Изготовление сушилки для пиломатериалов своими руками. Вакуумная сушка древесины Самодельная вакуумная сушилка древесины

Влажная древесина практически не используется в изготовлении качественных и долговременных деревянных конструкций – предметов мебели, внешней и внутренней отделке, а также несущих элементов здания. Монтажу и эксплуатации пиломатериала предшествует удаление из него влаги. Издавна известный процесс естественной сушки может длиться несколько лет, что неприемлемо при больших объемах и темпах современного строительства.

В древесине существует два основных типа влажности, влияющие на значение плотности и технические параметры возводимой конструкции:

• внутриклеточная влага – является легкоудаляемой, однако так же быстро впитывается обратно в дерево во влажной среде;
• межклеточная вода – содержится вне клеток древесины (еще называется гигроскопической). Данный тип влаги наиболее трудно удаляется и составляет основу постоянной влажности (порядка 30 %).

Сушка происходит в результате протекания двух процессов – испарения воды и ее перемещения из середины материала к поверхности.

Если скорость испарения больше внутренней миграции влаги, то поверхность высыхает быстрее. Это вызывает неравномерность изменения линейных размеров и приводит к появлению трещин и изгибов. Постепенное протекание процесса обеспечивает сохранность структуры и формы древесины.

Основы современных методов сушки основаны на нескольких методах воздействия, ускоряющих испарение влаги с поверхности дерева:

• повышение температуры;
• увеличение кратности циркуляции воздуха;
• снижение давления;
• уменьшение влажности воздуха, циркулирующего над древесиной.

Что происходит с деревом при сушке, помимо удаления влаги

Основными процессами, наблюдаемыми в структуре древесины при высыхании, являются усушка и усадка. Усушка относится к неизбежным спутникам удаления влаги и представляет собой уменьшение габаритов пиломатериала во всех направлениях после начала удаления гигроскопической влаги.

Увеличение размеров древесины с повышением содержания свободной влаги называется набуханием . Усадка наблюдается при быстром удалении влаги, когда внешняя часть дерева гораздо суше, чем внутренняя. Это явление часто происходит при сушке толстых деревянных брусьев и бревен. Протекание усадки и усушки учитывается при планировании будущих конструкций, равно как и набухание при эксплуатации во влажных средах.

При перегреве древесины, который иногда возникает при (камерная сушка), происходит процесс, подобный сухой перегонке. Он представляет собой разложение древесных волокон без доступа воздуха, в результате чего выделяются газообразные, жидкие и твердые (древесный уголь) продукты. Данный процесс необратим, поэтому при нагреве важно выдерживать оптимальный температурный режим.

Подробнее о самом процессе сушки:

Технологии и способы сушки древесины

Вакуумная (камерная)

Сушка древесины в вакуумных сушильных камерах — предполагает создание пониженного давления в камере, загруженной штабелями пиломатериала. Влага, которая находится в виде насыщенного пара над поверхностью древесины, удаляется совместно с сушильным агентом. Роль последнего выполняет воздух, который в небольшом количестве подается в камеру.

Изменение степени вакуума и подачи воздуха позволяет регулировать скорость удаления воды. Для материала различной формы и размеров применяются строгие условия обезвоживания, чтобы сохранить постоянство влажности по всему объему.

В зависимости от типа и размеров древесины, время сушки длится от нескольких дней до месяца. Легче всего высушиваются легкие хвойные породы (сосна, ель), а тяжелые дубовые доски приходится выдерживать до глубокого удаления влаги 3-4 недели.

Фото камер для сушки древесины

Пример 1 Пример 2 Пример 3

Конденсационная

Основана на постоянном продувании сушильной камеры потоком сухого нагретого воздуха. Отработанная влажная воздушная смесь направляется в охлаждающий теплообменник, в котором вода конденсируется после достижения воздухом точки росы.

Данный способ наиболее полно имитирует естественную сушку древесины. Если температура не поднимается выше 40-60 ?С, то и не подвергается значительной усадке.

Конденсационное удаление влаги является развитием классической камерной сушки, при которой дерево выдерживается в потоке горячего воздуха. Условия камерной сушки регулируются нормативной документацией и включают мягкий, нормальный, форсированный и высокотемпературный режимы. Процесс может происходить непрерывно в камерах большого объема и протяженности, что обеспечивает повышенную производительность.

Естественная

Производится до достижения воздушно-сухого состояния дерева (порядка 25-30 %) и не обеспечивает удаления гигроскопической влаги. Полученный этим способом пиломатериал обычно применяется в строительных целях при возведении каркасов конструкций, прошедших специальную обработку от и опорных сооружений.

Сушку в естественных условиях производят в закрытых от попадания осадков помещениях с хорошей вентиляцией. При укладке материал располагается штабелями, в которых между досками остаются расстояния для обеспечения проветривания.

Как правильно сушить древесину атмосферным (естественным) способом расскажет видео:

Сушильные камеры и их устройство

Оборудование для сушки (камеры) имеют цилиндрическую или коробчатую форму, обшитую снаружи металлическими листами. Сырой древесный материал может изначально помещаться в штабеле внутрь или укладываться на специальные полки.

Конвекция обеспечивается компрессорными установками, а подогрев воздуха производится в радиаторных теплообменниках. Подача воздуха осуществляется сверху, поскольку после контакта с древесной загрузкой и испарения влаги температура воздушной смеси понижается. Это вызывает увеличение ее плотности и спускание холодного увлажненного воздуха в нижнюю часть камеры.

Сушильные устройства бывают периодического и непрерывного действия. В периодических системах работа прерывается на время выгрузки высушенной партии и загрузки нового блока древесины. Сушилки непрерывного действия обеспечивают постоянное движение штабелей из «влажной» части камеры в «сухую», а погрузка ведется по мере освобождения внутри свободного пространства.

