Сушильная камера для древесины

Монтаж сушилки для пиломатериала и подготовка к работе.


Как уже говорилось ранее, монтаж инфракрасной сушилки для пиломатериалов не занимает большого количества времени, но при этом является сложным комплексом оборудования, для монтажа которого необходимы квалифицированные специалисты. Весь процесс управляется автоматически, но при этом требует определённого порядка в подготовке к работе.

В начале работы необходимо проверить исправность электрической цепи нагревателей, это производится с помощью омметра, после необходимо проверить целостность внешней оболочки нагревателя. На поверхности не должно быть изломов царапин или прогаров.

Работы по подключению нагревателя необходимо производить при отключенной сети. Перед включением сушилки, кассеты должны быть расположены в определённой последовательности, в штабеле, который подготовлен для сушки пиломатериала. C видео инструкцией по изготовлению одного из вариантов конструкции оболочки штабеля вы можете ознакомиться у нас на сайте.

Как происходит процесс сушки

До начала работы по тому или иному режиму пиломатериалы нужно прогреть паром, подающимся посредством увлажнительных труб при работающих вентиляторах, закрытых вытяжных каналах и обогревательных приборах.

Обязательно проведите расчет камеры для пиломатериалов. Температура сушильного агента в начале прогрева должна быть на 5 градусов выше первой ступени режима, но не выше 100 градусов. Уровень насыщенности среды для материала с начальной влажностью от 25% составляет 0,98−1, а если влажность ниже этого показателя, то 0,9−0,92 соответственно.

Продолжительность начального периода зависит от породы дерева. Для хвойных он составляет до 1,5 часов на каждый сантиметр толщины. Для мягких лиственных пород он будет больше на 25 процентов, а для твердых лиственных — наполовину больше по сравнению с хвойными породами.

После предварительного прогрева нужно довести показатели сушильного агента до первой ступени рабочего режима. Тогда включается непосредственно сушка с соблюдением выбранного режима. Влажность и температуру можно регулировать с помощью вентилей на паропроводах или шиберов приточно-вытяжных каналов.

При работе инфракрасной сушилки в материалах проявляются остаточные напряжения, которые можно удалить посредством промежуточной и конечной влаго- и теплообработки в среде повышенной влажности и температуры. Обрабатывать нужно те пиломатериалы, которые сушатся до эксплуатационных показателей и затем нуждаются в механической обработке.

Промежуточную влаготеплообработку нужно выполнять в процессе перехода со второй ступени на третью или же с 1 на 2 при использовании высокой температуры. Такой обработке подвергаются хвойные породы 60 мм в толщину или лиственные с толщиной от 30 мм. Температура среды должна быть больше на 8 градусов по сравнению со второй ступенью, но не больше 100 градусов при условии насыщенности 0,95−0,97.

Когда достигается конечная средняя влажность материала, можно выполнять конечную влаготеплообработку. Она проводится при температуре на 8 градусов выше предыдущей ступени, но не выше 100 градусов. Далее, дерево нужно продержать в камере еще 2−3 часа при параметрах последней ступени режима и только потом остановить работу.

Теоретические аспекты

Влага в дереве

Перед тем как приступать к конструированию сушилки, нам необходимо понять, зачем она нужна

Как следует из названия, подобные устройства предназначены для удаления из древесины излишков жидкости, и здесь стоит уделить внимание теории

Разница между типами влаги

Вся влага в древесине делится на две группы:

  • свободная — находится в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Содержание свободной влаги в первую очередь определяется условиями, в которых росло дерево, а также условиями хранения спиленных заготовок. При высушивании свободная влага выходит из древесины довольно быстро;
  • связанная (структурная) – жидкость, входящая в состав клеточных стенок. Для каждой породы дерева в норме характерен свой уровень содержания структурой влаги. При этом удаление связанной жидкости происходит очень медленно, потому в естественных условиях сушка может занимать от нескольких месяцев до нескольких лет.

Зависимость деформации от типа доски

Как правило, предел насыщения древесины влагой находится на уровне 30%. Дерево с большей влажностью считается сырым и для работы практически никогда не используется.

