Влажность и температурный режим при сушке древесины: что следует знать

Древесина — ценное сырье и материал для производства пилопродукции, пиломатериалов, заготовок из дерева разных сортов, а также деревянных деталей и прочих изделий. Кроме этого, дерево используется для изготовления мебели, музыкальных инструментов, окон, дверей, строительных конструкций, предметов быта, лестниц, игрушек, и множества других полезных вещей. 

После того, как дерево спилили, в зависимости от цели его дальнейшего использования, его необходимо высушить до определенного уровня. Иначе, из-за высокого содержания воды (выше 70%) в структуре древесины, дерево начинает гнить и портиться. 

Древесину для мебели сушат до уровня влаги в ней 6-10 %, а древесину, которая идет на обшивку домов — до 16-18 %.  Древесина, готовая к транспортировке должна иметь влажность 18-22%, а дерево, идущее на изготовление мебели, - до 8±2 %. Деревянные окна и двери, лестничные пролеты требуют применения дерева с влажностью 8-15%, а обшивка стен и доски пола - 15±2 %. Сушка дерева, идущего для различных целей, различается по технологии и применяемому оборудованию. 

Два основных способа сушки древесины

• Природная или естественная сушка на открытом воздухе, с обеспечением циркуляции воздуха в вертикальном и горизонтальном положении между слоями или изделиями. Процесс сушки может продолжаться месяцами или даже годами.

Например, пиломатериалы (доски, брусы и пр.) укладывают штабелями под навесом. Ряды досок прокладываются прокладками толщиной 22-25 мм и шириной 4–50 мм.  

Отдельные пакеты пиломатериалов отделяются прокладками сечением 100х100 мм. Между штабелями есть проезды для автопогрузчиков. 

• Искусственная или техническая сушка в сушильных камерах стандартно основана на постепенном испарении влаги из внешних и внутренних слоев под воздействием нагрева древесины или пиломатериалов. Этот способ в коммерческой сфере, в настоящее время, максимально заменил естественную сушку.

Правильно организованная сушка должна обеспечить равномерное и интенсивное влагоудаление из всех слоев древесины, без пересушивания внешних слоев и без их растрескиваний. Чем сильнее нагревается древесина, тем выше ее влагопроводность. Кроме этого, в процессе сушки не допускаются предельные внутренние напряжения в слоях древесины с различным уровнем влажности, которые могут привести к внутренним деформациям и растрескиванию.

Существуют отработанные государственные стандарты, в которых описаны параметры температуры и влажности среды в течении всего процесса сушки для различных пород дерева и различных видов изделий из него. Более точное соблюдение нормативного содержания влаги на отдельных этапах сушки древесины доступно только при технических (камерных) способах сушки. Потому именно такие способы гарантируют наиболее высокое качество конечной продукции. Полностью автоматизированные процессы сушки не требуют больших трудозатрат и постоянного надзора.

Установки и способы механической сушки древесины

По схеме загрузки различают: сушильные камеры туннельного действия или камеры фронтальной загрузки (периодического действия).

По способу нагрева сушильного агента бывают: 

 водяные

 электрические

 паровые

 газовые

Типы сушильных камер 

Сушильные камеры в основном оснащаются системами принудительной вентиляции.

Конвективно-тепловая сушка воздухом, паром или в вакууме, в газопаровых, вакуумных или ротационных сушильных камерах. Удаление лишней влаги происходит за счет нагрева воздуха и удаления испаряемых водяных паров через вытяжную вентиляцию.

Кондуктивный способ сушки - передачей тепла при контакте с нагретыми поверхностями.

Радиационный способ сушки - через ИК-излучение. 

Диэлектрический способ сушки в ЭМ-поле, с нагревом древесины токам высокой частоты. 

Конденсационные сушки снабжаются системами нагрева воздуха и системами конденсации, со сбором и отводом конденсата.

