В продаже можно встретить древесину двух видов – просушенную или естественной влажности. Первая всегда стоит дороже, поэтому деревоперерабатывающие предприятия, как правило, устанавливают на производстве сушильное оборудование. Какими способами можно высушить древесину, каким бывает сушильное оборудование для древесины, в чем его преимущество и недостатки, — предлагаем поговорить прямо сейчас.
Нормативы влажности древесины
Для производства мебели берут древесину влажностью 8-10%. Для столярных и строительных работ допускается большая влажность – от 10 до 18%. При этом обращают внимание на производственную и эксплуатационную влажность древесины.
Производственной называют влажность древесины во время ее обработки
Эксплуатационная – это влажность древесины в условиях эксплуатации изделия, сделанного из древесины.
Чтобы избежать естественной усушки древесины, эксплуатационная влажность должна быть немного ниже производственной (1-3%) или равняться ей.
Но ни в коем случае не используют пиломатериалы из древесины естественной влажности, поскольку после естественного высыхания дерева оно изменится в толщине, ширине, что повлечет за собой деформацию всего изделия.
Степень влажности древесины
Показатели влажности древесины, теоретически, могут колебаться от 0 до 100%. Древесину, совершенно не содержащую влагу, можно получить лишь в лабораторных условиях, высушивая в специальных шкафах. А на производстве, не говоря о естественных условиях, древесина всегда содержит хотя бы небольшое количество воды.
В зависимости от содержания влаги древесина бывает:
— до 8% — сухая. Такой материал можно получить лишь принудительным извлечением влаги
— от 8 до 12% — комнатно-сухая. Такой материал получают, высушивая дерево в теплом, закрытом помещении с хорошей вентиляцией
— от 12 до 20% — воздушно-сухая. Такой материал можно получить, высушивая дерево под навесом на воздухе
— от 50 до 100% — свежесрубленная. Влажность свежесрубленного дерева будет зависеть от естественных условий его произрастания
— 100% — мокрая. Такая влажность бывает у дерева, которое длительное время находилось в воде (к примеру, транспортировка сплавом).
Профессиональная сушка дерева может проводиться несколькими способами:
— Атмосферной сушкой древесины
— Камерной (конвективной) сушкой древесины
— Вакуумной сушкой древесины
— СВЧ-сушкой древесины
— Аэродинамической сушкой древесины
— Инфракрасной сушкой древесины
— Конденсационной сушкой древесины.
Рассмотрим каждый из методов более подробно.
Атмосферная сушка древесины
Наименее затратный, но наиболее длительный способ сушки древесины, позволяющий получить материал, более устойчивый к деформации (сравнительно с другими способами сушки).
Как правило, дерево спиливают вначале зимы, распускают на пиломатериалы, и около 5 месяцев, до того, как начнется строительный сезон, выдерживают под навесом. За это время влажность древесины достигает 15-20%.
Однако не все так просто с атмосферной сушкой древесины. Главная головная боль деревообработчиков – растрескивание, коробление во время сушки. Во избежание этих неприятных явлений, существенно снижающих качество продукции, необходимо придерживаться ряда условий:
1)Пиломатериалы должны хорошо продуваться. Для этого штабель формируют на бетонных боках с обязательным прокладыванием необрезных досок или брусков;
2)Пиломатериалы нужно защищать от лишней влаги. Поэтому на участке необходимо предусмотреть гидроизоляцию;
3)Поверхность, на которую укладываются штабелями пиломатериалы, должна быть ровной;
4)Штабеля должны располагаться между собой не просто равноудалено, но и параллельно;
5)Высушить древесину без деформации можно лишь тогда, когда обеспечена равномерная нагрузка. Для этого используют прижимные тяжи и клинья;
6)Когда древесина высохнет до показателя 15-20% (4-6 месяцев), ее накрывают шифером или профилем.
Более подробно с требованиями к атмосферной сушке древесины можно ознакомиться в ГОСТе 7319-80 (лиственные породы древесины) и ГОСТе 2808.1-80 (хвойные породы).
Плюсы атмосферной сушки древесины:
— низкая стоимость «оборудования» и самого процесса сушки
— низкая склонность к деформации полученных пиломатериалов
Минусы атмосферной сушки древесины:
— длительный срок
— большая площадь конструкции
— невозможность контроля сушки древесины, высокая зависимость от конкретных климатических условий
— возможность появления грибка при высокой влажности воздуха (необходимо предварительно обрабатывать антисептиком)
— невозможно получить древесину влажностью ниже, чем 12-15%.
Камерная (конвективная) сушка дерева
Как минимум три четверти производителей пиломатериалов на сегодняшний день используют камерную сушку древесины.
Конвективная сушильная камера для древесины представляет собой помещение с системами нагрева (калориферы, как правило) и приточно-вытяжной вентиляции. Психрометр измеряет влажность и автоматически регулирует этот показатель. На небольших производствах в качестве топлива используют щепу, опилки, горбыль или другие отходы деревообработки. Газ или электричество могут позволить себе только крупные предприятия, иначе пиломатериалы попросту будет не выгодно сушить.
Принцип работы таких камер основан нагревании воздуха перегретым паром или горячей водой с последующим воздействием воздуха на пиломатериалы. Камеры могут быть периодическими, когда древесина загружается по мере готовности предыдущей партии, и туннельными, у которых цикл просушки – беспрерывный.
Плюсы конвективной сушки древесины:
— благодаря прочности камеры оборудование прослужит очень долго
— возможность изменения параметров на разных этапах сушки
— относительная простота эксплутации
— большой объем загрузки (до 1000 кубов)
— небольшие издержки производства
Минусы конвективной сушки древесины
— хотя процесс несложный, из-за высокой влажности и температуры в камере, а также многих нюансов управления работой камеры, люди, работающие с оборудованием, должны быть хорошо обучены и очень внимательны
— немалое время сушки (если сравнивать с нижеприведенными способами)
Вакуумная сушка древесины
Такой способ применяют для сушки ценной древесины, древесины лиственных твердых пород, деревьев с крупным сечением. Вакуумная сушилка имеет вид герметичной камеры из нержавейки с нагревательными пластинами из алюминия. Между этих пластин укладывают пиломатериалы, а верх камеры закрывается специальным покрытием из резины, которое крепится к раме.
По нагревательным пластинами из алюминия циркулирует горячая вода, нагреваемая бойлером, установленным извне. В камере создается вакуум при помощи помпы, выкачивающей влагу. Внутри вакуумной камеры стоит микропроцессор, позволяющий регулировать параметры – температуру, уровень вакуума. Это процесс хоть и дорогой, но быстрый. К примеру, 32-миллиметровая буковая доска высыхает в такой камере за 29 часов.
Плюсы вакуумной сушки древесины:
— высокая скорость сушки
— равномерность сушки, благодаря чему материал не растрескивается
— компактность и крепость вакуумного оборудования
Минусы вакуумной сушки древесины:
— высокие затраты энергии
— высокая стоимость оборудования
— малый объем загрузки
СВЧ-сушка древесины
Это та же сушка древесины в микроволновой печи, только в промышленных масштабах. При СВЧ-сушке древесина вначале напитывается влагой, а затем влага выходит из древесины на клеточном уровне. Это обеспечивается высокочастотными токами – 915-2500 МГц.
В пространстве СВЧ-камеры на пиломатериалы, уложенные в штабеля, воздействует электромагнитное поле. При этом дерево нагревают до 50-60 градусов. Сушка древесины при помощи электроволн позволяет получить материал сродни высушенному естественным способом.
Плюсы СВЧ-сушки древесины:
— высокое качество получаемых пиломатериалов
— высокая скорость процесса (на 30% выше чем у камерной сушки)
— относительное невысокое потребление энергии (200-550 кВт/час на 1 куб)
Минусы СВЧ-сушки древесины:
— сложно контролировать процесс сушки, в результате пиломатериал временами просушивается неравномерно
— дороговизна магнетронных генераторов при небольшом ресурсе работы
— невысокая вместимость СВЧ-камер – от 4,5 до 7 кубов в зависимости от породы. С другой стороны, в камере можно сушить не только древесину, но и удобрения, травы, фрукты.
— не исключено возгорание пиломатериалов изнутри
Аэродинамическая сушка дерева
Сушильная камера данного типа имеет вид обычной металлической камеры с вентилятором. За счет того, что воздух трется о кожух и лопасти вентилятора, и возникает нагревание. Камере задают параметр — желаемую влажность, по достижению которой вентилятор выключается автоматически.
Плюсы аэродинамической сушки дерева:
— относительная дешевизна установки
— надежность и простота использования аэродинамического оборудования
— высокая интенсивность сушки
Минусы аэродинамической сушки древесины:
— из-за высоких затрат на электричество сушки окупится только на крупном предприятии
ИК-сушка древесины (инфракрасная)
Это – бескамерный способ сушки древесины. Набор для сушки имеет вид термоактивных кассет, которые необходимо разместить в определенной последовательности в штабеле пиломатериалов. Древесина высушивается за счет прогревания ИК-лучами за 3-7 суток до влажности 8%, затраты электричества на 1 куб при этом составляют 200-400 кВт*ч.
Плюсы ИК-сушки древесины:
— компактность, автономность, простота сборки оборудования
— дерево не коробится
— можно сушить древесину и на воздухе, и в помещении
Минусы инфракрасной сушки древесины:
— невозможность контролировать параметры сушки
— помимо кассет, необходимо озаботиться тем, куда будет отводиться конденсат – то есть нужно укрывать теплоизолятором верхний слой древесины (пенопласт, полиэтилен), и подстилать его под штабель, создавая оболочку. В целом, поначалу могут возникнуть проблемы с отводом влаги.
Конденсационная сушка древесины
Конденсационные камеры для сушки древесины работают в замкнутом цикле, исключая доступ воздуха снаружи. В камере влага из дерева испаряется, воздух насыщается влагой, омывая фреоновый охладитель. Температура охладителя понижается ниже точки росы, при этом влага конденсируется, а полученное тепло идет на подогрев сушильного агента.
Этот вид сушки используют для трудных лесоматериалов, которые нуждаются в бережном режиме сушки.
Плюсы конденсационной сушки древесины:
— невысокое энергопотребление. Такие камеры используют в случае, если электроэнергия – самый доступный или единственно доступный вид теплоносителя.
— древесина не коробится, не трескается
Минусы конденсационной сушки древесины:
— довольно длительный процесс (в два-три раза дольше, чем в конвекционных камерах)
— небольшой объем загрузки
— из-за невысокой температуры в камере не происходит стерилизации древесины. В результате она может забирать влагу из воздуха, что чревато появлением грибков
— сложная настройка сушильного процесса
— использования фреона влечет за собой высокие эксплуатационные расходы.
Татьяна Кузьменко, член редколлегии Собкор интернет-издания «AtmWood. Дерево-промышленный вестник»