Показатели влажности для разного материала отличаются:

МатериалСодержание влаги, %
Пиломатериалы, транспортируемые на дальние расстояния (т.н. транспортная влажность)18 — 22
Погонажная продукция (половая доска, обшивка пола, террасная доска)15 — 17
Изделия из цельной или клееной древесины8 — 15
Мебель6 – 10
Заготовки для высокоточных соединений (паркет, спортинвентарь, музыкальные инструменты)6 — 8

Зачем необходима сушка

Итак, с самой влагой мы разобрались, теперь давайте проанализируем, зачем нам необходимо снижать ее содержание в деревянных заготовках.

Растрескивание вдоль волокон

  1. При удалении влаги естественным путем изменяется конфигурация древесных волокон, за счет чего происходит уменьшение размеров доски – она «усыхает».
  2. При этом заготовка теряет влагу неравномерно, потому деформация также может происходить в разных плоскостях с разной скоростью.
  3. За счет этого внутри древесины формируются линии напряжения, которые в дальнейшем дают начало трещинам.

Деформация пиломатериала дугой и «пропеллером»

  1. Кроме растрескивания возможна также поперечная деформация доски: деталь либо выгибается дугой, либо за счет неравномерного поднятия краев формируется так называемый «пропеллер». Объясняется такое поведение просто: не все волокна высыхают одновременно, а значит, их длина уменьшается также по-разному.

Как видите, если использовать для постройки сооружений или изготовления различных конструкции древесину с высоким содержанием влаги, со временем отдельные детали могут прийти в негодность. Избежать этого можно одним способом – до начала работы подготовить сырье, высушив его тем или иным способом.

Режимы сушки

Использование сушильных камер позволяет существенно сократить время, которое требуется на подготовку пиломатериалов к работе. При этом, контролируя режим обезвоживания, мы можем управлять эксплуатационными свойствами получаемого материала. На сегодняшний день специалисты выделяют три режима сушки:

Интенсивная сушка обычно применяется на деревообрабатывающих предприятиях

РежимОсобенности
МягкийТемпература в камере поднимается постепенно, за счет чего сохраняется не только естественная прочность древесины, но и ее цвет.

При этом скорость обезвоживания сырья несколько снижается.

СтандартныйИспользуется для доведения материала до конечной влажности с практически полным сохранением прочности.

При этом возможно незначительное изменение оттенка.

ФорсированныйФорсированная сушка применяется для максимально быстрой подготовки пиломатериала к работе. После высокотемпературной обработки сохраняется прочность на изгиб, сжатие и растяжение, но может несколько снизиться прочность на раскалывание.

Также возможно потемнение древесины и появление характерного запаха.

Виды сушки

Высушивание своими руками древесины внутри камеры бывает двух видов:

Высокотемпературный процесс обработки выполняется в два этапа. Переход ко второй стадии наступает, когда влажность заготовки снижается до 20 процентов. Данная технология актуальна при применении древесины в качестве материалов для возведения второстепенных конструкций.

Низкотемпературный режим делится на три категории.

  1. Мягкая сушка. Здесь пиломатериалы сохраняют свои характеристики, свойства. Потому изменений цвета или параметров прочности изделия не наблюдается.
  2. Нормальная сушка. Цвет может меняться, но незначительно. Параметры прочности несколько снижаются.
  3. Форсированная сушка. Выполняя раскалывание или скалывание сырья, высушенного в форсированном режиме, оно может становиться хрупким. Также меняется цвет, древесина становится темной.

Источники тепла

Сушильные камеры могут использовать разные источники тепла, задача которых заключается в достижении нужного уровня влажности пиломатериала.

  • Дым;
  • Подогретый пал;
  • Лучистые излучатели;
  • Подогретые стеллажи;
  • Электрический ток;
  • Высокочастотное электромагнитное поле.

Конструктивная камера обязательно включает три компонента:

  • Система вентиляции и вытяжки;
  • Теплосберегательный узел;
  • Система увлажнения.

Сушилки

Сушилки отличаются между собой способами движения воздуха внутри камеры. На основе этого параметра выделяют следующие разновидности:

  • Системы с естественным перемещением воздуха;
  • Сушильные системы, где используется принудительный принцип воздухообмена.