Есть еще другие способы сушки древесины: индукционный, жидкостной, вакуумный и т. д.  

По конструкции, в зависимости от вида высушиваемой продукции, различают камерные сушилки, роликовые, ленточные, барабанные и пневматические сушилки.

Конвективная рециркуляционная сушка

Конвективная рециркуляционная сушка в камерах с фронтальной загрузкой древесины от 30 м3 - наиболее часто используется в коммерческой сфере.

Контроль уровня влажности производят переносными влагомерами или системой игл-датчиков, располагаемых равномерно на деревянных заготовках в объеме осушаемого штабеля пиломатериалов. Кабели от игл-датчиков передают сигналы на блок коммутации и контроля уровня влажности.

В камерах сушки древесины осуществляется постоянный контроль и регулирование уровня влажности воздуха и температуры. Весь процесс сушки проводится согласно заведенной программе, уникальной для типа продукции, вида древесины и дальнейшего использования готовых изделий и материалов.

Этапы сушки древесины 

1. Сушильная камера прогревается до 40 °C.
2. Первоначальный прогрев древесины с увлажнением, циркуляцией воздуха при закрытых вентканалах. Температура и влажность доводятся до параметров следующего режима сушки для определенного типа древесины, например, пиломатериалов.
3. Процесс сушки состоит из нескольких этапов с последующим снижением уровня влажности и повышением температуры воздуха. Показания влагомеров и систем измерения влажности отмечают переход к следующему этапу сушки. Окончание процесса сушки определяется показаниями датчиков влажности для высушенного состояния древесины. Открыванием заслонок регулируется подача более сухого наружного воздуха для снижения или увеличения уровня влажности воздуха в камере.
4. После окончания процесса сушки проводят влаготеплообработку, чтобы снять внутренние напряжения в структуре древесины.
5. Кондиционирование служит для более равномерного распределения влажности по объему штабеля и толщине пиломатериалов. Обязательно для продукции высшей - 1 категории качества.
6. Охлаждение штабелей пиломатериалов после окончания сушки до 40 °C проводится для выравнивания конечного уровня влажности при включении вентиляторов или открытых вентканалах в камере.

Влажность древесины

Попутно ответим на вопрос: что такое влажность древесины? 

Под влажностью древесины понимают величину в % отношения массы воды, которая содержится в контролируемой древесине, к массе полностью сухой древесины. 

Пример: древесина, находящаяся на хранении в помещении, имеет влажность W = 8-12%, на открытом воздухе W = 15-20%.

Отметим, что для каждого вида продукции имеются журналы или программное обеспечение с описанием режимов, времени сушки на каждом этапе и показателей начальных и конечных температуры и влажности.

Приведем пример, как выбираются режимы и требуемые показатели температуры и уровня влажности для нормального режима сушки пиломатериалов для дальнейшего использования в мебельном производстве и подвергающихся механической обработке (2 категория качества). 

В программу сушки заводятся данные о породе дерева, характеристиках пиломатериалов, режимах сушки и времени сушки, рассчитывается время оборота для камеры сушки.

Например, пиломатериалы из березы (40х160 мм) со снижением влажности от 90 до 12% для 3 категории качества потребуют до 4,7-4,8 суток на сушку. Для сушки от 60 до 12% пиломатериалов из сосны (60х180мм) потребуется 4,8 суток.

Осушители воздуха в процессах сушки древесины

Осушители воздуха промышленные и мобильные — современное энергосберегающее оборудование, помогающее без подъема температуры эффективно уменьшать и автоматически контролировать уровень влажности воздуха.

Многие из уже действующих технологий на каком-то из этапов сушки древесины могут проводиться быстрее и с меньшими энергозатратами, если применять современное осушительное оборудование.  

 Заметим, что адсорбционные осушители могут эффективно работать в условиях от -20 до +40 °C!

 Конденсационные осушители осушают воздух в пределах рабочих температур от 5 до 35 ... 40 °C!

