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:
- Высокая скорость обработки пиломатериалов, что сокращает длительность производственного процесса.
- Низкое давление на поверхность древесины. На обрабатываемых досках не образуются трещины, изгибы и иные внешние дефекты.
- Герметичность процедуры, что предотвращает бактериальное заражение древесины.
- Легкость эксплуатации сушильного оборудования. Аппараты для обработки досок имеют низкие габариты и управляются при помощи электронных устройств. Это позволяет регулировать режим сушки.
- Экологичность процедуры. Обработка древесины в вакууме не оказывает негативное влияние на окружающую среду.
Вакуумная сушка имеет следующие недостатки:
- Высокие энергетические затраты. Для питания сушильного оборудования необходимо большое количество электричества.
- Высокая стоимость оборудования. Сушилки для пиломатериалов стоят 360 000 руб.
- Малый объем загрузки. Данный метод сушения не позволяет обрабатывать большое количество деревянных конструкций.
Сушка в вакууме обладает следующими показателями:
- Потребление электричества: 2,8 кВт/м3.
- Удаление влаги: 180-300 л/м3.
- Потребление тепловой энергии: 129-762 Ккал/м3.
Существуют 3 основных режима вакуумной сушки древесины:
- Мягкий: обрабатываемые материалы сохраняют свою прочность и физические свойства.
- Нормальный: в результате термической обработки изменяется окрас дерева и изменяется его износоустойчивость.
- 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:
- Мокрая: влажность равняется более 50%.
- Воздушно-сухая: влажность составляет 15 – 20%.
- Комнатно-сухая: влажность равняется 8 – 12%.
- 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:
- 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.
- 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.
- 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:
- Автоматическая система управления. Она задает режимы сушки пиломатериалов на основе шаблонов и пользовательских программ.
- Цифровой дисплей. На этом приборе отображаются показатели влажности и температуры обрабатываемых пиломатериалов.
- Световые индикаторы и звуковые динамики. Они предназначены для оповещения пользователя о поломке оборудования.
При выборе сушильных камер необходимо учитывать следующие критерии:
- Материал изготовления. Все детали должны быть произведены из металлов, не подвергающихся воздействию коррозии. Чаще всего комплектующие камер изготавливаются из алюминиевых сплавов и нержавеющей стали.
- Герметичность. Сушилка должна изолировать обрабатываемые доски от влаги и атмосферного воздуха.
- 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.