На этом видео — подробно описано устройство для вакуумной сушки древесины своими руками:

Правила заготовки древесины

Порядок и условия заготовок пиломатериала регулируются в соответствии с Лесным кодексом РФ.

Основные правила, которые требуется соблюдать во время лесозаготовки, следующие:

• вырубка деревьев осуществляется после подачи и одобрения декларации, в которой обоснованы и описаны объемы вырубки, территория, тип древесины и пр.;
• первыми в списке на вырубку находятся деревья, пострадавшие от естественных причин или в результате деятельности человека (пожар, буря, наводнение, поражение болезнями);
• рубке могут подвергаться лишь деревья, соответствующие возрастным нормам;
• при лесозаготовке необходимо вовремя вывозить спиленный материал, препятствовать засорению территории и сносить временные здания, использованные в работе;
• запрещается оставлять недорубы – отдельные деревья на вырубленных территориях.

Сушка древесины своими руками

При необходимости заготовить древесину в домашних условиях, рекомендуется действовать в таком порядке:

• выбрать место для проведения сушки. Лучше всего предусмотреть не навес с крышей, а постройку с плотными стенами, которые препятствуют проникновению осадков;
• оборудовать основание для будущей укладки, под которым будет свободно проходить воздух;
• уложить пиломатериал крест-накрест в несколько рядов, как показано на рисунке;
• получившиеся штабеля в верхней части закрыть от случайных капель воды, пыли и мусора;
• скрепить деревянные доски или брусья между собой. Лучше всего использовать для этого полимерные материалы – резиновые затяжки или нейлоновые шнуры;
• выдержать штабеля время, рекомендуемое для конкретной климатической зоны (обычно несколько месяцев).

Самостоятельным приготовлением пиломатериала можно заниматься при наличии времени и необходимости заготовить большое количество древесины. Получаемый материал пригоден для использования в строительных целях, однако плохо подходит для изготовления мебельных изделий. Чтобы получить сухое дерево для отделочных и декоративных работ, следует применять комплекс методов подготовки древесины, таких как , .

Сушилка для дерева своими руками:

Нет ни единого деревообрабатывающего предприятия, которое сможет обойтись без процедуры сушки древесины. Чтобы предотвратить возникновение разных дефектов, принято использовать специальную технологию сушки дерева в сушильной камере. Если вы самостоятельно хотите заниматься производством изделий из дерева, вам тоже понадобится сушильная камера для сушки древесины. Сегодня мы поговорим, как правильно её сделать.

Необходимость сушки древесины

Как качественно и быстро высушить доску? Данный вопрос интересует каждого столяра издревле. Люди издавна занимались запасанием леса на многие годы, чтобы успеть равномерно его высушить. Дед заготавливал дерево для своего внука, используя сам тот материал, который оставил ему его дед.

Важность правильно высушенной древесины - колоссальна! К примеру, если деревянная мебель, которая находится в комнате, изготовлена из слишком влажной древесины, которая только что спилена, то она рассохнется со временем, потому что дерево способно усыхать и уменьшаться в размерах, а значит, испортится!

Если дверь в дом сделана из чрезмерно пересушенной древесины, то она набухнет со временем, и не сможет закрываться! Если набрана филёнка двери из заготовок, что неравномерно высушены по объёму, то она может лопнуть или её покоробит! Поэтому все заготовки из дерева рекомендуется сушить. К тому же сушка предохраняет материал от поражения дереворазрушающим грибком, предупреждает размеро- и формоизменяемость дерева, улучшает физические и механические свойства древесины.

Сушка древесины является длительной, сложной и дорогостоящей процедурой. Дерево по традиционным технологиям нагревают перегретым паром или горячим воздухом. Просушенную древесину можно перевозить и хранить дольше. К тому же в процессе эксплуатации она не деформируется. Сушку досок производят в паровых камерах, где исключена возможность внутреннего повреждения.

Понятие влажности древесины

Для полного восприятия сути сушильного процесса стоит немного окунуться в теорию. Процедура удаления влаги из дерева не совсем проста, потому что в самом материале существует два типа влаги. Древесина состоит из растительных клеток удлинённой формы. Влага может находиться в стенках клеток и в их полостях, заполняя микрокапилярную систему. Влага, что присутствует в пространствах между клетками и в их полостях, называется свободной межклеточной, а влага в клеточных стенках - связанной внутриклеточной.

Содержание в древесине связанной влаги ограничено. Состояние, когда стенки клеток отличаются максимальной влажностью при соприкосновении с жидкой влагой, называют пределом их насыщения. Принято считать, что влажность предела насыщения не зависит от породы и в среднем составляет 30%. Если влажность дерева выше 30%, то в нем содержится свободная межклеточная влага. Древесина свежесрубленного или растущего дерева имеет влажность больше предела насыщения, то есть является сырой.

Зависимо от назначения заготовок из дерева, древесину принято высушивать по-разному. Древесина высушивается до влажности в 6 - 8 %, когда материал необходим для механической обработки и сборки изделий для высокоточных ответственных соединений, которые влияют на эксплуатационные показатели (производство лыж, паркета или музыкальных инструментов).

Транспортная влажность составляет 18 - 22 %. Именно с таким содержанием воды пиломатериал подходит для перевозки на дальние расстояния в теплую пору. Высушенная до такой влажности древесина применяется преимущественно в стандартном домостроении, при производстве рядовой тары и когда нет необходимости взаимозаменяемости при сборке.

Столярная влажность разделяется на несколько подвидов. Погонажная продукция (террасная доска, обшивка, доска пола, обналичка) должна иметь влажность 15 ± 2%. Изделия из древесины (окна, двери, лестницы и элементы интерьера), изготовленные из цельной или клееной древесины, выдерживают колебания по влажности от 8 до 15 %.

