Оборудование для сушки пиломатериала

Древесина – гигроскопичный материал, который содержит влагу от природы и обладает способностью впитывать ее из атмосферы. Пиломатериалы поступают в продажу в двух видах: естественной влажности и просушенные. Разумеется, вторые – дороже, поэтому многие предприниматели, оборудуя лесопилку, задумываются о способах обезвоживания древесины.

Показатели влажности

По степени влажности выделяют следующие состояния дерева:

  • мокрое (100% влажность) – бревна, которые находились длительное время в воде (например, транспортировались сплавом);
  • свежесрубленное – влажность зависит от природных условий произрастания растения, и колеблется в пределах 50-100%;
  • воздушно-сухое – материал, который хранится на воздухе (под навесом), достигает параметров 12-20%;
  • комнатно-сухое (8-12%) – сушка в закрытом, отапливаемом и хорошо вентилируемом помещении;
  • сухое (влажность менее 8%) – подготовленное методом принудительного выделения влаги.

Почему так важна правильная сушка?

Доски естественной влажности больше высушенных по размеру, а стоят дешевле. Это потому, что производителями пиломатериалов закладывается допуск с расчетом будущей усушки и обрезки.

Нормативы влажности:

  • для строительных и столярных материалов – 10-18%. При изготовлении стройматериалов, производственная влажность древесины должна равняться или быть на 1,25-3,5% ниже эксплуатационной, чтобы избежать естественной усушки.
  • для мебельного производства – 8-10%.

Применение пиломатериала естественной влажности – грубейшее нарушение технологического процесса. Когда древесина высохнет естественным образом, она изменит показатели ширины, толщины и, соответственно, геометрию всего изделия.

Например, обрезная сосновая доска 50*150мм с естественной влажностью более 50% спустя пару месяцев будет иметь параметры 48 * 138 мм (при тангенциальном распиле) и 46*144 (при радиальном распиле). Даже если учесть, что длина изделия останется прежней (в среднем, отклонение не превышает 0,1%), итоговая разница катастрофична!

Способы профессиональной сушки дерева

1. Конвективная (камерная) сушка

Самый популярный вид сушильного оборудования – конвективные камеры. Около 80% производителей пользуется именно такими сушками.

Преимущества: простота в применении, высокая скорость испарения влаги, низкое напряжение в конечном продукте, высокий объем загрузки (до 1000 м 3 ).

В помещении устанавливаются системы приточно-вытяжной вентиляции и нагрева (обычно, калориферы). Параметры влажности измеряются психрометром и регулируются автоматически. В качестве топлива получения горячей воды или пара на малом производстве используются отходы древесного производства: щепа, горбыль, опилки. Электроэнергию и газ использовать выгодно только при больших объемах производства, иначе высокий расход и стоимость ресурсов существенно снизит себестоимость пиломатериала.

Центробежные или осевые (в зависимости от комплектации) вентиляторы обеспечивают равномерное распределение теплого воздуха и своевременный отвод лишней влаги для избегания коробления, растрескивания и получения древесины высшего качества в максимально короткий срок.

Цена – от 160 000 руб (в зависимости от комплектации и грузовместимости).

2. Атмосферная сушка

Естественный процесс испарения влаги из дерева, который требует минимум вложений, но максимум времени. Впрочем, древесина, обезвоженная методом атмосферной сушки, считается наиболее устойчивой к деформации. Чаще всего это происходит так: дерево, спиленное в начале зимы, распускается на доски и выдерживается под навесом до начала строительного сезона. За 4-6 месяцев пиломатериал успевает высушиться до 15-20% влажности.

Чтобы в процессе сушки избежать деформации досок, необходимы следующие условия:

  • укладка штабелированием на горизонтальную ровную поверхность;
  • для защиты от лишней влаги между рядами штабелей и на участке, где предполагается сушка, укладывается гидроизоляция;
  • чтобы доски хорошо продувались, штабель устанавливают на бетонные блоки и прокладывают брусом или необрезными досками одинаковой толщины (см. рисунок ниже);
  • штабели укладываются с равными промежутками и соблюдением параллельности;
  • обязательное условие для предупреждения деформации – равномерная нагрузка, которую осуществляют с помощью клиньев или прижимных тяжей (см. рисунок ниже);
  • готовый штабель защищается от атмосферного воздействия, накрывается профилем или шифером.При таком обустройстве сушилки, обрезная доска достигнет 12-18% показателей влажности за 4-5 месяцев. Скорость и качество обезвоживания зависит от климата, количества влаги в атмосфере и толщины доски. Правила атмосферной сушки регламентируются ГОСТом 2808.1-80 для пиломатериалов из хвойных пород и ГОСТом 7319-80 — для лиственных.

