Сушка древесины осуществляется в среде влажного воздуха, топочных газов или перегретого пара. Цель сушки — доведение влажности материала до величины, соответствующей условиям эксплуатации изготовленных из древесины изделий, что предупреждает их размере- и формоизменяемость.
Древесина высушивается в виде пиломатериалов (в камерных сушилках и на открытых складах), лущёного и строганого шпона (преимущественно в роликовых сушилках), стружки, щепы и мелких полуфабрикатов (в барабанных, пневматических, ленточных сушилках).
Пропитка древесины производится органическими, минеральными или водными растворами (составами) преимущественно для её консервирования, т. е. длительной защиты материала от загнивания или поражения насекомыми. Консервированию подвергаются лесоматериалы (шпалы, столбы, брусья, доски) для сооружений, эксплуатируемых на открытом воздухе и в соприкосновении с грунтом.
В отдельных случаях пропитку производят для огнезащиты, а также для изменения некоторых физических свойств древесины (цвета, электрических характеристик и др.).
Сушка древесины представляет собой удаление влаги в виде пара и различают 4 вида сушки:
1) Конвективная сушка: атмосферная, газопаровая, в жидкостях,ротационная,вакуумная;
2) Кондуктивная сушка;
3) Радиационая сушка;
4) Электрическая.
Агентами сушки могут быть атмосферный воздух, топочные газы, водяной пар и их смеси, а в некоторых случаях гидрофобные, т. е. не смешивающиеся с водой, жидкости и водные растворы солей.
Перечень технологических операций по организации работ
сушильного цеха
а) Подготовка сушильных штабелей
б) Доставка сырых пиломатериалов
Используют траверсную тележку и рельсовые пути, а так же мостовые краны и кран-балка.
в)Формирование штабеля
Пакетный, формируемый из нескольких (2...4 и более) сушильных пакетов и беспакетный,собираемый целиком на месте его формирования.
г) Оборудование
Транспортное (автолесовозы, автопогрузчики, кран-балки, траверсные тележки и др), подъемное (лифт-подъемник, кран-балка, тельфер,, пакетоформирующая машина, питатель и др.).
д) Требования к укладке штабеля
Штабель или пакет пиломатериалов необходимо выкладывать правильной геометрической формы — в виде параллелепипеда. Боковые и торцовые поверхности должны быть строго вертикальны. В один штабель: укладывают доски только одной породы и одной толщины.
По влажности загружаемыепиломатериалы следует сортировать насырые и воздушно-сухие, не смешивая их в одном штабеле. Необрезные доски укладывают комлями в разные стороны.
Прокладки, используемые дляформирования штабелей, подразделяются на межрядные, которые разделяют горизонтальныеряды пиломатериалов штабеля или пакета, и межпакетные, служащие для разделения пакетов при формировании пакетного штабеля. Для межрядных прокладок
используют строганные высушенные (влажностью 10 %) рейки толщиной 25, шириной 40...50 мм.
Межпакетные прокладкиизготовляют из строганных сухих брусьев с поперечным сечением 75×75 или 100×100 мм. Прокладки при формировании штабеля необходимо укладывать строго вертикально, одну над другой.
е) Транспортировка штабеля к камерам и на склад сырого материала
Сформированный штабель на треке подают по рельсовым путям или автопогрузчиком в сушильный цех. Для перекатки штабелей с одних рельс на другие, а так же для загрузки в сушильные камеры используют траверсные тележки. Тележка перемещается за счёт лебёдки с применением блоков.
ж) Количество штабелей-вагонеток на складе сырого материала в зависимости от продолжительности хранения
Продолжительность хранения сырого пиломатериала зависит от его породы древесины. В одном пакетном штабеле обычно находится два пакета иногда три.
а) Технология камерной сушки
б)Определение начальной влажности
По секциям влажности, весовым методом.
в) Подготовка камеры к работе
Перед началом сушки камеры и элементы теплового оборудования очищают от мусора и пыли. Проверяют правильность работы конденсатоотводчика. Проверяют запорные и регулирующие вентили, состояние рельсов камерных путей и осматривают треки. Перед загрузкой камеру прогревают. Пар в калориферы пускают постепенно.