Влажность мебельная, зависимо от уровня изделия и использования цельной или клееной древесины, составляет 8 ± 2%, потому что именно при такой влажности дерево демонстрирует самые оптимальные характеристика для обработки, склеивания и последующей эксплуатации. Но обычно принято понижать влажность до 7-10%, совершая частичную стерилизацию древесины и учитывая равномерность влажности по всему дереву, сохранение механических свойств материала, отсутствие поверхностных и внутренних трещин.

Режимы сушки древесины

Зависимо от требований, которые предъявляются к качеству дерева, пиломатериалы можно сушить разными режимами, которые отличаются температурным уровнем. В мини сушильной камере для древесины в процессе сушки постепенно по ступеням увеличивается температура воздуха и уменьшается относительная влажность агента. Режимы сушки выбирают с учетом толщины пиломатериала, породы древесины, конечной влажности, категории качества высушиваемого дерева и конструкции камеры.

Выделяют режимы низко- и высокотемпературного процесса. Первые режимы предусматривают применение влажного воздуха в качестве сушильного агента, температура которого в начальной стадии составляет меньше 100 градусов. Установлено три категории данных режимов:

• Мягкий режим способен обеспечить бездефектную сушку материала при сохранении естественных физических и механических свойств дерева, в том числе цвета и прочности, что важно для сушки древесины до транспортной влажности экспортного пиломатериала.
• Нормальный режим гарантирует бездефектную сушку древесины при почти полном сохранении прочности материала с незначительными изменениями цвета, что походит для сушки пиломатериала до конечной влажности.
• Форсированный режим сохраняет прочность на статический изгиб, сжатие и растяжение, но возможно некоторое снижение прочности на раскалывание или скалывание с потемнением древесины, что предназначен для сушки древесины до эксплуатационной влажности.

По низкотемпературным режимам предполагается трехступенчатое изменение параметров сушильного агента, причем с каждой ступени на последующую переход можно осуществлять только после достижения материалом определенного уровня влажности, что предусмотрен по режиму.

Высокотемпературные режимы предусматривают двухступенчатое изменение показателей сушильного агента, причем перейти с первой ступени на вторую можно после достижения древесиной переходной влажности в 20%. Высокотемпературный режим определяют, зависимо от толщины и породы пиломатериалов. Высокотемпературные режимы можно использовать для сушки древесины, что идет на изготовление не несущих элементов построек и конструкций, в которых допускается потемнение древесины и уменьшение прочности.

Понятие сушильной камеры

Камерная сушка является основным способом сушки древесины. Сушильные камеры требуются для высушивания хвойных и лиственных пород дерева до разных категорий качества. Одной из самых популярных и экономичных методик искусственного обезвоживания пиломатериалов является сушка, когда из дерева выводят связанную и свободную влагу с помощью подвода к влажному дереву тепла горячим воздухом и уноса испаренной лишней влаги увлажнившимся и частично охлажденным воздухом.

Сушильная камера представляет из себя полностью готовую установку, что оснащена всем необходимым для сушки дерева оборудованием. По устройству сушильные камеры для древесины разделяются на сборно-металлические и изготовленные из строительных материалов. Последние сооружаются непосредственно в цехах или как отдельные здания из материалов, что широко используются в промышленности. Камера может быть полностью сделана из монолитного железобетона. Её стенки можно выложить из полнотелого красного кирпича, а перекрытие — из монолитного железобетона.

Если используется несколько сушек, их зачастую объединяют в единый блок, сооружая общий коридор управления, где размещается разводка теплоснабжения и система автоматического управления всеми камерами. Зависимо от объема загружаемой древесины в камеру, может быть горизонтально- или вертикально-поперечная циркуляция воздуха.

Загрузка пиломатериалов в камеру может осуществляться такими способами: на тележках в виде штабелей по рельсовому пути, как пакеты вилочным погрузчиком. Перенос теплоты к древесине может выполняться: воздухом, продуктами сгорания или перегретым паром; лучистой теплотой, которая поступает от специальных излучателей; твердым телом, если организовать контакт с нагретой поверхностью; током, что проходит через влажную древесину; высокочастотным электромагнитным полем, которое пронизывает влажное дерево.

Оборудование для сушильной камеры для древесины делится на основное и дополнительное. К основному причисляют вентиляторную систему, систему теплоснабжения, приточно-вытяжной вентиляции и увлажнения, к дополнительному относят дверной утепленный и психрометрический блок, подштабельные тележки, электромотор привода вентилятора.

Процесс управление сушкой дерева в камере может быть автоматизированным. Автоматика способна поддерживать на заданном уровне влажность и температуру среды в сушилке. Температуру регулируют подачей теплоносителя в калориферы или посредством включения-выключения электрического нагревателя, а влажность - посредством использования приточно-вытяжной вентиляции и увлажнительной системы.

В системе управления сушкой древесины могут быть предусмотрены возможности дистанционного управления влажностью и температурой в камере. При сушке пиломатериала в сушильной камере возникает необходимость контроля влажности древесины, для чего используется дистанционный влагомер, который позволяет проверять влажность дерева в нескольких точках, не заходя в камеру. При отсутствии внешних источников теплоснабжения для сушилки могут применяться автономные отопительные модуля и использоваться газ, уголь, древесные отходы, электроэнергия и дизельное топливо.

Виды сушильных камер

В реальной жизни принято использовать следующие виды сушильных камер. Необходимая энергия в конвективных сушильных камерах в материал транспортируется с помощью круговорота воздуха, а теплопередача древесине происходит посредством конвекции. Конвективные камеры бывают двух видов - туннельные и камерные.