Построить своими руками проще систему, где используется естественный воздухообмен. При этом показатели ее эффективности значительно уступают принудительной циркуляции воздуха. По этой причине все реже встречаются камеры естественного типа.

https://youtube.com/watch?v=-wiwLlEaaog

Сушилки различают по принципу их действия

Это одна из основных характеристик, на которую следует обращать внимание при выборе сушильного оборудования или проектировании сушильной камеры для ее строительства своими руками

  1. Конвективные камеры. Внутри них пиломатериалы обдуваются за счет потоков горячего воздуха. Передача тепла осуществляется конвекционным методом. Такие сушилки делятся на камерные и туннельные. Туннельная камера предполагает загрузку древесины с одного конца и ее выгрузку с другого. Постепенно, перемещаясь на сушилке, материал приобретает необходимые характеристики и параметры влажности. Цикл сушки в туннельных камерах составляет 4-12 часов, применяются на крупных лесопильных производствах. Камерный тип сушилок отличается компактностью, внутри них поддерживается равномерный микроклимат по всему объему камеры. Подобные конструкции позволяют достичь нужных характеристик пиломатериалам различного типа. Это привело к тому, что подавляющее большинство производств, которые занимаются работой с древесиной, применяют именно камерное оборудование.
  2. Конденсационные камеры. Здесь влага, которая выделяется из пиломатериалов, оседает на охладителе, после чего накапливается внутри специальной емкости и выводится наружу. Подобные сушильные устройства отличаются повышенным коэффициентом полезного действия. Одновременно с этим процесс подготовки древесины занимает достаточно много времени и наблюдаются внушительные тепловые потери. Лучше всего конденсационная технология показывает себя при подготовке небольших партий древесины, которая отличается повышенной твердостью. Стоимость самого оборудования и себестоимость эксплуатации конденсационных камер делает его предпочтительнее по сравнению с конвективными агрегатами.

Выбор оборудования для сушки древесины — вопрос достаточно серьезный, требующий детального изучения технических характеристик самих камер и особенностей процесса подготовки пиломатериалов к их дальнейшей обработке. Потому при возникновении вопросов рекомендуем посоветоваться со специалистами.

Иногда изготовление сушилки своими руками предпочтительнее покупки заводского оборудования. Но если вы решите собрать устройство своими руками, четко придерживайтесь технологии изготовления. Нарушение рекомендаций может повлечь за собой неприятные последствия для древесины и вложенных в изготовление оборудования средств.

Советы от меня или как сушить доску без брака

Чтобы получить высушенный материал высокого качество, необходимо строго соблюдать процесс и выдерживать необходимые режимы сушки. А чтобы выдерживать и контролировать этот процесс нужно знать все необходимые параметры по температуре и влажности внутри камеры. Исходя из этих данных автоматика или человек принимает решения влияющие на конечный результат. Поэтому часть моих советов касается именно проблемы измерения влажности, но не в камере, а в самой древесине.

