Сушка пиломатериалов является важным этапом подготовки пиломатериала к работе, вследствие которого из лесоматериалов путем испарения выделяется излишняя влажность. Зачем это делать? Сухие пиломатериалы отличаются высокой прочностью. Они гораздо меньше коробятся, легко склеиваются, не подвергаются гниению и растрескиванию. Полученные материалы без труда декорируются и характеризуются высокой надежностью. Получается, что процедура сушки дерева обязательна, если вы хотите получить материалы идеального качества.
Для чего необходима сушка древесины
После того, как ствол дерева срубили, древесина имеет достаточно высокий процент влажности. Однако в процессе эксплуатации этот уровень постепенно снижается. Если использовать в строительстве или изготовлении деталей подобное сырье, то избежать трещин и производственного брака не удастся. Ведь высушивание будет происходить бесконтрольно, под воздействием хаотичных явлений в виде высоких температур, скачков влажности воздуха и атмосферных осадков.
Поэтому весь процесс сушки древесины необходимо подвергать четкому контролю или, как минимум, создать максимально подходящие условия для этого. Возможно использовать различные методы, которые могут потребовать и более долгого периода для высушивания породы (до нескольких лет), и оказаться быстрыми (менее суток). Также при сушке пиломатериалов зачастую нужны специальные приспособления, установки и оборудованные технические помещения. В современном производстве активно используются несколько способов, каждый из которых имеет определенные недостатки и достоинства.
Вид отопления
Сегодня довольно распространённое явление — желание большинства владельцев сушильных камер и тех, кто только собирается её приобрести, наладить теплоснабжение от водогрейного котла, работающего на отходах лесопиления и деревообработки. При этом многие имеют слабое представление о необходимом количестве отходов и считают данный вариант самым дешёвым. Может быть, в случае котельных большой мощности 1-2 МВт и более, это и так. Тем более, что такие котлы также рассматривают как утилизатор древесных отходов на своём предприятии.
В действительности при организации небольшой котельной для автономного теплоснабжения сушильной камеры более экономично применять электрический обогрев либо водогрейные котлы, работающие на газе, дизельном топливе и угле. Автоматическая горелка газовых котлов не требует присутствия оператора. В регионах с низкой стоимостью электроэнергии, естественно, распространены электрические котельные установки. Автоматизация процесса сушки и теплоснабжения влияет на снижение себестоимости, поэтому, в итоге, получается и дешевле, или, по крайней мере, находится на уровне отопления камеры отходами деревообработки.
Методы сушки древесины
Как упоминалось выше, может быть использована быстрая или медленная сушка пиломатериалов. В зависимости от наличия технических или финансовых средств, возможно использовать камерную, естественную, ротационную, инфракрасную, вакуумную или сушку в жидкой среде. Лучше всего рассмотреть варианты отдельно, чтобы более четко выявить плюсы и минусы каждого из способов.
Сушка в камере
Метод камерной сушки наиболее распространен и популярен за счет четкого контроля результата, низкого процента брака, а также короткого времени для получения готовой продукции. Однако стоимость пиломатериалов, высушенных камерным методом, порой выше, так как затраты на подобные установки и их запуск должны включаться в конечную стоимость материала.
Сушильные камеры для древесины отличаются конструкцией оборудования внутри, а также допустимым объемом загрузки. Котлы, которые предназначены для снабжения теплом, могут в зависимости от вида вырабатывать либо бездымный пар, либо топочные газы. В первом случае начальная температура может превышать 1000 градусов, что, конечно, является недопустимо высоким показателем. Поэтому для его снижения необходимо предусмотреть систему труб, которая поспособствует процессу охлаждения пара до 40-80 градусов. Температура топочных газов максимально подходит для избавления от влаги в пиломатериалах, поэтому подобных мер не требуется.