Туннельные конвекционные сушильные камеры являются глубокими камерами, где проталкиваются пачки штабелей из мокрого конца в более сухой. Данные камеры обязательно заполняют с одного конца, а с другого - опустошаются. Проталкивание штабелей (процесс заполнения камер и опустошения) совершается по одному штабелю с промежутком в 4 - 12 часов. Эти камеры предназначены для больших лесопилен и позволяют совершать исключительно транспортную сушку дерева.

Камерные конвекционные сушильные камеры короче туннельных и вакуумных сушильных камер для древесины, в процессе работы во всей камере поддерживаются одинаковые параметры. При глубине продуваемости больше 2 метров для уравнивания условий сушки дерева используется методика реверсации направления вентиляции. Опустошение и заполнение камеры происходит с одной стороны, если она имеет одну дверь. Известны и прочие системы загрузки, что похожи на процедуру загрузки туннельных камер. Сушить можно любой пиломатериал до любых конечных влажностей, поэтому 90% древесины Европы и России сушится именно в камерных сушилках.

Конденсационная сушильная камера отличается от предыдущих тем, что влажность, которая возникает в воздухе, конденсируется на специальных охладителях и выходит из процесса сушки вода. Коэффициент полезного действия подобного процесса большой, но цикл длинный, потому что приборы не работают с большой температурой, а также значительны суммарные потери тепла. Конденсационная камера подходит преимущественно для сушки небольших объёмов древесины, или для сушки плотной породы дерева - дуба, бука или ясеня. Большое преимущество таких камер в том, что не нужна котельная, цена сушильной камеры для древесины и себестоимость сушки получается меньше.

Сушильные камеры также классифицируются по методу циркуляции и характеру используемого сушильного агента, типу ограждения и принципу действия. Сушильные камеры периодического действия характеризуются тем, что они могут загружаться полностью для одновременной просушки всего материала, а режим сушки древесины изменяется во времени, в данный момент оставаясь одинаковым для всей камеры.

По способу циркуляции бывают камеры с побудительной и естественной циркуляцией. Сушилки с естественной циркуляцией - устарелые, малопроизводительные, режим сушки в них почти не управляем, равномерность просыхания дерева неудовлетворительная. Для современного строительства такие устройства не рекомендуются, а действующие обязательно подлежат модернизации. Различают по характеру сушильного агента камеры газовые, воздушные и высокотемпературные, что работают в среде перегретого пара.

Процедура сушки древесины

Предварительно до проведения сушки по выбранному режиму дерево прогревают паром, который подается через увлажнительные трубы, при работающих вентиляторах, включенных обогревательным приборах и закрытых вытяжных каналах. Для начала нужно провести расчет сушильной камеры для древесины. Температура агента в начале прогрева древесины должна быть выше на 5 градусов первой ступени режима, однако не больше 100 градусов по Цельсию. Уровень насыщенности среды должен быть для материала с начальной влажностью больше 25% 0,98 - 1, а для дерева с влажностью меньше 25% - 0,9 - 0,92.

Длительность начального прогрева зависит от породы древесины и составляет для хвойных пород (сосна, ель, пихта и кедр) 1 - 1,5 часа на каждый сантиметр толщины. Продолжительность прогрева мягких лиственных пород (осина, береза, липа, тополь и ольха) увеличивается на 25%, а для твердых лиственных пород (клен, дуб, ясень, граб, бук) - на 50% по сравнению с длительностью прогрева хвойных пород.

После предварительного прогрева принято доводить параметры сушильного агента сушки до первой ступени режима. Затем можно приступать к сушке пиломатериалов при соблюдении установленного режима. Влажность и температуру регулируют вентили на паропроводах и шиберы приторно-вытяжных каналов.

В процессе работы инфракрасной сушильной камеры для древесины в дереве возникают остаточные напряжения, которые можно устранить промежуточной и конечной влаготеплообработкой в среде увеличенной температуры и влажности. Обработке принято подвергать пиломатериалы, которые высушиваются до эксплуатационной влажности и подлежат механической обработке в дальнейшем.

Промежуточная влаготеплообработка совершается при переходе со второй ступени на третью или с первой на вторую при высокотемпературном режиме. Влаготеплообработке подвергают хвойные породы толщиной от 60 миллиметров и лиственные толщиной от 30 миллиметров. Температура среды в процессе тепловлагообработки должна быть выше на 8 градусов температуры второй ступени, но не выше 100 градусов, при уровне насыщенности 0,95 - 0,97.

Когда древесина достигнет конечной средней влажности можно проводить конечную влаготеплообработку. В данном процессе поддерживают температуру среды на 8 градусов выше последней ступени, но не выше 100 градусов. По окончании конечной влаготеплообработки дерево, прошедшее сушку, нужно выдержать в камерах на протяжении 2 - 3 часов при параметрах, что предусмотрены последней ступенью режима. Затем сушильную камеру останавливают.

Изготовление сушильной камеры

Если вы решили изготавливать изделия из дерева собственноручно, то сушильная камера для дерева вам просто необходима. Однако при строительстве сушилки соблюдать все требуемые нормы. Вам понадобиться камера, вентилятор, утеплитель и нагревательный прибор.

Выстройте сушилку или выделите отдельное помещение, одна стена и потолок которой будут выполнены из бетона, а прочие стены - из древесины, которые нужно утеплить. Для этого принято создавать несколько слоев: первый из них представляет собой пенопласт, второй - деревянные доски, которые заранее принято обворачивать в фольгу.

После этого следует установить нагревательный элемент, который можно изготовить в виде батарей. В батареи воду необходимо подавать из печки, в которой она будет нагреваться до 60-95 градусов по Цельсию. Желательно непрерывно обеспечивать циркуляцию воды с помощью водяных насосов в нагревательном элементе. Также в самодельной сушильной камере для древесины следует разместить вентилятор, который способствует распределению по всей комнате теплого воздуха.

