СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ

Проблема выбора типа сушильных камер хорошо знакома инженерно-техническим работникам деревообрабатывающих предприятий. Ее решение — это целый комплекс задач, связанных с производственными вопросами предприятия, конъюнктурой рынка, а также с эффективностью  капиталовложений и скорейшей их окупаемостью. Необходимо учесть все и выбрать оптимальный вариант.

Попытаемся свести воедино общие положения, отражающие современные подходы к оценке сушильной техники.

Начинать следует с определения потребности в объемах высушенных пиломатериалов в течение года, квартала, месяца. При этом должна быть определена спецификация пиломатериалов, подлежащих сушке, а именно: породы древесины; размеры поперечного сечения (толщина, ширина); длина или разброс длин для партий, неоднородных по длине; назначение пиломатериалов, или категория качества, и связанная с ним конечная влажность.

Выбор типа сушильных камер в значительной степени определяется этой спецификацией. В настоящий момент на рынке представлены камеры периодического и непрерывного действия (туннели). Последние применяют для массовой сушки большого количества однородного материала до транспортной влажности (18-22%). Установка камер подобного типа будет оправдана в том случае, если предполагается сушить пиломатериалы, отправляемые на экспорт, с использованием мягких режимов в избежание изменения цвета. Для сушки пиломатериалов до эксплуатационной влажности (6-10%) и, в особенности трудносохнущих пород (дуб, бук, лиственница и т.д.) камеры непрерывного действия лучше не применять. Вследствие некоторых особенностей конструкции (отсутствия реверса циркуляции, сложностей с поддержанием  режима сушки по длине камеры и т.д.) в этих камерах качество сушки материала будет не выше III категории. Причем практика показывает, что чем ниже конечная влажность, тем выше процент брака.

Поэтому очевиден вывод: для высококачественной сушки пиломатериалов до эксплуатационной влажности следует применять камеры периодического действия. Это справедливо в первую очередь для пиломатериалов крупных поперечных сечений (брусьев) и трудно сохнущих пород. Такие сортименты необходимо сушить в конвективных камерах с малой скоростью сушки, поддерживая сравнительно мягкий режим. В противном случае неизбежен большой процент брака.

Малопроизводительный процесс, как правило, неэффективен и требует при большом объеме сушки большего числа камер. В ряде случаев эффективнее будет применять другие способы сушки (не конвективные): это различные варианты вакуумного, а также диэлектрического способа сушки с использованием токов высокой частоты и микроволновой энергии (СВЧ), а также их комбинаций. Применение вакуумной сушки позволяет сократить продолжительность сушки дуба (толщиной 50 мм) в пять и более раз при сохранении качества. При СВЧ-сушке экономия времени  еще больше – почти в двадцать раз. Однако установки диэлектрического нагрева дороги, имеют повышенный расход электроэнергии СВЧ-камеры и расходы на их эксплуатацию весьма существенны.

Сегодня мы хотим рассказать о современной технологии вакуумной сушки.

Технология вакуумной сушки привлекательна, прежде всего, тем, что она предоставляет реальную возможность значительно сократить продолжительность сушки при сохранении качества высушенных пиломатериалов, а в ряде случаев – повысить его. Известно, что возможности конвективной сушки в этом смысле исчерпаны. На сегодняшний день существует несколько технологий вакуумной сушки. Но для начала о том, что представляет собой процесс сушки в вакууме с точки зрения физики.

Создание вакуума в среде, где происходит высушивание материалов, существенно изменяет физический характер протекания тепло-массообменных процессов при сушки. Основным параметром, характеризующим глубину вакуума, является давление в сушильной среде,  именно этот параметр определяет условия и процессы, протекающей в ней. Наиболее важное следствие снижения давления среды состоит в понижении температуры кипения воды и насыщенного водяного пара. Основные процессы, определяющие кинетику сушки пиломатериалов, связаны  с движением влаги в жидком или парообразном состоянии внутри материала, с испарением с поверхности материала и с диффузией пара в окружающую среду.

С уменьшением давления при удалении части паровоздушной смеси из камеры уменьшается количество молекул, увеличивается длина их свободного пробега. Эта величина значительно превосходит в вакуумной среде средний размер микрокапилляров. В этом случае принципиально меняется характер молекулярного движения пара в порах древесины, возникает явление эффузии (Кнудсеновский поток). Плотность потока увеличивается в десятки раз. Кроме того, при температуре древесины, большей температуры кипения при данном давлении среды (tдр>tкип), возникает избыточное давление пара внутри материала, что существенно ускоряет движение влаги из центра к поверхности древесины. Снижение давления среды в 12 раз увеличивает скорость движения влаги в древесине в 4,7 раза.

Названные явления при сушке в вакууме позволяют получить определенный эффект при сушке пило - и лесоматериалов по сравнению с традиционной конвективной сушкой. Энергетическая эффективность процесса зависит, однако от подвода тепла к материалу и проведения оптимального режима сушки. Именно этому обстоятельству мы обязаны созданием достаточно широкого ассортимента способов вакуумной сушки древесных материалов, большой разновидностью вакуумных технологий и оборудования для их реализации.