Различаются также способы организации циркуляции воздушных масс, что влияет на скорость процесса высушивания пиломатериала. Встречаются камеры с естественным вентилированием, которые менее эффективны, чем виды с четко организованным и продуманным процессом теплообмена. Среди последних наиболее дорогостоящей в обслуживании считается конвективная камера для древесины. Однако продуманная система технологических вентиляторов позволяет в кратчайшие сроки получить даже термостойкие виды пиломатериалов, которые используются в декорировании и некоторых видах строительства.
Подготовка пиломатериала в сушильных камерах выгодно отличается возможностью регулировать степень влажности готового продукта. В зависимости от требований заказчика, показатель может колебаться от 6 до 18 градусов со стабильным средним значением по всей толщине и длине. Подобные технологии сушки в камере также позволяют своевременно регулировать интенсивность высушивания, что снижает уровень брака, количество трещин и степень деформации. Обработка древесины и пиломатериалов в сушильных камерах позволяет гарантировать стабильность результата и минимальные потери качества.
Естественная сушка
Самым долгим и экономически выгодным методом является естественная сушка. Для организации потребуется минимальное количество материальных ресурсов — настил и укрытие для пиломатериалов, а также место для их долгосрочного содержания (несколько лет).
Наиболее часто метод используется в частном хозяйстве, когда в наличии есть подсобное помещение (сарай, гараж), а объем заготовки небольшой. Несомненным плюсом является отсутствие дефектов при правильной укладке и максимальная адаптированность к неблагоприятным внешний факторам.
Ротационный метод
Способ совмещает в себе камерную и инфракрасную сушку пиломатериалов. Допустимое число заготовок в виде досок, бревен или спилов размещают в закрытой камере, где с помощью системы вентиляции организовывается процесс высушивания. В качестве источника тепла используется инфракрасное излучение, которое за минимальное количество времени проникает в глубокие слои, что позволяет быстро высушить пиломатериалы без возникновения внутреннего напряжения. Это позволяет снизить количество трещин до показателя менее 5%, а также осуществить процесс за рекордно короткие сроки — до 20 часов на одну партию.
Кондуктивный метод
Метод предполагает высушивание тонких пиломатериалов, в которых недопустимо возникновение повреждений. Суть заключается в прессовке породы с помощью раскаленных до определенной температуры плит.
Для удаления конденсата не требуются вентиляторы, однако нужна установка термометров и датчиков, регулирующих степень влажности внутри древесины.
Атмосферный метод
От естественного способа метод отличает то, что процесс длится меньшее время (от 1 сезона до года). Предполагается размещение в подсобном помещении небольшого объема пиломатериалов, которые расположены в виде рядов с зазорами для проветривания. Если температура и вентиляция позволяют, степень влажности внутри породы может достичь 14-46%. Атмосферная сушка выгодна небольшими затратами на организацию процесса, а также плюсом является отсутствие необходимости в покупке дорогостоящего оборудования.
Инфракрасная сушка
Максимально быстрый метод, который основан на глубоком и кратковременном воздействии на все слои пиломатериала. Инфракрасные волны действуют на влагу, выдавливая ее на поверхность. В результате не происходит деформации, отсутствуют трещины. Для небольших объемов возможно применение бытовых микроволновых плит в качестве оборудования, а в промышленности используются аналоги большей мощности.
Вакуумная сушка
Способ предполагает использование специального оборудования, которое удаляет как внутреннюю, так и внешнюю влагу.
К тому же вакуумная сушилка позволяет избавиться от смолы, однако ее высокая стоимость не делает метод популярным.
Сушка в жидкой среде
Является эффективным методом предварительной обработки, в процессе которого осуществляется частичное удаление внутренней влаги. Для этого пиломатериал опускается в раствор солей или специального состава, а после этого производится кипячение в течение времени, которое определяется видом древесины.
«На троечку»
Современное состояние сушильного оборудования на российских предприятиях можно охарактеризовать всего лишь как удовлетворительное. На лесопильных и деревообрабатывающих производствах, которые давно работают, эксплуатируется большое количество сушильных камер старых конструкций, требующих значительной модернизации. А в некоторых случаях камеры только числятся на балансе, но не работают.