Подумайте, каким способом будет загружаться древесина в сушильную камеру. Одним из вариантов загрузки может быть рельсовая тележка. Чтобы регулировать влажность и температуру в помещении сушильной камеры, нужно использовать в рабочей зоне соответственные термометры - влажный и сухой. Предусмотрите внутри сушилки полки для увеличения рабочего пространства.

В процессе сушки пиломатериала не допускается резкая смена в рабочем помещении температуры, в противном случае это спровоцирует то, что древесина покоробится или в ней возникнут трещины. При возведении сушильной камеры крайне важно соблюдать противопожарные требования. Поэтому в непосредственной близости от сушилки в обязательном порядке установите огнетушители.

И напоследок запомните, что вместо нагревательного элемента в домашних условиях можно использовать электроплитку на две конфорки. Утеплить стены сушильной камеры своими руками можно при помощи деревянной стружки. Можно использовать вместо фольги в камере пенофолом, который способен обеспечить хорошее отражение от поверхности теплоты. В такой сушилке древесина сушится предварительно за 1-2 недели.

Строительная индустрия сегодня переживает активный этап технологического развития, что отражается и на применяемых инструментах, и на методологии выполнения ремонтно-монтажных операций, и, конечно, на материалах. При этом за счет доступности и низкой стоимости по-прежнему сохраняют свою востребованность традиционные материалы, среди которых древесина. Другое дело, что использовать ее в чистом виде нельзя, поскольку даже твердотельные породы уже не соответствуют строительным нормативам в защитных свойствах. Преодолеть этот барьер позволяют специальные операции подготовки, в том числе сушка древесины в сушильных камерах - технология, благодаря которой улучшается целый спектр технико-физических показателей материала.

Технология выполнения сушки в камерах

Принцип сушки в вакуумных камерах базируется на законах испарения и циркуляции воды. То есть главные задачи метода сводятся к обеспечению оптимально быстрого вывода влаги из структуры дерева, но без негативных последствий для эксплуатационных качеств. На выполнение этого процесса и ориентирована рассматриваемая технология. На практике она выполняется с помощью специальных установок, обеспечивающих циркуляцию воды по древесной структуре в направлении от сердцевины к наружной части. Далее производится выведение воды и с поверхности посредством испарения. Но важно понимать, что избавление от влаги - не единственная задача, которую реализует сушка древесины в сушильных камерах. Технология также позволяет устранять физические дефекты, но для этого применяется дополнительное оборудование наподобие прессов. Что касается технической реализации процесса, то он обычно выполняется путем ручной загрузки материала в соответствующую камеру. Далее за счет нагревательных пластин агрегат производит автоматический прогрев на фоне интенсивного испарения.

Особенности метода вакуумной сушки

По сравнению с традиционными сушильными камерами, новые технологии цилиндрической вакуумной сушки позволяют добиваться высокой скорости процесса. Связано это не столько с принципом воздействия на материал, сколько с механикой загрузки и расположением заготовок относительно функциональных пластин. Но и тепловое воздействие имеет свои особенности. Поскольку древесный материал сжимается между пластинами под давлением, обеспечивается высокая интенсивность воздействия на структуру - соответственно, выпаривается большее количество влаги. В части энергопотребления тоже имеет свои отличия вакуумная сушка древесины. Особенности технологии по этому параметру обуславливаются повышением температуры пластин и оптимизацией физического перемещения материала внутри камеры. Поэтому для достижения одинаковых с альтернативными способами сушки результатов такие камеры затрачивают меньше энергии.

Этапы сушки

Автоматизированные камеры позволяют без участия пользователя реализовывать стандартный набор технологических этапов, который выглядит следующим образом:

• Прогрев материала. Первичная термическая обработка, в ходе которой структура древесины подготавливается к последующим этапам.
• Непосредственно сушка. На этой стадии выполняется комбинированная операция увлажнения-сушки, позволяющая максимально размягчить материал в целях дальнейшего иссушения.
• Охлаждение. По сути, это этап кристаллизации структуры, благодаря которому ставшая податливой из-за тепловой обработки древесина вновь обретает оптимальные характеристики твердости.

Как отмечалось выше, все стадии процесса сушки контролирует автоматика, а оператор следит за показателями индикаторов безопасности. Но еще до начала мероприятия от пользователя требуется установка оптимального режима сушки. В частности, он устанавливает давление и температуру, ориентируясь на характеристики материала. К примеру, для хвойных заготовок толщиной 2,5 см требуется давление на уровне 500 кг/м2. Что касается температурного режима, то он в данном случае может составлять 80 °C.

Устройство сушильной камеры

Современные камеры выполняются в форме параллелепипеда или цилиндра. Выходная сторона конструкции снабжается крышкой, через которую и производятся операции загрузки/выгрузки материала. Причем структура крышки включает резиновый лист, фиксированный на металлической раме - это решение позволяет создавать почти идеальный вакуум с повышенной герметизацией. Каждый пласт пиломатериала подкладывается нагревательными пластинами, которые обычно выполняются из теплопроводных сплавов алюминия. Для осуществления перемещений пластины снабжаются роликовыми механизмами. Благодаря движению нагревателей обеспечивается сбалансированная сушка древесины в сушильных камерах. Технология изготовления камер также предусматривает подключение контуров с циркулирующей водой. Бойлеры с жидкостью размещаются отдельно и предусматривают собственный подогрев. Для стабильного поддержания вакуума внутри камеры размещается специальная помпа.