Рис. Схема обустройства сушилки на воздухе

Рис. Нагрузка с помощью клиньев

Основные недостатки: конструкция занимает много места, процесс сушки неконтролируем, и в районах с повышенной влажностью высок риск поражения пиломатериала грибком. Для такой местности рекомендуется предварительная обработка досок антисептиком.

Читайте также:  Горячее цинкование кузова автомобиля

3. Вакуумная сушилка

Используется для сушки дерева крупного сечения, лиственных твердых пород (например, дуба), ценной древесины, которая подвержена растрескиванию. Сушилка представляет собой герметичную камеру из нержавейки, в которую укладываются доски между алюминиевых нагревательных пластин. Верх камеры закрывается эластичным резиновым покрытием, прикрепленным к металлической раме.

По пластинам беспрерывно циркулирует горячая вода, которая нагревается внешним бойлером. Вакуум внутри камеры обеспечивается с помощью помпы, которая выкачивает влагу из помещения.

Рис. Схема работы вакуумной камеры

Для управления процессами внутри камеры используется микропроцессор. Для каждого сорта древесины оператор устанавливает свой уровень вакуума и температуру нагрева пластин. Например, буковая доска толщиной в 32 мм достигает 8% влажности за 29 ч. А сосновая с толщиной в 25 мм – за 17 ч. Поэтому основной плюс вакуумной сушки – быстрота обработки материалов.

Недостатки: малая вместимость камер (до 10 м 3 ), большие энергозатраты, высокое внутреннее напряжение из-за неравномерного распределения по толщине материала конечной влажности. Эти недостатки устранены в новых вакуумных моделях, где сушение осуществляется при помощи горячего пара.

Но цена таких камер высока: 250 000 руб при объеме загрузки в 1 м 3 .

4. СВЧ сушилка

Суть «микроволнового» метода: древесина напитывается влагой, которая затем испаряется на уровне клеточных структур. Обезвоживание древесины производится токами высокой частоты – 915-2500 МГц.

Электромагнитное поле воздействует на уложенные в штабеля пиломатериалы в пространстве металлической камеры. Нагрев древесины происходит на уровне 50-60градусов, поэтому считается приближенным к естественным условиям.

Основный плюсы:

  • мобильность;
  • компактные размеры;
  • скорость сушки на 30% выше чем у конвективных камер, при сравнительно низких затратах энергии (для сушки 1м 3 сосны – 550 кВт/ч, дуба – 2000 кВт/час).

Недостатки:

  • малые объемы загрузки (до 4,5 м 3 для твердых лиственных пород и до 7 м 3 — хвойных);
  • высокая цена магнетронных генераторов при достаточно малом ресурсе их работы (не более 650 ч);
  • неравномерность просушки;
  • возможность возгорания материала внутри камеры – СВЧ-способ достаточно новый, и режимы сушки еще не отработаны.

5. Сушка конденсационным способом

Инновационное оборудование, не имеющее аналогов в отечественном производстве сушильных камер (из импортных изготовителей на рынке представлены марки Nardi, Vanicek, Hildebrand-Brunner).

Обезвоживание пиломатериалов осуществляется методом замкнутого цикла – без доступа воздуха извне.

Воздух внутри камеры насыщается влагой, испаренной из дерева, омывает поверхность фреонового охладителя, и его температура падает ниже точки росы. Влага конденсируется, а выделенное тепло расходуется на подогрев сушильного агента.

Рис. Принцип работы оборудования с конденсационной технологией сушки

Основное преимущество: энергопотребление в 3 раза меньше по сравнению с сушилками периодического действия (до 0,5 кВт/ч на 1л испаренной воды). Такие камеры применяются в случаях, когда электроэнергия – единственный доступный или наиболее дешевый вид теплоносителя.

Недостатки: небольшая производительность, продолжительность процесса сушки в 2-3 раза дольше, чем в камерном оборудовании.