  1. В качестве датчиков температуры и влажности лучше всего использовать психрометры;
  2. Электроды при измерении влажности древесины должны быть по длине не менее половины толщины доски, т.к. максимальная влажности именно в сердцевине пиломатериала.
  3. Для замера влажности рекомендую использовать 1 датчик на 10 куб. метров древесины.
  4. Часто даже с одной партии доски разбег по влажности может достаточно велик. И датчики в таком случае надо ставить к доскам с наивысшей влажностью, к примеру, к заболонным и смолянистым.
  5. При укладке досок в штабель необходимо применять строганные прокладки и укладывать их строго одна над другой по вертикали. Толщина досок же должна быть одинаковая в одном ряду по горизонтали. По моим наблюдениям, шероховатость поверхности междурядных прокладок напрямую влияет на образование как внутренних так и внешних трещин на досках. Если же междурядные прокладки неровные, то ее выступы препятствуют смещению при усушке и в результате образуются напряжения в доске.
  6. В вашей камере герметизация ворот должна быть выполнена очень качественно, резиновые уплотнители должны быть стойки к экстремальным температурам и не выходить из строя с годами эксплуатации. Во избежании потери тплоизоляционных качеств, утеплитель должен быть выложен в ячейках так, чтобы не проседал со временем (шаг ячеек должен быть частым, а утеплитель не из дешевых китайских).
  7. После сушки убирайте опилки и подметайте пол в камере. Иначе со временем радиаторы ваши забьются пылью и мелкими древесными отходами, что потом скажется на их теплоотдачи и приведет к увеличению времени сушки, а также повлияет на ее качество.
  8. Для лучшей циркуляции прокладок, размеры пиломатериала должны быть примерно одинаковыми.
  9. В процессе сушки хвойных пород дерева можно получать скипидар. Температура его испарения – 34 °С,  но для его получения нужен конденсатор. В полученном конденсате, точнее в воде, он будет на поверхности. Вода в итоге сливается, а скипидар через трубку сверху перекачивается в емкость. Скипидар получается высококачественный, с 1 куб. метра его можно получить более 1 литра. Вот и снижение затрат на эксплуатацию сушилки.
  10. Если вы владелец деревообрабатывающего предприятия, то экономически целесообразно использовать теплоту от сжигания отходов деревообработки, чтобы сэкономить на электроэнергии и уже с учетом этого надо выбирать сушильную камеру.
  11. Ограждения камеры включают в себя хорошую продуманную тепло- и пароизоляцию. В качестве последней использовать рубероид, битум толь лучше не стоит.
  12. Нужно знать, что атмосфера сушильного агента вредна и опасна, входить в работающую камеру не рекомендуется. В процессе сушки выделяются органические кислоты и щелочи, скипидар, метанол.

Виды сушки

На практике применяется несколько вариантов высушивания леса. Давайте ознакомимся с самыми популярными способами получения качественного сырья.

Естественная

Этот способ получения качественного пиломатериала используется для любых пород дерева.

При естественной сушке кору со ствола не снимают, но делают поперечные вырубки на стволе. При умеренных температурах атмосферного воздуха липа, ольха, осина и берёза высыхают без образования трещин, при этом спил бревна необходимо обработать смолой или маслом. Процесс естественной сушки пиломатериала должен происходить под навесом или в проветриваемом помещении.

При высыхании дерева на солнце внешняя поверхность заготовки будет хорошо прогреваться, но центральная часть остаётся влажной, что может привести к деформированию. Заготовки укладывают на поддоны штабелями, высотой до 60 сантиметров, при этом между изделиями оставляют вентиляционные зазоры. Во время высыхания доски могут коробиться, на их торцах образуются трещины, поэтому указанные материалы нужно резать на заготовки большей длины, чем планируемый размер.

Процесс высыхания дерева в естественных условиях продолжается на протяжении двух и даже трёх лет, что считается основным минусом технологии. К достоинствам этого метода следует отнести простоту процесса.

Камерная

Способ камерной сушки считается более перспективным, чем предыдущий вариант. В данном случае пользователь (оператор) может самостоятельно регулировать влажность готового материала и скорость процесса.

Испарение лишней жидкости с древесины происходит в специальных камерах под воздействием газов и пара, который подаётся под низким давлением.

Достоинством метода считается высокая скорость высушивания сырья, недостаток один – значительная стоимость в связи с высокими затратами электроэнергии.

Вакуумная

Вакуумная сушка позволяет получить сухую древесину в рекордно короткие сроки. Сырьё закладывают в специальные камеры, в которых образуется вакуум. Метод подходит для любых пород и сортов дерева. Для получения необходимой влажности бревна диаметром 25 см или деревянного бруса с сечением 15*15 см уходит не более суток.

Прогревание обрезной доски или любого другого пиломатериала в вакуумной камере происходит равномерно, что предотвращает возникновение трещин.

Сушильную камеру можно установить в гараже или другом подсобном помещении. Это лёгкая пожаробезопасная конструкция. Следует заметить, что такое оборудование не пользуется спросом по причине дороговизны и повышенного расхода энергоресурсов.

Другие производственные методы

Одним из распространённых способов получения качественного сырья считается сушка в жидкостях.