Применение гидравлического пресса

Уже говорилось выше, что в процессе прохождения этапов сушки структура древесины размягчается и становится податливой. Данное состояние именно в рамках сушильного процесса является побочным и избыточным. Собственно, для устранения этих последствий и предусматривается финальный этап охлаждения. Однако размягченную структуру материала можно подвергать воздействию гидравлического пресса, который избавит заготовку от физических дефектов - как минимум обеспечит ее выпрямление. Такие прессы вводятся в общий комплекс мощностей, на которых производится сушка древесины в сушильных камерах. Технология прессования, в свою очередь, устраняет и возможные дефекты, которые были приобретены материалом в камере. Конечная же заготовка будет «правильно» деформирована с теми параметрами, которые нужны для рабочего пиломатериала.

Методы сушки

На данный момент развития технологии выделяют три основных метода вакуумной сушки. Первые два способа уже были рассмотрены - это непосредственно сушка и пресс-вакуумная подготовка материала. Но есть также метод паровой обработки в вакуумной камере. Его актуальность обусловлена возможностью исключения из конструкции камеры нагревательных пластин, поскольку горячий пар охватывает все пространство, не требуя специального направления потоков на отдельные участки заготовок. Данный подход дает немало плюсов, которые обеспечивают паронагревательные методы сушки древесины. Сушильные камеры, например, позволяют выполнять загрузку не только трудоемким ручным способом, но и с помощью вилочных грузчиков.

Какой эффект обеспечивает сушка?

Сама по себе сушка как процесс оптимизации гигроскопического свойства наделяет древесину относительно высокими показателями прочности. Этого уже достаточно для того, чтобы материал соответствовал базовым требованиям строительных регламентов. Но крупные деревообрабатывающие комбинаты используют вышеописанные технологии и способы сушки древесины лишь как подготовительный этап для дальнейшей обработки материала. В частности, для пропиток, которые дополнительно придадут заготовкам качества огнеупорности, влагостойкости, морозоустойчивости и т. д.

Организация сушки своими руками

Для изготовления собственной сушилки доступными средствам в первую очередь потребуется отдельное помещение. По размерам оно может соответствовать небольшой подсобке или хозблоку. Сооружение желательно выполнять из кирпича или бетона, а внутренние поверхности изолировать и утеплить слоями пенопласта с фольгированным покрытием. В итоге получится хоть и не вакуумная, но герметизированная сушилка для досок. Как сделать элементы теплового воздействия? Для этого следует предусмотреть несколько конвекторов или радиаторов - их количество будет определяться конструкционными возможностями помещения и требованиями к самой сушке. Отопительное оборудование и будет обеспечивать эффект испарения. Для большей эффективности можно дополнить функцию термического воздействия вентиляторами.

Заключение

В ходе строительных и ремонтных операций часто возникает вопрос выбора между разными материалами. Ограниченные финансовые возможности нередко исключают металлические сплавы и высокопрочные пластики, оставляя безальтернативный вариант древесины. Но и это решение во многих случаях себя оправдывает по техническим характеристикам, если используется сушильная камера для пиломатериалов. Своими руками без затрат на недешевые радиаторы такую камеру тоже выполнить не получится, но в долгосрочной перспективе ее применения вложения себя оправдают. Как показывает практика эксплуатации конструкций на основе правильно высушенной древесины, материал может даже в суровых условиях служить годами, не утрачивая первичных свойств. Другое дело, что многое будет зависеть и от породы дерева, которое планируется использовать для таких целей.

Сама технология вакуумной сушки интересна тем, что она дает возможность реально сократить сроки сушки пиломатериалов, при этом поверхность древесины не растрескивается, сохраняется и её качество. Метод вакуумной сушки древесины был изобретен и запатентован доктором Эрнесто Пьяноццив 1964 году.

Навигация:

Вакуумная пресс — сушилка состоит из герметично закрытой стальной камеры, стены которой преимущественно смонтированы из нержавеющей стали, которая полностью герметична. Потолок самой камеры вакуумной сушки закрыт покрытием из эластичной резины, которая обрамлена стальной рамой. Загрузка досок в камеру происходит с прикладыванием каждого ряда досок алюминиевыми тенами. Вода циркулирующих в нагревательных элементах подогревается при помощи бойлера, который смонтирован с внешней стороны камеры. Циркуляция воды происходит при помощи жидкостной вакуумной помпы, расположенной внутри камеры.

После загрузки древесины внутрь камеры, оператор, который управляет камерой устанавливает на рабочей панели требуемый уровень вакуума, а также выставляет температуру алюминиевых нагревательных пластин.

Вакуумная сушка древесины проходит в 3 этапа:

1. Нагрев древесины при нормальном атмосферном давлении;

2. Затем следует процесс сушки с нагревом в вакуумной среде;

3. Последний, завершающий этап состоит из кондиционирования и охлаждения.

Сразу после укладки древесины в сушильную камеру, и прокладывает между досками нагревательных пластин, начинается процесс нагрева древесины. Этот этап заключает в себе прогрев досок без применения вакуумной помпы. Нагревание не достигает 100 градусов, и, следовательно, влага внутри досок не закипает. Таким образом поверхность древесины не растрескивается.

При достижении уровня температуры, требуемого для сушки, сразу подключается вакуумная помпа, которая откачивает оставшийся воздух. При этом поверхность древесины также не деформируется, поскольку влага остающаяся в досках выступает на поверхность, тем самым увлажняя её, что в свою очередь позволяет доскам сохранять первоначальную форму. При нагреве резиновое покрытие натянутое поверх штабеля досок в камере прижимает его к полу. Благодаря такому механическому воздействию вакуума, сушка превращается одновременно в пресс, который имеет давление 1 кг/см2, что по сути равняется 10 000 кг/ м.кв. Такой процесс прессования делает доски абсолютно ровными. Дальше в процессе сушки, под воздействием вакуумной помпы и температуры, влага испаряется с поверхности древесины, а излишек затем вытягивается помпой. При достижении требуемой влажности, процесс сушки переходит в кондиционирование.