г) Проведение процесса сушки
д) Начальный прогрев материала
Начальныйпрогрев древесины проводится после загрузки камеры материалом с целью быстрого прогрева древесины. Для этого древесину определенное время выдерживают в воздухе повышенной температуры и высокой степени
насыщения или в чистом насыщенном паре. Прогревают древесину до конечной назначенной влажности.
е) Режим сушки
Режимы сушки пиломатериалов регламентируют параметры сушильного агента в камерах различных типов в зависимости от размера и породы образца. Основными параметрами являются: температура, степень насыщения, и психрометрическая разность
ж) Определениетекущей и конечнойвлажности пиломатериалов
Определениетекущей и конечнойвлажности пиломатериалов осуществляется весовым методом по контрольному образцу.
з) Технологические операции камерной сушки пиломатериалов
К технологическим операциямпроцесса сушки относятся: начальный прогревдревесины, собственно сушка по назначенному режиму, конечная(иногда дополнительная промежуточная)влаготеплообработка, кондиционирующая обработка (с учетом категории качества), остывание материала и выгрузка сушильной камеры.
В течение всего процессанепрерывно илипериодически (через 1...2 часа) ведут контрольза температурой истепенью насыщениясушильного агента. Поданным контролярегулируют параметрысреды в камере.
Один — три раза в сутки контролируют влажностьвысушиваемых пиломатериалов.По результатам этогоконтроля изменяют параметрысушильного агента, приводя их в соответствие срежимными.
и) Охлаждение и выгрузка материала из камеры
В период выполнения контрольных операций в камере проводят
кондиционирование. При выполнении этой операции температуру среды поддерживают на уровне температуры последней ступени режима сушки (но не более 100°С), а степень насыщения устанавливают по величине равновесной влажностидревесины (см. рисунок. 10), которая равна конечной влажности,увеличенной на 1%. Если древесина отвечает
предъявляемым требованиям, подачу пара в калориферы прекращают, камеру охлаждают до 30...40°С сначала при открытых приточно-вытяжных каналах, а затем приполуоткрытых дверях, далее штабеля выкатывают и начинают готовить камеру к следующей загрузке.
а) Организация работ на складе сухих материалов
б) Хранение материалана колесах
Хранят обычно несколько от 1 до 3 суток.
в) Хранение высушенного пиломатериала в плотных пакетах
Длина пакета определяется способами его формирования, а ширина и высотатехнической характеристикой применяемого подъемно-транспортного оборудования и механизмов. После сушки пакеты укладывают в штабель на межпакетные прокладки.
Сушильный цех ООО ХК «Мебель Черноземья»
Склады сырых пиломатериалов представляют собой площадку на открытом участке. Там происходит частичная атмосферная сушка (рисунок 2.1), что позволяет снизить продолжительность сушки. Формируют штабеля из 2…3 пакетов.
Рисунок 2.1 – Атмосферная подсушка штабелей на открытом участке
Между пакетами располагаются прокладки.которые хранят в плотных пакетах в специальных контейнерах (рисунок 2.2).
Рисунок 2.2 – Место хранения межрядовыхпрокладкок
Высушенная древесина хранится в закрытом помещении (рисунок 2.3), в которые пиломатериалы поставляются из сушильных камер. Температура и влажность таких помещений должна быть постоянной.
Перемещают штабеля по рельсовым путям, на открытом участке транспортировка происходит за счёт мостового крана, также используют погрузочный лифт.
Рисунок 2.3 - Склад сухих пиломатериалов
Ранее для сушки использовались камеры СПМ2-К. В этих камерахв качестве агента сушки может быть использован влажный воздух или перегретый пар.
Оборудованы камеры биметаллическими калориферам (рисунок 2.4, а) и двумя и осевыми, реверсивными вентиляторами (рисунок 2.4, б).
Циркуляция воздуха в камере происходит за счёт осевых реверсивных вентиляторов с приводом от трёх скоростных электродвигателей. Для увлажнения агента сушки и проведения начального прогрева и влаготеплообработки в камере установлены увлажнительные трубы.