Чтобы качественно высушить пиломатериал в таких условиях, производственники идут на колоссальные энерго- и трудозатраты. Получается своего рода замкнутый круг. Вложить средства в переоснащение сушильного оборудования не получается из-за отсутствия необходимых финансовых средств. В итоге, у предприятия не хватает ресурсов для эффективного роста.
Правила сушки древесины
В зависимости от сырья, существуют правила сушки для различных видов древесины, а также требования к качеству полученных пиломатериалов. Однако вне зависимости от типа дерева, при изготовлении спилов необходимо учитывать припуски на усушку, которые обусловлены спецификой выбранного материала. Величина усушки пиломатериала по толщине и ширине зависит от многих факторов:
- начальная влажность древесины;
- порода дерева;
- толщина пиломатериалов;
- выбранный метод.
В таблице усушки пиломатериалов указаны допустимые границы с учетом перечисленных показателей. Например, ГОСТ на усушку хвойных пород ниже, чем на менее смолистые виды.
Технология сушки древесины вне зависимости от выбранного метода предполагает несколько важнейших этапов, от которых, в том числе, зависит и величина усушки. Например, в процессе охлаждения после окончания термического воздействия важно выдержать нужную температуру нормализации. Иначе может даже произойти деформация, которой не наблюдалось до этого.
Обработка пиломатериалов и их дальнейшее использование возможно только после прохождения всех нужных этапов сушки. Игнорирование этого процесса приведет к деформации построек, рассыханию, возникновению гнили и плесени в уже использованных для строительства бревнах и досках.
Вектор на глубокую переработку
То, что сегодня деревообработчики тем или иными путями пытаются организовать сушильное производство на своих предприятиях, говорит о желании заниматься глубокой переработкой древесины, приносящей большую прибыль.
Увеличение пошлин на вывозку круглого леса приведёт к ещё большему росту объёмов глубокой переработки древесины в России. Развитие отрасли неминуемо скажется на значительном увеличении сушильных мощностей. Перспектива развития сушки древесины в России как одна из основополагающих стадий в производстве высококачественных изделий из древесины, которые используются во многих отраслях промышленности.
Покупать или восстанавливать?
Опять же, возвращаясь к теме модернизации, нужно отметить, что не всегда есть необходимость покупать новую сушильную камеру, рушить старую и строить новую. Если состояние ограждающих конструкций сушильной камеры в удовлетворительном состоянии, то реконструкция или оснащение сушилки современным оборудованием — неплохой вариант. Конечно, если требуется серьёзное восстановление, то затраты на реконструкцию могут составить ту же сумму, что и на постройку новой сушильной камеры, то реконструкцию проводить нецелесообразно.
Часто необходимость реконструкции продиктована не только износом оборудования или разрушением ограждений, а задачей снизить энергетические затраты и повысить качество сушки или увеличить производительность сушилки.
Подготовка материала
Качество сушки во многом зависит от того, насколько правильно были подготовлены штабеля – так называемые пакеты с пиломатериалами, которые специально формируются для закладки в камеру. К примеру, неравномерность просушивания и деформирование отдельных участков на досках как раз будет следствием неправильного пакетирования.
Обычно применяется два способа такого рода подготовки:
- одиночный штабель;
- пакетное формирование закладки.
В первом случае один штабель включает несколько досок, сложенных в одинаковой конфигурации. Пакетная закладка предполагает, что пиломатериал будет укладываться несколькими готовым штабелями. В качестве основы для штабеля используется жесткая платформа с ровной поверхностью. Это может быть рельсовая вагонетка, сформированная отдельными треками.
Чтобы камерная сушка древесины производилась без утечек теплового агента, недогруз штабеля не допускается. Он должен быть полностью заполнен или досками одинаковой длины, или пиломатериалом разного типоразмера вразбежку. Между стыкуемыми досками предусматривается размещение одного или нескольких слоев подкладки.