Процесс кондиционирования заключает в себе отключение нагревательных алюминиевых пластин, с сохранением вакуума в камере. Таким образом дерево остывает под созданным прессом давлением, что позволяет сохранить заданную, ровную форму древесине. После окончательного остывания досок, сушку выключают. Купить хорошую, надежную вакуумную сушку не составит особых проблем, цена камеры высчитывается для каждой камеры индивидуально, и зависит от нескольких факторов:

Скорость сушки

Она во многом зависит от структуры и толщины досок. Чем мягче и тоньше древесина, тем быстрее будет происходить процесс сушки. Соответственно цена камеры зависит, в том числе от комплектации камеры, так как на каждую камеру монтируется конденсатор влаги разной мощности, который преобразует испаряющуюся влагу в жидкость и сливает её за пределы камеры.

Комплектация вакуумной сушильной установки

Здесь всё зависит от того, установлен ли вакуумный подъемник для пластин, также зависит от дополнительной комплектации добавочными алюминиевыми пластинами, а также зависит от того, существует ли возможность подключения приборов управления к компьютеру.

Также существует недавно разработанная технология сублимационной сушки. Такая технология к примеру применяется для высококачественной сушки лекарственных трав, обезвоживания овощей, продуктов, фруктов, мяса и молочных продуктов, химических продуктов, фармацевтических полуфабрикатов, а также множества других материалов.

Вакуумная сублимационная сушка — это новый метод обезвоживания продуктов, которые поддались глубокой заморозке в сублимирующей вакуумной камере, когда лед сразу переходит в парообразное состояние и удаляется из камеры через оттачивание конденсатором, минуя образование жидкости.

В состав конструкции такой вакуумной сушки для фруктов обычно входит сама сушилка, конденсатор пара, охлаждающая система, а также при необходимости монтируется система программируемой логического контроля.

Преимущества сублимированной вакуумной сушки состоит в том, что все продукты сохраняют в себе до 95% всех полезных веществ. Такой метод дает возможность хранить обработанные продукты не только при стабильной минусовой температуре, что естественно увеличивает срок хранения обработанных продуктов, но и в обычных помещениях с плюсовой температурой, что никак не сказывается на качестве высушенных продуктов.

В последнее время вакуумная сублимационная сушка получает всё большее распространение при производстве ягод и фруктов.

Вакуумная сублимационная сушка происходит в несколько этапов:

1). На первом этапе происходит полное замораживание продуктов до состояния льда, при этом давление должно быть ниже 4.58 мм рт.ст., при температуре 0 С;

2). Следующий этап заключает в себе процесс сублимации образований льда. В этом случае давление в камере гораздо ниже давления испарений льда из-за т, что в камере поддерживается вакуум. Продукт помещенный в сушильную камеру нагревается, и затем водяные испарения через конденсатор выводятся за пределы камеры.

3).Стадия вторичной просушки подразумевает удаление остатков влаги из помещенного в камеру продукта путем повышения температуры в сублимационная вакуумной камере я и одновременном снижении давления в самой камере.

В последние годы вакуумная сублимационная сушка продуктов используется всё активней. По мнению некоторых экспертов, со временем вакуумная сушка продуктов со временем вытеснит нынешние технологии заготовки продуктов, при которой происходит коагуляция белков содержащихся в продукте, что в свою очередь ведёт к неизбежной потере питательных веществ. В то же время вакуумная сушка продуктов сохраняет большинство полезных веществ, сохраняет также вкусовые качества, питательную ценность, витамины. Продукты обработанные таким способом являются «сырыми» с точки зрения свежести продукта. Проводящиеся ранее исследования показали, что клубника после обработки имеет 100% показатель сохранности витамина С, при этом потери » общей оксидантной способности» составила всего 8%. Для сравнения, у клубники, которую просто охладили по старому методу, после недели хранения потеря вышеуказанного витамина С составила более 20%, кроме того исследователи отметили значительную потерю фенольных компонентов, которая составляет порядка 85%.

К достоинствам продуктов прошедших сублимационную сушку можно добавить:

— Очень длительное, многолетнее хранение;

— Сравнительно небольшой вес продукции;

— Полностью сохраняется изначальная форма.

На сегодня такая сушка представляет собой практически чески идеальный метод консервирования продуктов. Такой метод позволяет хранить продукты сроком до пяти лет при разных температурах, от — 50 градусов по Цельсию до + 40 градусов выше ноля.

Поговорим ещё немного о вакуумной сушке древесины

Вакуумные сушильные камеры могут представлять собой, в том числе, цилиндрический корпус с диаметром 2000 мм — 2700 мм, м по длине могут быть 7800 мм — 12000 мм, со встроенным рабочим тамбуром. Теплоизоляция корпуса делается из минеральной ваты толщиной 200 мм. Длина штабеля досок, загружаемых в камеру может достигать в сумме 10 метров. Как и в стандартных вакуумных камерах, вакуумная сушка дерева здесь происходит путем уменьшения давления в камере, а благодаря постоянному уменьшению точки кипения влаги в древесине, происходит быстрое испарение влаги, содержащейся в досках.

На сегодня процесс вакуумной сушки древесины является наиболее практичным способом, и завоевывает все большее число приверженцев такого метода среди производителей сушенной, деловой древесины.

Для различной продукции из дерева (мебель, музыкальные инструменты, паркет и т.п.), используется своя температура сушки и сохраняется определенная влажность.