Выбор подходящего для сушки древесины способа и оборудования рассматривается индивидуально для каждого бизнеса, поскольку зависит от ряда факторов:

  • климатических условий местности;
  • размеров производственной площади;
  • ассортимента сырья и выпускаемых пиломатериалов;
  • стоимости энергоносителей, инвестиционных возможностей потенциального потребителя и т.д.

Полезные материалы по теме:

Наша компания имеет собственный конструкторский отдел, включающий в себя инженеров – конструкторов, разработчиков программного обеспечения, автоматики, электрики. Так же компания имеет собственную монтажную группу, производящих сборку, установку, модернизацию оборудования.

Электрические сушильные камеры ПКИ 6 – 24 м 3 Россия

Мобильная термодинамическая сушильная камера. Не требует традиционных энергоносителей. Принцип естественной циркуляции.

Сушильные камеры СКИ с водяным/паровым/электрическим обогревом до 15 м 3 Россия

Мобильные конвективные сушильные камеры, имеют горизонтально-поперечную схему циркуляции, реверсивную с осевым вентилятором.

Сушильная камера СКИ-ДУО до 35 м 3 Россия

Сушильные камеры серии СКИ-ДУО предназначены для единовременной сушки до 2 пачек длиной 6 метров и до 4 пачек длиной 3 метра.

Сушильные камеры ТДК2 Россия

Мобильная. Принцип естественной циркуляции. Нагревательные элементы – биметаллические теплообменники.

Сушильные камеры для древесины с возможностью проведения фитосанитарной обработки по стандарту ISPM-15 Россия

ООО ПК Ижора производит сушильные камеры для пиломатериалов с возможностью установки оборудования для проведения фитосанитарной обработки по стандарту ISPM-15.

Проектирование

Мы готовы спроектировать сушильную камеру индивидуально для Вас, с учетом Ваших потребностей и целей: от маленьких камер до больших сушильных установок.

Продукцию из дерева, отвечающую современным требованиям, можно получить только из специально отобранного и подготовленного сырья. Показатель влажности становится в этой ситуации решающим. Довести натуральный материал до нужных кондиций естественным методом долго. В зависимости от породы на это может уйти до нескольких до нескольких десятков лет. Если же используется сушильная камера для древесины, то время существенно сокращается. Крупные производственные объединения давно используют такое оборудование для пиломатериалов.

Читайте также:  Чем расширить отверстие в металле

Для мелких компаний, индивидуальных предпринимателей и домашних умельцев этот вопрос становится актуальным, поскольку доски, брус естественной влажности существенно дешевле, но для производства качественной продукции он не годиться. Ждать, пока древесина высохнет естественным образом, слишком долго. При выборе способа принудительной качественной сушки встает вопрос, приобрести уже готовые камеры или сделать их своими руками. Но прежде всего, необходимо понимать теорию, принципы и особенности этой операции.

Технология сушки древесины

Опыт показал, что процесс удаления влаги из пиломатериалов будет эффективен при соблюдении общих правил. Определяются они следующими критериями:

  • Сушильные камеры должны отвечать нормам по производительности и безопасности;
  • Строгое выполнение режимов сушки;
  • Правильная укладка и фиксация заготовок, исключающая коробление, растрескивание;
  • Контроль на всех этапах операции, от подготовки сырья до выгрузки древесины из камеры.

Если сушилка для древесины сделана своими руками, то следует провести тестовую сушку на соответствие отраслевым нормам. Это даст возможность корректировать режим операции для конкретного устройства. Базовыми параметрами считаются исходная влажность древесины, толщина бруса, доски, порода. Согласно правилам проведения процедуры определяется скорость сушки. Отклонения нежелательны. Форсирование операции путем повышения температуры приведет к изменениям цвета массива, ухудшению эксплуатационных качеств.

Характерной ошибкой считается неправильная укладка пиломатериалов. Находясь в камере для сушки древесины, заготовки подвергаются структурным изменениям и возникают сильные внутренние напряжения. При укладке необходимо принудительно закреплять материал. Доски выкладываются плотно к основанию и прокладкам между ними для свободного движения воздуха. Исключаются перекосы и отклонения от ровной плоскости каждой заготовки. В противном случае сушка древесины может безнадежно испортить пиломатериалы. Качественная продукция уже не получится.

