Вакуумная сушка древесины
Сушка древесного пиломатериала производится преимущественно с использованием вакуумной сушильной камеры. Технологическая операция заключается в как можно более быстром испарении влажности при максимально сниженном давлении.
Сама сушильная камера внешне выглядит как металлический цилиндр, производится она из котельного железа. Длина устройства составляет до 40 м, а диаметральный размер примерно равен 2 м. Камера закрывается герметично, температура внутри нее может выставляться в диапазоне от 50° до 90°. Нагрев происходит путем подачи водяного пара по трубам, которые располагаются равномерно вдоль внутренних стен цилиндра.
В качестве сырья в прибор загружаются доски толщиной до 25 мм, прогрев при этом происходит в течение 1 часа. Если используются доски толщиной в 50 мм, длительность стадии прогрева увеличивается до 2 часов. После этого подача пара завершается и начинается откачка воздуха из камеры. Благодаря тому, что она закрыта герметично, происходит формирование 90%-ного вакуума. Это состояние длится в 2 раза дольше предыдущей стадии и составляет от 2 до 4 часов. Происходит испарение остатков влаги с сопутствующим снижением температуры. Когда датчики внутри камеры показывают 30°, прекращается работы вакуумного насоса. Далее происходит повтор итераций с нагрева до выкачивания воздуха, проходит от 7 до 12 таких циклов с перерывами между ними.
Общее время, которое занимает сушка сосновой доски толщиной 75 мм до влажности не более 10% составляет 3 суток при изначальном содержании влаги в брусе 70% . Если происходит сушка досок с такими же показателями влажности, но их толщина не превышает 25 мм, то длительность процесса сокращается до 24 часов.
Регулировка режима просушивания в вышеописанной вакуумной камере затруднена, что делает устройство применимым только к работе с однородным сырьем.
При разработке вакуумной компрессионной камеры для сушки применялись новейшие технологические решения. Прибор сочетает лучшие черты классических камер и полезные новшества. Основной отличительной чертой такой камеры является ее универсальность, ведь в ней можно производить сушку досок самого разнообразного уровня качества. Процесс идет быстрее, чем в стандартной конвективной камере. Допустимо высушивание цельного кругляка, при этом исключено появление трещин как снаружи, так и изнутри.
Сушка в компрессионной камере дает возможность произвести изменения в цвете материала по желанию заказчика, перемена может быть настолько радикальной, что исходная порода становится совершенно неузнаваема.
С помощью сушки также можно снизить гигроскопичность пиломатериала, таким образом нивелируя недостаток сырья, который зависит колебаний влажности в атмосфере, происходящих во время роста дерева. Компрессионная камера позволяет работать с досками заданной нелинейной формы. Значения рабочего давления внутри устройства невысоки, поэтому устройство не попадает в зону внимания инспекции Котлонадзора.
Во время сушильного цикла происходит перманентное увеличение температуры воздуха, что служит причиной повышения влагоемкости сушильного агента. Полностью автоматически регулируется снятие влаги с доски. Испарение жидкости из бруса объясняется влиянием перепада уровня влажности и находится в зависимости от коэффициента влагопроводимости. Влагоемкость сушильного агента вырастает вместе с его давлением: это происходит вместе с поднятием температурных значений с той целью, чтобы обеспечить безопасность процесса сушки. Чем выше давление сушильного агента, тем больше температура кипения воды (при заданной температуре). Теплоподача заканчивается в тот момент, когда происходит достижение заданных заранее параметров, среди которых равновесная влажность доски в определенных условиях (в физической среде горячего пара в условиях высокого давления). В основе вычисления необходимых параметров лежит диаграмма равновесной влажности дерева для атмосферного давления.
Вплоть до прекращения подачи тепла принцип работы вакуумной конвекционной сушильной камеры не отличался от стандартной конвекционной сушки за некоторыми исключениями. Применяются более высокие температурные значения, которая позволяет ускорить сам процесс высушивания; исключается возможность обмена влагой с элементами внешней среды, это возможно за счет увеличения влагоемкости внутри самого прибора. Происходит автоматизированный запуск конденсационной установки. Она, в соответствии с заданной ранее программой, осуществляет изменение температуры в меньшую сторону, также происходит программное уменьшение давления и уровня влажности сушильного агента. Уменьшение температурных значений и давления происходит в том темпе, который задают толщина доски и то, какая порода дерева проходит сушку в данный момент. Между давлением внутри самого бруса и наружным давлением появляется существенная разница. Далее происходит выдавливание влаги из бруса за счет разницы давления. Далее благодаря перепаду температуры происходит охлаждение поверхности доски. И после этого устройство начинает функционировать как вакуумная камера стандартной конструкции с небольшой разницей в интенсивности (из-за использования более высоких температурных значений). В процессе появляется конденсат, для которого предусмотрена автоматическая система слива. Сброс влаги происходит по достижении ею определенного объема, происходит снижение давления в сушильной камере сначала до уровня атмосферного, а после этого — еще ниже. В это время не осуществляются энергозатраты на то, чтобы создавать разреженную. среду, технологический процесс с этого момента течет согласно классическим термодинамическим законам. Поддерживается равновесная влажность сушильного агента, которая находится в соответствии с заданным конечным значением процента влажности древесины. Идет кондиционирование: влажность распределяется равномерно как в масштабах одного бруса, так и общем объеме пиломатериала.