а б
Рисунок 2.4 – Тепловое и циркуляционное оборудование сушильной
камеры СПМ-2К
В торцовой части камер находится коридор управления(рисунок 2.5) Там расположены электродвигатели и контрольно-измерительная аппаратура, показания которой контролируются оператором при помощи ЭВМ.
Рядом с сушильным цехом на открытой площадке расположены сушильные камеры Sеса1 (рисунок 2.6, а). Общий вид штабеля из пиломатериалов, уложенных в пакеты представлен на рисунке 2.6, б).
При сушке, в качестве теплоносителя в этих камерах может быть использован пар, горячая вода или масло. Возможен прямой обогрев сушильной камеры газом.
Несущие конструкции камеры, изготовленные из сплава аллюминия легко собираются и выдерживают значительные нагрузки. Камеры находят свое применение в предприятиях по производству пиломатериалов, на предприятиях и цехах по производству столярных изделий, при изготовлении паркетной продукции, при производстве мебели и на многих других деревообрабатывающих производствах.
Рисунок 2.5 - Коридор управления блоком сушильных камер СПМ-2К
а б
а – внешний вид камер; 2 – пакетный штабель в камере
Рисунок 2.6 — Сушильная камера «Sеса1»
Несколько преимуществ сушильных камер 8еса1:
- Эксклюзивные алюминиевые профили несущей конструкции обеспечивают максимальную жесткость и быстроту монтажа;
- Эксклюзивные системы вентиляции с КПД вентиляторов при реверсе до 95%!
- Двухконтурная система увлажнения с максимально эффективным распылением;
- Эксклюзивная система контроля микроклимата — точная и эффективная;
- Система компьютерного управления, включающая множество отличных решений.
Технические характеристики сушильных камер Sеса1 приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Технические характеристики сушильных камер Sеса1
| Модель | EPL 65,57.41 | EPL 65,72.41 | EPL 65,87.41 | EPL 125,57.41 | EPL 125,72.41 | EPL 125,87.41 |
| Объем загрузки, м3 | ||||||
| Внутренниеразмеры в мм, - ширина - глубина - высота дофальшпотолка: | ||||||
| Максимальная тепловая мощность, кВт | ||||||
| Количество вентиляторов, шт | ||||||
| Мощность электродвигателя, кВт | 4х3,0 | 4х3,0 | 6х4,0 | 8х4,0 | 8х4,0 | 8х4,0 |
| Диаметр крыльчатки вентилятора, мм | ||||||
| Производительность вентилятора, м3/час |
Рядом расположен котёл для сжигания древесных отходов и нагрева воды (рисунок 2.7).
Рисунок 2.7 - Котёл для сжигания отходов и нагрева воды
1 - сушильная камера СПМ-2К, 2 – лифт-подъемник для формирования штабелей,3 - тележка траверсная; 4 - коридор управления; 5- котельная, 6- сушильная камера Secal; 7 – управление камерами (КИП); 8 - лаборатория
Рисунок 2.8 - Сушильный цех ОАО ХК «Мебель Черноземья»
Сушильные камеры Sеса1
Достоинства:
1) Высокий уровень инженеринга и реализации продукции;
2) Тепловая эффективность, аэродинамика и функциональность высокого уровня в любом конструкционном решении;
3) Долговечность и низкая стоимость оборудования;
4) Равномерность осушки;
5) Возможность управления через мобильные средства связи;
6) Комплексная система автоматического управления сушкой заменяет контроль процесса оператором и приводит к оптимизации и ускорению процесса;
7) Система обеспечивает улучшенную вентиляцию в камере.
Недостатки:
1) Высокое энергопотребление;
2) Необходимость работы мощных энергоемких вентиляторов, для интенсивной прокачки воздуха.
Сушильная камера СПМ-2К
Достоинства:
1) Высококачественная сушка;
2) Малые эксплуатационные затраты;
3) Наличие высокотемпературных режимов, что способствует ускорению сушки.
Недостатки:
1) При высокотемпературных режимах материал растрескивается.
Рисунок 2.9 – Сушильная камера Secal