Принудительная подача воздуха значительно ускоряет процесс. Технологию сушки разрабатывали несколько поколений мастеров, и накопленный опыт показывает, что пренебрежение правилами становится причиной излишних расходов, удорожания конечного продукта и снижение его качества.

Влажность древесины

Для определения режима обработки необходимо проверить пиломатериалы по основным показателям. К таким относятся порода, толщина доски и влажность. Свежий лес высушивать сложнее. Кроме высокой влажности у хвойных пород происходит выделение смолы и значительный коэффициент усадки. В таких случаях операцию проводят в два этапа с разными режимами. Предварительная сушка до 20%, затем последующая до нужного значения, обычно 8-12%. Столько влаги в процессе изготовления изделия считается допустимой нормой.

Доводить заготовку до меньших значений влажности нельзя, за исключением особых случаев подготовки древесины со специальными качествами. Пересушенное дерево начинает впитывать влагу из воздуха, изделие набухает, изменяет свою геометрию вплоть до частичного или полного разрушения готовой конструкции. Рекомендовано прекращать процесс по достижении рекомендованных значений. Сушилка древесины обязательно оборудуется приборами контроля влажности.

Для чего нужна сушка

При выполнении строительных работ и на мебельном производстве в проектно-сметной документации указывается допустимая влажность древесины. Доводится сырье до нужной кондиции в сушильных камерах различных конструкций. Для отдельных операций в строительстве допускается влажность 20%. Мебель же производят из массива 8-10%. Значения определены с учетом возможных изменений структуры и геометрии в процессе дальнейшей эксплуатации. Не доведенные до нужных характеристик способом сушки заготовки не могут использоваться в производстве.

Продукция из дерева в большинстве случаев используется внутри помещений, где влажность меньшая, чем естественная под открытым небом. Неизбежны существенные изменения размеров и возникновение напряжений в изделии вследствие усыхания. Появившиеся трещины, коробление ухудшают внешний вид и эксплуатационные характеристики готового изделия. Естественным способом удалить влагу в промышленных масштабах не рентабельно, поскольку заготавливать сырье придется за несколько лет до его использования. Только сушилка для досок и других пиломатериалов способно быстро и качественно удалить излишки влаги и сделать материал пригодным для выпуска качественной продукции.

Режимы сушки

Эффективность сушки напрямую зависит от состава воздуха, его влажности и температуры. Экспериментировать со временем и температурой не имея опыта, не стоит, можно испортить заготовки. Ориентиром могут послужить следующие значения нормального режима сушки для доски 40-50 мм в камере конвективного типа:

  • Бук, клен, лиственница. Температура 60°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 130 часов, при 20-25% — около 40 часов;
  • Дуб, ясень, орех. Температура 50°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 255 часов, при 20-25% — 95-100 часов;
  • Ольха, береза. Температура 60-65°С. Время сушки при влажности > 35% не менее 90 часов, при 20-25% — 30-40 часов;
  • Сосна, кедр, ель, пихта. Температура 70°С. Время сушки при влажности > 35% около 70 часов, при 20-25% — не менее 30 часов.

Предварительную сушку древесины с избыточной влажностью более 60% проводят в форсированном режиме, повышая температуру на 10-20 %. Лиственные допускается сушить при более высоких температурах, нежели хвойные.

Сушильная камера своими руками

Если решено, что делается сушилка своими руками, то следует знать основные элементы конструкции, их назначение и способы монтажа или строительства. Используется при этом только те материалы, которые способны выдержать предстоящие нагрузки. Применять обычные стройматериалы нельзя. Сушильные камеры для пиломатериалов состоят из следующих элементов:

  1. Помещение, оборудованное системой теплоизоляции;
  2. Источники тепла;
  3. Система принудительной подачи воздуха к обрабатываемому материалу;
  4. Оборудование для укладки заготовок;
  5. Система отгрузки и загрузки;
  6. Приборы, инструменты для контроля влажности и температуры.
Читайте также:  Количество лимонной кислоты для чистки стиральной машины

В качестве источников тепла применяются различные приборы. Электрические нагревательные элементы, которые потребляют значительное количество энергии. Эффективнее считаются газовые горелки. Иногда монтируется котельное оборудование, которое имеет высокие показатели эффективности. Самостоятельно легче всего сделать сушильные камеры для пиломатериалов конвективного типа. Самостоятельно собрать аэродинамическую или СВЧ конструкцию сложно без определенных знаний и навыков.

