Вакуумная сушка древесины

 Вакуумная сушка древесины – технологический процесс, представляющий собой термическую обработку деревянных конструкций под действием постоянного вакуума. Эта технология была разработана в 1964 г. итальянским ученым Эрнесто Паньоцци. Вакуумная сушка сокращает период обработки пиломатериалов и улучшает их физические свойства.

Особенности сушки в вакууме

Вакуумная сушка применяется при обработке лиственных пород древесины и деревьев с большим сечением. Она осуществляется в компрессионных сушильных камерах. Этот метод сушения имеет следующие достоинства:

1. Высокая скорость обработки пиломатериалов, что сокращает длительность производственного процесса.
2. Низкое давление на поверхность древесины. На обрабатываемых досках не образуются трещины, изгибы и иные внешние дефекты.
3. Герметичность процедуры, что предотвращает бактериальное заражение древесины.
4. Легкость эксплуатации сушильного оборудования. Аппараты для обработки досок имеют низкие габариты и управляются при помощи электронных устройств. Это позволяет регулировать режим сушки.
5. Экологичность процедуры. Обработка древесины в вакууме не оказывает негативное влияние на окружающую среду.

Вакуумная сушка имеет следующие недостатки:

1. Высокие энергетические затраты. Для питания сушильного оборудования необходимо большое количество электричества.
2. Высокая стоимость оборудования. Сушилки для пиломатериалов стоят 360 000 руб.
3. Малый объем загрузки. Данный метод сушения не позволяет обрабатывать большое количество деревянных конструкций.

Сушка в вакууме обладает следующими показателями:

1. Потребление электричества: 2,8 кВт/м3.
2. Удаление влаги: 180-300 л/м3.
3. Потребление тепловой энергии: 129-762 Ккал/м3.

Существуют 3 основных режима вакуумной сушки древесины:

1. Мягкий: обрабатываемые материалы сохраняют свою прочность и физические свойства.
2. Нормальный: в результате термической обработки изменяется окрас дерева и изменяется его износоустойчивость.
3. Форсированный: после сушки материалы становятся хрупкими и приобретают темный окрас.

При выборе режима сушки необходимо учитывать породу дерева, размер обрабатываемых пиломатериалов, значение влажности, особенности сушильных аппаратов и категорию качества растительного сырья. Если влажность дерева составляет более 20%, то сушка должна проводится при температуре ниже 100 °С.

В результате термической обработки можно получить следующие категории древесины в зависимости от показателя влажности:

1. Мокрая: влажность равняется более 50%.
2. Воздушно-сухая: влажность составляет 15 – 20%.
3. Комнатно-сухая: влажность равняется 8 – 12%.
4. Абсолютно сухая: в ней полностью отсутствует влага.

Влажность определяется по массе досок и стружке. При расчете этого показателя необходимо учитывать остаточное напряжение пиломатериалов и коэффициент перепада влажности.

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.

Вакуумные камеры для сушки древесины

Вакуумная сушильная камера для древесины – установка, предназначенная для сушки деревянных конструкций в сыром виде. В них создается пониженное давление. Температура во внутренней части сушилки не превышает 100 °C. Данное оборудование позволяет уменьшить теплопотери при обработке пиломатериалов и сохранить окрас древесины.

Большинство сушильных камер оснащаются гидравлическим прессом. Эта деталь предназначена для сохранения формы досок во время их термической обработки. Пресс при вакуумной сушке позволяет предотвратить деформацию заготовок и устранить их внешние дефекты.

Сушильная камера полностью автоматизирована. Она оснащается следующими устройствами:

1. Автоматическая система управления. Она задает режимы сушки пиломатериалов на основе шаблонов и пользовательских программ.
2. Цифровой дисплей. На этом приборе отображаются показатели влажности и температуры обрабатываемых пиломатериалов.
3. Световые индикаторы и звуковые динамики. Они предназначены для оповещения пользователя о поломке оборудования.

При выборе сушильных камер необходимо учитывать следующие критерии:

1. Материал изготовления. Все детали должны быть произведены из металлов, не подвергающихся воздействию коррозии. Чаще всего комплектующие камер изготавливаются из алюминиевых сплавов и нержавеющей стали.
2. Герметичность. Сушилка должна изолировать обрабатываемые доски от влаги и атмосферного воздуха.
3. Наличие вентиляции. Моторы сушильных камер должны равномерно обдувать пиломатериалы, обеспечивая стабильную скорость воздушного потока.

Срок службы сушилок зависит от качества сушильного оборудования, планируемых объемов сушки и условий эксплуатации аппарата.

Устройство сушильной камеры

Современные сушильные камеры производятся в форме цилиндра или параллелепипеда. Они состоят из следующих элементов:

1. Силиконовая мембрана.
2. Рамка.
3. Резиновый уплотнитель.
4. Нагревательные пластины.
5. Шланги.
6. Вакуумная помпа.
7. Нагреватель.
8. Термоизоляционные механизмы.

Загрузка и выгрузка древесины производится в выходной зоне сушилки, оснащенной крышкой. Термообработка досок осуществляется при помощи нагревательных пластин. Они устанавливаются под каждым пластом пиломатериала. Пластины изготавливаются из алюминия, имеющего высокую теплопроводность. Температура нагревательных элементов повышается при контакте с горячей водой. Циркуляция жидкости обеспечивается водяным насосом со шлангами. Герметичность процесса обеспечивается при помощи силиконовой мембраны и резиновых уплотнителей. Вакуум при сушении дерева образуется посредством помпы. Она оказывает давление на заготовку и выводит весь воздух из сушилки.

Вакуумная сушка древесины своими руками

Чтобы высушить деревянные конструкции своими, нужно приобрести вакуумную камеру. Промышленное оборудование отличается высокой стоимостью, поэтому рекомендуется самостоятельно собрать сушильный аппарат. Процесс изготовления вакуумной сушилки для древесины своими руками выглядит следующим образом:

1. Постройка фундамента.
2. Возведение каркаса.
3. Обшивка корпуса металлическими пластинами.
4. Установка теплоизоляционных материалов и опорных механизмов.
5. Монтаж нагревательных элементов и вентиляторов.

Стенки самодельной камеры выполняются из бетона, металла и древесины. Их необходимо утеплить фольгой, пенополистиролом или древесной стружкой. Толщина утеплителей составляет должна составлять не менее 0,15 м. Каркас аппарата обшивается листовым металлом. Дверь сушилки нужно загерметизировать.

В качестве источника тепла рекомендуется использовать электрический бойлер, тепловентилятор или радиатор отопления. Важно обеспечить циркуляцию горячей воды при помощи насоса. Равномерное распределение тепла обеспечивается при помощи вентиляторов. Чтобы контролировать влажность и температуру в камере, рекомендуется установить влажный и сухой термометр.

После сооружения вакуумной камеры необходимо загрузить в нее пиломатериалы. Для этого можно использовать вилочные погрузчики. После погрузки начинается процедура сушения досок. Необходимо контролировать процесс при помощи термопар и датчиков давления. Чтобы материалы не сместились во время обработки, на них торцевые части нужно нанести смесь из олифы и мела.