Вакуумная сушка древесины в сушильных камерах: технология, особенности и способы

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.

Вакуумная сушка дерева

Такой вид сушки организовывается посредством испарения влаги из внутренней полости древесины. В силу природных условий, в процессе роста дерева, его внутренний обмен веществ производится путем циркуляции жидкости по всей длине ствола. Если дерево спилить, то данная циркуляция прекращается, влага начинает испаряться и соответственно, древесина сушится. Но если сушка протекает в природных условиях, то это занимает очень много времени, что при объеме расходов обработанной древесины человеком, не может обеспечить нужное количество готового материала. Для этих целей используется искусственное осушение, которое в разы ускоряет данный процесс, минимизирует поражение дерева грибком, практически исключает появление трещин и увеличивает срок службы пиломатериалов.

В зависимости от уровня влажности в древесине, она разделяется на несколько категорий, таких как:

• Мокрая. Относится к тому виду материалов, которые постоянно находятся в воде. Уровень влажности такого дерева является стопроцентным;
• Недавно срубленная. Степень влажности варьируется от 40 до 100%;
• Воздушно-сухая. Древесина, которая продолжительное время лежала на открытом воздухе, но под навесом. В ней влажность может составлять от 15 до 20%;
• Комнатно-сухая. Если дерево хранится в помещении, то здесь температурный режим зачастую один и тот же, что быстрее высушивает материал, создающий влажность на уровне 8-10 процентов;
• Полностью сухая. Отличается нулевым содержанием влаги, чего можно достигнуть только искусственной сушкой.

Для некоторых видов производств, важным фактором является гибкость древесины. Чем больше влажность, тем дерево легче поддается изгибу. В таком случае, перед вакуумной сушкой материалу необходимо придать нужную форму и в таком положении зафиксировать заготовку, после чего поместить ее в рабочую камеру.

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.

Что такое вакуумная сушка?

Данный вид сушки являет собой одну из разновидностей подобного рода технологий по обработке и консервации разного рода материалов, и пищевых продуктов. Характерной отличительной чертой такой технологии является простата использования сушки, эффективность обработки, низкая себестоимость самого процесса и скорость получения требуемого результата.

В основе принципа воздействия на обрабатываемый материал, при помощи вакуумной сушки лежит минимальный уровень температуры, который гораздо ниже точки кипения. Таким образом, при отсутствии теплового влияния на материал, которое может изменить структуру обрабатываемого сырья, из него удаляется лишняя влага, чем при термической сушке.

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.

Сушка древесины: вакуумный насос

Существует целый ряд особенностей, при проведении сушки древесины в условиях вакуума. Эти нюансы напрямую влияют на выбор подходящего вакуумного насоса, который полноценно обеспечит разрежение воздуха при требуемых обстоятельствах. Таким образом, применяются следующие типы вакуумных насосов:

• Винтовые вакуумные насосы. Данная технология позволяет сгенерировать достаточно высокую степень вакуума в течении одного цикла. Наиболее популярными отраслями, где используется такая техника, является химическая и фармацевтическая промышленности. Еще одним преимуществом считается хорошая стойкость агрегатов к влиянию повышенной влажности, а также отсутствие смазывающих веществ, исключающих загрязнение создаваемого вакуума отработанными газами. Винтовая технология также подразумевает наличие взрывозащищенных агрегатов. Они необходимы для процессов сушки, при проведении которых из обрабатываемого материала выделяются взрывоопасные пары.
• Водокольцевые вакуумные насосы. Широко используются на предприятиях, основной деятельностью которых, является производство и сушка керамики либо строительных материалов. Это обусловлено тем, что единственной рабочей жидкостью, используемой насосом, являются обычная вода.
• Ротационные вакуумные насосы. Благодаря своим технологическим особенностям, исключает попадание выделяемой влаги из материала в рабочую область насоса, что обеспечивает отсутствие контакта с уже выделенной влагой и осушаемым материалом. Такая концепция популярна на тех производствах, где сырье негативно реагирует на повторное воздействие влажности, теряя при этом свои функциональные характеристики.

Вышеперечисленные типы вакуумных насосов, применяются в таких видах обработки как:

• Изготовление порошкообразного молока;
• Осушение отводимых отходов в процессе обрабатывания сточных вод;
• Сушка дерева;
• Доведение до конечной кондиции и определенного уровня влажности синтетических гранул;
• Высушивание деталей и готовых продуктов из керамики;
• Сушка комплектующего оборудования и отдельных запасных частей.

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.

Принцип вакуумной сушки древесины

Процесс вакуумной сушки дерева включает в себя целый ряд этапов производства. Чтобы понять общую картину данной технологии, ниже подробно описан каждый из этапов:

1. В первую очередь необходимо загрузить обрабатываемое дерево в сушильную камеру. Для этого брус либо кругляк укладывают на специальные тележки слоями, перекладывая каждый слой алюминиевыми пластинами с нагревательными элементами;
2. Следующий шаг заключается в настройке аппаратуры, которая определяет необходимый уровень влажности в древесине на выходе. Для этого, в зависимости от дальнейшего использования материала и типа самой древесины выставляется необходимая температура и степень вакуума. На протяжении всей процедуры, уровень давления не изменяется, варьируется только градус нагрева;
3. Когда процедура запускается, давление в камере не создается, а происходит только прогрев пиломатериала. Такая технология требуется для исключения деформации доски;
4. После прогревания дерева до определенной температуры, запускается вакуумный насос, который откачивает весь воздух из внутреннего объема камеры. При достижении абсолютного вакуума влага из самой глубокой части дерева постепенно поднимается к его верхнему слою, что обеспечивает необходимый процесс увлажнения, во избежание брака готовой продукции. Благодаря этому отпадает необходимость в использовании дополнительных увлажнителей. После выхода жидкости практический на поверхность материала, под воздействием температуры она быстро испаряется и оседает на стенках сушильной камеры, откуда, в виде конденсата откачивается помпой. Испарение влаги в условиях вакуума происходит при температуре от +40 градусов, а максимальный порог на протяжении всего процесса сушки древесины не превышает +70 градусов.
5. Для дополнительного ускорения сушки, на внутренних стенках камеры расположены резиновые пласты, которые при создании вакуума начинают втягиваться во внутрь камеры, параллельно сдавливая дерево. Благодаря этому сушка сопровождается под дополнительным прессом;
6. Заключительный этап сушки состоит в понижении температуры обрабатываемого материала. Для того чтобы исключить его деформацию, отключают нагреватели, но оставляют поддержание вакуума. В таком положении дерево продолжает находиться под прессом и параллельно остывает. Когда температура пиломатериалов сравнивается с комнатной, вакуум отличают и достают готовый продукт из агрегата.

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.

Вакуумная сушильная камера своими руками

Содержание

Качественно высушенный пиломатериал всегда был залогом качества, долговечности и надежности любого сооружения, в котором древесина занимает значительную долю. Но получить его в естественных условиях сложно и при этом, чтобы она не испортилась. Время сушки в обычных атмосферных условиях может составлять составляет от 6 до 12 месяцев, в зависимости от температуры и влажности окружающей среды. В процессе естественной термообработки материал подвергается нежелательным деформациям, короблению и растрескиванию.

Чтобы повысить качество сушки пиломатериалов, было придумано много вариантов оборудования, часто пытаются сделать своими руками именно вакуумную сушильную камера для древесины– т.к. эта технология считается одной из самых эффективных. Но проблема в том, что самостоятельно изготовить такой агрегат довольно сложно. Все же находятся умельцы, которые из старых корпусов цистерн или утолщенной листовой стали изготавливают их. В основном это мини камеры с объемом загрузки от 5- 10 куб.

Что представляет вакуумная сушка древесины своими руками?

Вакуумная сушилка древесины своими руками вполне возможна, если у вас имеется в наличии корпус от ракеты, цистерны или любого другого подобного вида изделия, из которого можно изготовить оболочку для оборудования.

Основные элементы конструкции:

• корпус
• вакуумный насос
• нагревательные элементы ( калориферы, пластины, парогенератор, свч излучатели и т.д.)
• вагонетка для загрузки пиломатериала
• автоматика

Потребуется насос для откачки воздуха и создания вакуума. Прогревать же пиломатериал можно любым известным способом, которым может быть контактный метод, воздушно-газовый и водяной пар.

Вакуумная камера своими руками достаточно сложна устроена в технической части, потому что найти многие детали для ее изготовления будет достаточно трудно. А заказывать их специально равносильно заказу самой камеры. Поэтому прежде, чем начинать конструировать вакуумные сушильные камеры для древесины своими руками, следует поразмыслить, есть ли целесообразность или может лучше ее заказать у специализированной компании.

Термокамера для древесины своими руками — производство термодревесины

Технология термовакуумной камеры появилось еще с прошлого века. Термо сушилка имеет много общего с вакуумной камерой для сушки пиломатериалов.

Чтобы сделать вакуумную камеру для термодревесины нужно учесть технические особенности:

• Обработка древесины происходит под высокими температурами
• Корпус камеры должен выдерживать высокое давление

Эти 2 пункта важно учесть для безопасности работы персонала.

Важной задачей стоит выбор агента: масло или пар. Так же технические режимы. При неверных режимах термосушка проходит только на поверхности древесины при этом пиломатериал может не приобрести желанные свойства:

• изменение цвета на всю глубину
• огнестойкость
• повышенная стойкость к гниению

Сделать самодельную камеру для термодревесины как и саму термодревесину в домашних условиях сложная задача. Компетентных специалистов готовых делиться опытом вряд ли удастся найти на форумах, видео, либо где-то в сети. По существующим вопросам можно обратиться к производителям.

Вакуумные сушилки для древесины: своими руками или у профессионалов?

Наша компания занимается производством качественных и высокоэффективных сушильных камер вакуумного типа не первый год, поэтому готова предложить действительно надежный и практичный вариант.

Но если вам требуется вакуумная сушилка для древесины небольших размеров для термообработки мелких деталей и хотите вы еизготовить своими руками , то встает необходимость в чертеже. Чертежи на эту тему достаточно редкое явление, из тех что встречаются с малой вероятностью выйдет камера способная работать в производственных условиях.

Если все же вы собираетесь приобрести готовое оборудование, то самым эффективным вариантом являются камеры с контактной технологией прогрева пиломатериала по всей длине, процент брака при этом составляет менее 1, а время сушки до 6-8% влажности сосновой доски толщиной 30 мм составит всего около 60 часов.

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.