Где и чем будут полезны осушители воздуха?

• Для сушки небольших партий древесины, пиломатериалов, дров или древесных отходов для системы отопления в небольших коммерческих сушках. Сушку можно вести без нагрева рециркулируемого воздуха до высоких температур, без вентиляции, в закрытых помещениях, без постоянного надзора. 
• Для точного контроля уровня влажности осушители могут работать как от встроенных, так и от внешних датчиков влажности, для осушения мест хранения древесины перед сушкой или после нее. 
• Осушитель воздуха намного экономичнее в работе, он эффективнее других способов убирает влагу из воздуха склада для пиломатериалов или продуктов деревообработки, сокращает теплопотери и энергозатраты на работу блоков вентиляции и кондиционирования. 
• Осушитель воздуха поддерживает нормативные условия и сокращает убытки продукции на складах, где хранятся пиломатериалы и товарная древесина. Кроме этого, осушитель воздуха поможет на этапе подготовки техпроцесса или при транспортировке, где возможны нежелательные для качества древесины колебания температуры и влажности воздуха. 
• Для хранения древесины, из которой изготавливают мебель, например, необходимо поддерживать уровень влажности воздуха точно ниже 43 %RH для того, чтобы влажность древесины оставалась ниже 9 процентов. А для требуемой влажности древесины в 11 процентов уровень влажности воздуха должен быть постоянным на уровне 55 процентов. Температура воздуха в помещении особого значения не имеет. Потому доказано, что складские помещения для древесины не нуждаются в системе отопления, нужны только надежные осушители воздуха с точной автоматикой и внешними датчиками уровня влажности для постоянного регулирования влагосодержания в воздухе всего помещения.
• Адсорбционные осушители воздуха Trotec серии TTR отлично подходят для работы в неотапливаемых помещениях. Они могут устанавливаться снаружи или внутри ангаров, где хранятся пиломатериалы, подсоединяясь через гибкие воздуховоды на подачу осушенного воздуха и отвод переувлажненного воздуха наружу. 

Какой осушитель выбрать?

Мощные стационарные адсорбционные осушители TROTEC серии TTR надежно работают в больших залах даже при минусовых температурах до -20 ° C.  Например, самый большой осушитель в этой серии, TTR 13500, осушает 13 300 кубометров воздуха в час. Для распределения по хранилищу сухой воздух может подаваться через воздуховоды потолочной разводки. Агрегаты серии TTR отличают высокостабильными сорбционными роторами с силикагелем и энергосберегающим принципом работы. Современная управляющая электроника, надежный вентилятор, встроенный рекуператор тепла, а также микропроцессорное управление с текстовым дисплеем и управление энергопотреблением являются дополнительными достоинствами.

Альтернатива: промышленный конденсационный осушитель серии DH

Как и адсорбционные осушители серии TTR, стационарные осушители серии DH также подходят для осушения воздуха при хранении древесины. Отметим самый мощный в серии DH 160 с расходом 2200 кубометров воздуха в час. Эти осушители для долговременного использования и постоянного осушения при хранении древесины, собраны из высококачественных и особо стойких компонентов. Поскольку они работают по принципу конденсации, агрегаты DH характеризуются не только очень высокими показателями осушения, но и особенно экономичны в работе. 

Опционально осушители ТРОТЕК комплектуются регистраторами данных MultiMeasure Professional, DL200H или DL200X, произведенными в Германии, с точными технологиями измерений обеспечивают постоянную влажность воздуха и влажность древесины. Их преимущество - защита от постороннего вмешательства, а это дополнительный плюс к гарантии, что качество древесины будет поддерживаться на должном уровне с момента завоза на склад до момента отгрузки.

Эксперты Trotec готовы сделать подсчеты и подобрать нужное осушительное оборудование для Вашего объекта сушки и хранения древесины.

{{brief}}