сушіння в камерах

Принцип сушіння у вакуумних камерах базується на законах випаровування та циркуляції води. Тобто головні завдання методу зводяться до забезпечення оптимально швидкого виведення вологи з структури дерева, але без негативних наслідків для експлуатаційних якостей. На виконання цього процесу і орієнтована розглянута технологія. На практиці вона виконується з допомогою спеціальних установок, що забезпечують циркуляцію води з деревної структурі в напрямку від серцевини до зовнішньої частини. Далі проводиться виведення води з поверхні за допомогою випаровування. Але важливо розуміти, що позбавлення від вологи – не єдине завдання, яку реалізує сушка деревини в сушильних камерах. Технологія також дозволяє усувати фізичні дефекти, але для цього застосовується додаткове обладнання зразок пресів. Що стосується технічної реалізації процесу, то він зазвичай виконується шляхом ручного завантаження матеріалу у відповідну камеру. Далі за рахунок нагрівальних пластин агрегат виробляє автоматичний прогрів на тлі інтенсивного випаровування.

Особливості методу вакуумного сушіння

Порівняно з традиційними сушильними камерами, нові технології циліндричної вакуумного сушіння дозволяють досягати високої швидкості процесу. Пов'язано це не стільки з принципом впливу на матеріал, скільки з механікою завантаження і розташуванням заготовок щодо функціональних пластин. Але і теплове вплив має свої особливості. Оскільки деревний матеріал стискається між пластинами під тиском, забезпечується висока інтенсивність впливу на структуру – відповідно, випаровується більшу кількість вологи. У частині енергоспоживання теж має свої відмінності вакуумна сушка деревини. Особливості технології по цьому параметру обумовлюються підвищенням температури пластин і оптимізацією фізичного переміщення матеріалу всередині камери. Тому для досягнення однакових з альтернативними способами сушіння результатів такі камери витрачають менше енергії.

Етапи сушіння

Автоматизовані камери дозволяють без участі користувача реалізовувати стандартний набір технологічних етапів, який виглядає наступним чином:

Прогрів матеріалу. Первинна термічна обробка, в ході якої структура деревини готується до наступних етапів.

Безпосередньо сушка. На цій стадії виконується комбінована операція зволоження-сушіння, що дозволяє максимально розм'якшити матеріал в цілях подальшого висушування.

Охолодження. По суті, це етап кристалізації структури, завдяки якому стала податливою з-за теплової обробки деревина знову знаходить оптимальні характеристики твердості.

Як зазначалося вище, всі стадії процесу сушіння контролює автоматика, а оператор стежить за показниками індикаторів безпеки. Але ще до початку заходу від користувача вимагається встановлення оптимального режиму сушіння. Зокрема, він встановлює тиск і температуру, орієнтуючись на характеристики матеріалу. Наприклад, для хвойних заготовок товщиною 25 см потрібно тиск на рівні 500 кг/м2. Що стосується температурного режиму, то він в даному випадку може становити 80 °C.

Пристрій сушильної камери

Сучасні камери виконуються у формі паралелепіпеда або циліндра. Вихідна сторона конструкції забезпечується кришкою, через яку і проводяться операції завантаження/вивантаження матеріалу. Причому структура кришки включає гумовий лист, фіксований на металевій рамі – це рішення дозволяє створювати майже ідеальний вакуум з підвищеною герметизацією. Кожен пласт пиломатеріалу підкладається нагрівальними пластинами, які зазвичай виконуються з теплопровідних сплавів алюмінію. Для здійснення переміщень пластини забезпечуються роликовими механізмами. Завдяки руху нагрівачів забезпечується збалансована сушка деревини в сушильних камерах. Технологія виготовлення камер також передбачає підключення контурів з циркулюючою водою. Бойлери з рідиною розміщуються окремо і передбачають власний підігрів. Для стабільного підтримання вакууму всередині камери розміщується спеціальна помпа.

Застосування гідравлічного преса

Вже говорилося вище, що в процесі проходження етапів сушіння структура деревини розм'якшується і стає податливою. Даний стан саме в рамках сушильного процесу є побічним і надлишковим. Власне, для усунення цих наслідків і передбачається фінальний етап охолодження. Однак розм'якшену структуру матеріалу можна піддавати дії гідравлічного преса, який позбавить заготівлю від фізичних дефектів – як мінімум забезпечить її випрямлення. Такі преси вводяться в загальний комплекс потужностей, на яких проводиться сушіння деревини в сушильних камерах. Технологія пресування, в свою чергу, усуває і можливі дефекти, які були придбані матеріалом в камері. Кінцева ж заготівля буде «правильно» деформована з тими параметрами, які потрібні для робочого пиломатеріалу.

Методи сушіння

На даний момент розвитку технології виділяють три основних методи вакуумного сушіння. Перші два способи вже були розглянуті – це безпосередньо сушіння та прес-вакуумна підготовка матеріалу. Але є також метод парової обробки в вакуумній камері. Його актуальність обумовлена можливістю виключення з конструкції камери нагрівальних пластин, оскільки гарячий пар охоплює весь простір, не вимагаючи спеціального спрямування потоків на окремі ділянки заготовок. Даний підхід дає чимало плюсів, які забезпечують паронагревательные методи сушіння деревини. Сушильні камери, наприклад, дозволяють виконувати завантаження не тільки трудомістким ручним способом, але і за допомогою вилкових вантажників.

Який ефект забезпечує сушка?

Сама по собі сушіння як процес оптимізації гігроскопічного властивості наділяє деревину відносно високими показниками міцності. Цього вже достатньо для того, щоб матеріал відповідав базовим вимогам будівельних регламентів. Але великі деревообробні комбінати використовують вищеописані технології та способи сушіння деревини лише як підготовчий етап для подальшої обробки матеріалу. Зокрема, для просочень, які додатково додадуть заготівлях якості вогнетривкості, вологостійкості, морозостійкості і т. д.

Організація сушіння своїми руками

Для виготовлення власної сушарки доступними коштами в першу чергу потрібно окреме приміщення. За розмірами воно може відповідати невеликий підсобці або хозблоку. Спорудження бажано виконувати з цегли або бетону, а внутрішні поверхні ізолювати і утеплити шарами пінопласту з фольгованим покриттям. У підсумку вийде хоч і не вакуумна, але герметизированная сушарка для дощок. Як зробити елементи теплового впливу? Для цього слід передбачити кілька конвекторів або радіаторів – їх кількість буде визначатися конструкційними можливостями приміщення і вимог до самої сушінню. Опалювальне устаткування і буде забезпечувати ефект випаровування. Для більшої ефективності можна доповнити функцію термічного впливу вентиляторами.

Висновок

В ході будівельних і ремонтних операцій часто постає питання вибору між різними матеріалами. Обмежені фінансові можливості нерідко виключають металеві сплави і високоміцні пластики, залишаючи безальтернативний варіант деревини. Але і це рішення у багатьох випадках себе виправдовує по технічним характеристикам, якщо використовується сушильна камера для пиломатеріалів. Своїми руками без витрат на недешеві радіатори таку камеру теж не вийде, але в довгостроковій перспективі її застосування вкладення себе виправдають. Як показує практика експлуатації конструкцій на основі правильно висушеної деревини, матеріал може навіть в суворих умовах служити роками, не втрачаючи первинних властивостей. Інша справа, що багато чого буде залежати і від породи дерева, яке планується використовувати для таких цілей.