Подбор помещения

Правильный выбор места для сушки станет гарантией эффективности конструкции. Использовать можно как уже имеющееся помещение, так и возведенное специально для этой цели строение. Отвечать оно должно следующим условиям:

  • Теплоизоляция. Разница температур внутри и снаружи сушилки существенна, и чтобы ее поддерживать на нужном уровне включаются обогревательные приборы. В идеале стены и изоляция утеплителем должны иметь аналогичные с жилым домом показатели по энергоэффективности. Теплоизоляционный слой делают на стены, пол, потолок. В этом случае нагревательные приборы включаются на короткий срок при критических падениях температуры, а в остальное время они находятся в отключенном состоянии, что существенно экономит потребление энергии;
  • Вентиляция или осушение воздуха при конвекции по внутреннему контуру. Своевременное удаление влаги станет залогом сокращения времени сушки, поэтому в помещении необходима эффективная вентиляция или сбор конденсата на холодный теплообменник. При проектировании сушилки на этот аспект следует акцентировать внимание;
  • Безопасность. Электрическая схема, приборы и механизмы вбираются из образцов, предназначенных для эксплуатации при повышенной влажности и температуре, например из оборудования для строительства саун, бань. Требования пожарной безопасности, охраны здоровья и жизни человека должны стать приоритетными.

Сам принцип работы камеры для древесины не сложен. Но реализовать его можно только в подходящем для этого помещении. Затраты на возведение, переоборудование камеры разовые. Если выполнены все требования, то в дальнейшей работе сушилка при минимальных расходах на энергоноситель и обслуживание способна выдавать нужный объем просушенной древесины в заявленный срок с желаемым процентом влажности.

Строительство и установка оборудования сушильной камеры

В продаже есть готовые камеры с отличными эксплуатационными характеристиками, однако их стоимость может не окупиться и за многие годы при небольших объемах производства. Выбор небольших компаний, индивидуальных предпринимателей часто падает на самостоятельное строительство нужной конструкции. Схема сушильной камеры конвективного типа проста. Можно использовать уже имеющееся помещение, строение, которое оборудуется нужными для решения задачи устройствами, приборами и механизмами.

Следует помнить, что подключение газового оборудования должны осуществлять уполномоченные организации. Электрическую схему проектирует квалифицированный электрик с учетом использования оборудования при повышенной температуре внутри камеры. Приборы, кабели, вентиляторы, источники освещение вбираются с маркировкой, указывающей на соответствующий температурный и влажностный режим эксплуатации. Помещение относится к категории с повышенной пожарной опасностью. Системы огнетушения предусматриваются на проектной стадии во избежание проблем с надзорными органами. Проектная мощность согласуется с возможностями подачи ресурса. В некоторых районах имеются ограничения по доставке газа, электроэнергии.

Оборудование


Набор оборудования небольшой, но требует тщательного выбора при покупке. Устройство сушильной камеры кроме стандартного комплекта из нагревательного элемента, системы принудительной подачи воздуха могут дополнительно оснащаться приборами, повышающими производительность, системами автоматизации. Датчики температуры, включенные в схему, могут своевременно включать или выключать источник тепла, без участия человека. В оборудование для сушильных камер включают устройство сбора и удаления конденсата. Высокой температуры не достаточно для быстрого удаления влаги, если в воздухе она находится в избыточном количестве. Холодный контур эффективно улавливает на поверхности частички воды и его рекомендуется устанавливать для повышения производительности. Улучшает показатели и предварительный прогрев поступающего воздуха, который не охлаждает обрабатываемые пиломатериалы, тем самым сокращая время сушки.

Эксплуатация сушильной камеры


Обслуживание конструкции, когда она собрана правильно не представляется сложным процессом. Сушильные камеры не рекомендуется использовать для хранения, даже временного любым посторонних предметов, товаров. Поддерживается внутри помещения чистота. Регулярная уборка обязательна. Удаление пыли, грязи, опилок необходимо, поскольку достаточно мощная конвекция воздуха внутри камеры неизбежно приведет к попаданию посторонних веществ на источники тепла, что уменьшит их производительность, а в случае использования электрических, газовых нагревательных элементов к опасности возгорания. Проводится регулярных осмотр всех элементов конструкции: теплоизоляции, вентиляции, источников тепла.