Этот метод подготовки древесины применяется перед пропиткой заготовок масляными антисептиками. Жидким агентом здесь могут быть сера, парафин, расплавленные металлы или водные растворы солей.

Время высыхания заготовок для устройства бани или отделки жилого здания зависит от интенсивности выделения тепла и мощности оборудования.

Сырьё закладывают в специальную камеру, погружают в рабочий раствор и доводят до кипения. Необходимые температурные показатели жидкости сохраняются до полного удаления лишней влаги из древесины.

Продолжительность одного рабочего приёма от 3 до 20 часов.

Кроме указанного метода, существуют и другие промышленные варианты сушки древесины. Это инфракрасный прогрев, использование электрического поля, холодильного оборудования, индукции и даже радиации.

Основное оборудование для сушилок

Какого бы вида камера принудительной сушки древесины ни использовалась, для всех выделяются стандартные группы оборудования.

Оборудование транспортировки предназначено для загрузки и выгрузки бревен или досок в помещение сушки. Включает в себя машины и механические устройства для складирования заготовок в штабель или пакет, осуществляет поднятие и опускание пиломатериалов.

Тепловое оснащение камеры служит для поднятия температуры внутреннего воздуха в помещении камеры и состоит из множества систем, определяющих взаимосвязанную работу по производству и передаче тепла. К ним относят теплообменные баки, калориферы, трубы для прохождения пара или горячей воды, устройства для удаления конденсата, запорные краны и контрольные приборы.

Топливом служит газ, жидкое горючее. Для небольших объемов работы оборудуется сушильная камера для пиломатериалов на дровах. Теплоносителем служит насыщенный пар, вода, полученный от горения топки газ, органические наполнители системы, имеющие высокую температуру кипения. Широко используют электрические калориферы, где энергия тока превращается в тепловую составляющую.

Оборудование циркуляции предназначено для организованного перемещения воздушных масс в помещении сушильной камеры. Элементами системы служат вентиляторы, инжекторы и совместные установки этих элементов. Для повышения эффективности сушки дерева используется автоматизация сушильной камер для пиломатериалов.

Правила заготовки древесины

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

Читать также: Разновидности дюбелей для бетона

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.

Процесс вакуумной сушки привлекателен, прежде всего, тем, что он отличается реальной возможностью существенно уменьшить длительность сушки, сохранив при этом высокое качество высушенных пиломатериалов, а в некоторых случаях даже повысив его.

Влажность древесины, способы измерения

Есть множество способов определить влажность. Для точного определения влажности древесины используются специальные приборы. Электрические влагомеры способны определить влажность с точностью 2-3 %. Основной принцип таких приборов основан на том, что древесина разной влажности имеет разное электрическое сопротивление.

Есть еще много «народных» способов определения влажности, но их используют только профессионалы:

  • По массе, взвешивая одинаковые кусочки древесины одной породы в руке или на весах поочередно.
  • Опытные специалисты определяют влажность «на глаз», по наличию трещин и разломов.
  •  По стружке. При обработке пиломатериала, мелкую стружку сжимают в кулаке. Если она легко сминается, то материал влажный. На сухую древесину указывает ломкость стружки, но если стружка рассыпается, то скорее всего дерево пересушили.
  • По резанию. Если при обработке древесины стамеской отмечается влажный след, и материал легко, плавно режется, то она не просушена. Лучше не делать резьбу на такой поверхности, так как при высыхании появятся трещины и изъяны.

Купить сушильную камеру или построить своими руками?

Купить сушильную камеру для древесины или построить самостоятельно зависит от целей и конечно навыков. Если делать для себя и для небольших объемов, то можно соорудить сушилку и самостоятельно. Но если речь о промышленных масштабах и серьезном производстве, то здесь я категорически против самодеятельности. Лучше купить и не мучаться.

Пожар на сушильной камере

3 000 000 руб. – это цена, которую заплатил владелец производства, где я работал за свою безалаберность и желание подзаработать. А дело было так. В 2004г. устроился я на небольшое производство на окраине Москвы, помимо выпуска различных изделий для садоводов (я трудился на производстве беседок и скамеек) фирма пыталась оказывать услуги по сушке древесины сторонним организациям.