Видео о том как сушить дерево в микроволновой печи
Тот, кто часто работает с деревом, постепенно приобретает опыт. Мастера могут предполагать, какой реакции ждать от какой породы дерева, как именно какой сорт деформируется, и делать соответствующий припуск. Если оставить обработанную сырую заготовку на столе, она может лопнуть.
В перерывах в работе (например, при резьбе) или перед сушкой в микроволновке необходимо убирать изделие в полиэтиленовый мешок.
Микроволновка: сушка в домашних условиях
Перед началом процедуры заготовка взвешивается, вес записывается. Завернутая в полиэтиленовый пакет со сделанными отверстиями вещь помещается в середину печи, выставляется минимальная мощность. Время обработки зависит от размеров предмета. Затем заготовка остужается прямо в пакете, и прогревается снова. Конденсат из пакета сливается, вещь взвешивается.
Весь цикл повторяется несколько раз, пока масса не станет постоянной, перестав уменьшаться.
Если в первой попытке вещь растрескается, необходимо или еще уменьшить мощность, или загерметизировать торцы заготовки. Капы перед помещением в пакет заворачивают в газеты. С прочими заготовками тоже можно так поступить: это уменьшит вероятность растрескивания дерева.
После остывания, перед очередным циклом, газеты меняются на новые. При наличии в массиве смоляных карманов, последние могут, закипев, разорвать его, и испачкать смолой печь. Здесь тоже поможет заворачивание в бумагу.
Если продолжать процесс нагревания уже высушенного дерева, оно способно обуглиться и даже загореться.
Основной этап
После начального прогрева следует непосредственно сушка. Но переход должен быть постепенным, что отражается в медленном открывании воздухообменных заслонок, выводящих влагу. На этом же промежутке устанавливаются оптимальные параметры тепловых потоков. Температурный режим, в свою очередь, регулируется уровнем открытия жалюзи камеры. Если же требуется повысить насыщенность агента, приточные патрубки вовсе закрываются.
Также степень насыщенности теплового воздействия может корректироваться путем запуска парогенератора. Однако при открытой вытяжке подключать системы нагнетания пара нельзя. В процессе выполнения операции камерная сушка древесины контролируется по характеристикам температуры и ее погрешности. На производствах обычно сведения об этих величинах каждый час заносятся в журнал.
Импортные лучше?
Не могу согласиться с мнением, что перспектива развития сушки древесины в России заключается только в приобретении импортных сушильных камер. Сложившийся стереотип, что импортные сушилки, хоть и значительно дороже по стоимости, но позволяют высушивать более качественно, чем отечественные, надуман и не имеет веских и однозначных подтверждений. Часто в подтверждение этому приводится не самый лучший пример с отечественным и зарубежным автопромом. Тогда напрашивается вопрос: можно ли вообще качественно сушить не в импортных сушилках? По-моему, высушивать, если уж не лучше, то точно на таком же качественном уровне, можно и в отечественных сушильных камерах.
Главными козырями импортных сушильных камер является их корпус, состоящий из алюминиевых панелей, а также системы автоматического управления, обеспечивающие качественную сушку.
Однако же корпус сушильной камеры из алюминия могут качественно изготовить и большинство отечественных предприятий. Кроме того, российские производители также комплектуют свои разработки импортными комплектующими (вентиляторами, теплообменники, системой управления и др.). Я уверен, что и отечественные компании вполне способны разрабатывать и изготавливать новые конкурентоспособные конструкции сушильных камер.
На практике, при использовании именно импортных камер возникают проблемы, чаще всего связанные с эксплуатацией системы автоматики процесса сушки. В большинстве случаев сушат пиломатериалы по заводским программам, установленным в блоке управления, и поэтому полностью полагаются на автоматику. Даже при незначительном сбое в её работе персонал теряется, и не все умеют адекватно управлять камерой в ручном режиме.