Дерево, несмотря на развитие современных технологий, до сих пор остается незаменимым материалом во многих отраслях хозяйства. Оно окружает нас повсеместно, используется при производстве мебели, в строительной индустрии, даже в авиации оно до сих пор находит свое применение. Конечно, различные полимеры, синтетические смолы, стали и сплавы различных металлов активно замещают древесину даже в традиционных для нее нишах. Но полный отказ невозможен. Поэтому всегда будет необходимость в подготовке древесины к использованию в разных отраслях деятельности человека, в ее сушке. Постараемся дать ответы на вопросы, связанные с таким нужным оборудованием, как сушилка для пиломатериалов, своими руками сделанная и отлаженная.

Зачем нужно сушить древесину?

Сушка для пиломатериалов — это крайне необходимый процесс, без которого древесину попросту нельзя использовать.

Качество дерева зависит от правильной сушки.

Если у вас есть свой бизнес, связанный с производством изделий из дерева, то вам никак не обойтись без своей сушильной камеры. Но для начала попробуем понять, для чего необходима эта сушилка, для чего нужно сушить пиломатериалы. Все дело в естественной влажности любого дерева. Если выполнить изделие из невысушенной древесины, то оно со временем рассохнется, пойдет трещинами, и его останется только выкинуть. К тому же правильно высушенное дерево улучшает свои рабочие качества, становится более прочным, устойчивым к воздействиям среды и меньше подвержено воздействию разрушительной плесени. В старину, для подготовки леса к использованию его сушили даже не годами, а десятилетиями. Зачастую под специальным навесом укладывали бревна, заготовленные для внуков. Представляете, даже не для детей, а для внуков.

К нашему счастью современные технологии позволяют нам значительно ускорить этот процесс. И хоть процесс этот до сих пор довольно долог и сложен, все же его невозможно сравнить с традиционными технологиями, а результат получается даже лучше.

Вернуться к оглавлению

Влажность пиломатериалов

Важно понимать, что дерево — это живой организм и в его клетках содержится влага, пока оно живо. В целом, влажность свежесрубленного дерева равняется от 30 и выше процентов. Если мы хотим использовать древесину, то нам необходимо избавиться от излишней влаги. Какая же влага является лишней? Это зависит от того, для чего мы собираемся использовать доску или бревно, заготовленные для производства. Если дерево пойдет на изготовление изделий, где требуется высочайшая точность сборки (например, для производства музыкальных инструментов, спортивного инвентаря, паркета и некоторых видов мебели), то его влажность нужно снизить до 6-8 процентов. Если же вы просто подготавливаете пиломатериалы к дальней транспортировке, к примеру, на экспорт, то влажность достаточно снизить до 20 процентов.

Эта же древесина подойдет и для некоторых видов строений, для производства тары и других товаров. Остальные изделия требуют влажность древесины между этими двумя крайностями. Доски пола, обналичка, обшивочная доска могут иметь влажность в пределах 15 процентов. А оконные рамы, двери, элементы лестницы или декоративные изделия потребуют древесину от 8 до 15 процентов влажности.

Вернуться к оглавлению

Изготовление сушилки своими руками

Рассмотрим, наконец, постройку самой сушильной камеры. Для начала вам необходимо, помимо основных стройматериалов для изготовления помещения камеры, приобрести нагревательный прибор, вентилятор и хороший утеплитель.

Схема сушильной камеры.

Можно использовать уже готовое помещение для сооружения сушки, а можно построить его специально. Желательно, чтобы потолок и одна стена были сооружены из железобетона, в то время как остальные стены из дерева, которые позже необходимо укрыть теплоизоляционными материалами: сначала укрываем их плитами пенопласта, обшиваем вагонкой и затем покрываем все листами фольги. Следующим шагом необходимо установить какой-либо нагревательный прибор, допустим, радиатор отопления, в котором вода должна нагреваться до 65-90 градусов. Так как необходима непрерывность прогревания, то лучше сразу сделать систему отопления автономной, со своей печью и насосом для постоянной циркуляции теплоносителя. Совершенно необходим в сушильной камере и вентилятор, который, разгоняя воздух по помещению, должен обеспечить равномерность прогрева всего пространства сушки и уложенной древесины.

Заранее нужно продумать вопрос укладки древесного материала для сушки, то, как древесина будет завозиться в нее, будет ли она лежать посредине камеры или на специальных полках и т.д. Хорошими вариантами для погрузки дерева является тележка на рельсах или вилочный погрузчик. Озаботьтесь наличием приборов для регистрации влажности и температуры в сушильной камере, без них невозможен эффективный контроль над ее работой.

Схема температуры воздуха и влажности дерева в сушильной камере.

При строительстве учитывайте еще некоторые нюансы. В камере сушки не должна резко колебаться температура, обеспечьте все возможное, чтобы она менялась плавно. Иначе вы рискуете погубить все заложенные в сушку запасы дерева. Оно может пойти трещинами и покоробиться. Стоит помнить и о пожарной безопасности, ведь вы имеете дело с нагревательными приборами и большими запасами сухого дерева. Для этого держите в непосредственной близости огнетушитель. Разумеется, что-то из перечисленного можно заменить на имеющиеся в доме аналоги, в частности, радиатор водяного отопления можно заменить на электронагревательные приборы, вплоть до электроплиты с парой включенных конфорок. Только опять напоминаем вам о пожарной безопасности, будьте осторожны. Стены сушилки можно утеплять не только пенопластом, но и другими подходящими материалами, вплоть до той же древесной стружки, а фольгу может заменить пенофол, который неплохо способен отражать тепловое излучение обратно в камеру.

Главное при строительстве — добиться создания подходящих условий внутри камеры, а какой материал или технологии вы использовали, не критично. В такой домашней сушке пиломатериалы будут сохнуть примерно 1-2 недели.