Сушилка для пиломатериалов мне показалась сразу какой-то странной, это потом я только узнал, что она была самодельной. Выгружал и загружал древесные материалы туда какой-то узбек, а обслуживанием особо никто не занимался. Вентиляторы использовались без реверса, но это полбеды. Некоторые части металлических элементов вообще не были заземлены. К тому же прибавить неправильное обслуживание – на калориферах полусантиметровый слой пыли. Про наличие правильной вентиляции я вообще молчу. Так вот в один из прекрасных дней приезжаю я на работу, а мое место работы горит, точнее не совсем оно, а сама сушильная камера и склад древесины рядом.

К несчастью сгорело не только часть собственного имущества компании, но и материал заказчика по сушке древесины. И то что находилось внутри, и то что хранилось снаружи. Помню приезжали какие-то люди непонятные выяснять отношения, видимо заказчик был не из простых. Я особо не вмешивался в эту историю чтобы лишний раз не нервировать шефа, ограничился только один раз фразой мол я же предупреждал и указывал на недостатки… но человек сам по своей сути непробиваемый и упрямый. Я так думаю даже этот случай его мало чему научил. Проработал я еще где-то месяц там и ушел.

Но ближе к делу. Вообще самостоятельно сушильную камеру сделать можно и даже не боясь, что она сгорит, если делать все правильно. Для этого нужно прочитать хотя бы книжку Пейч/Царев “Сушка древесины”, а еще лучше Кречетова. Ведь нюансов на самом деле нужно учесть множество. Даже хранение древесины обязывает соблюдать некоторые правила, которые изложены в СНиП 21-03-2003 «Склады лесных материалов».

Что нужно предусмотреть:

  1. Материал стен.
  2. Герметичность  ворот.
  3. Метод загрузки древесины.
  4. Тип и расположение вентиляторов.
  5. Теплоноситель и система увлажнения.
  6. Датчики влажности и психрометр.

Это самое основное и это я еще не упомянул про автоматику, автоматика или полуавтоматика для сушильной камеры это вообще тема отдельной статьи, мы ее еще коснемся.

Очень частая ошибка у самоделкиных – это попадание капель воды при распрыскивании на датчик влажности. От этого в результате страдают показания этой самой влажности и идут неправильные данные на автоматику.

Еще стоит помнить о том, что приводные электродвигатели вентиляторов работают в среде повышенной температуры и влажности, а это требует особых требований к данным устройствам и иногда возникает проблема в плане их безаварийной работы.

Моя самодельная сушильная камера

У меня в мастерской для личных нужд имеется сушилка древесины на 4 куба. Цена ее совсем невысока, ведь делал и собирал я ее своими руками. Автоматикой я не заморачивался, сложный и недешевый это процесс, я просто раздробил приточно-вытяжную вентиляцию на 8 частей и слежу за влажностью с температурой, в зависимости от показателей открываю и закрываю их

На этапе проектирования очень важно предусмотреть геометрию камеры, мощность котла и вентиляторов, все эти составляющие зависят друг от друга. Советую площадь вентиляционных каналов в сумме делать меньше расчетной, чтобы не допустить случая, когда влажности в камере станет меньше требуемого значения

Схему и подробности конструкции своей самодельной сушильной камеры я давать не вижу смысла, т.к. и она не идеальна, делал я ее много лет назад, многое что можно доработать, но не хватает времени. Я к ней привык, знаю уже что и сколько нужно сушить, когда открыть когда закрыть вент каналы, поэтому мне и автоматика особо не нужна. Но для удобства процесса конечно с автоматикой лучше.

Хвойные породы деревьев летнего спила сушатся у меня где-то неделю, береза может и две просушиться.

Некоторые задаются вопросом а можно ли самостоятельно соорудить что-нибудь в кирпичных стенах уже имеющейся постройки. Конечно можно, зачем пропадать добру. Если есть постройка и не знаешь куда ее “присобачить” можно и в ней соорудить камеру конвективного типа по сушке древесины. Тем более стены из кирпича более долговечны, чем из металла.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий