Технологии сушильных производств

I. Режимы сушки

Режимы регламентируют процесс сушки пиломатериалов в камерах различных типов в зависимости от породы и размеров пиломатериалов, а также требований, предъявляемых к качеству высушенной древесины.
Рациональным считается режим, применение которого обеспечивает наименьшую продолжительность процесса сушки и его экономичность при сохранении целостности сортиментов, заданной прочности и других естественных свойств древесины.

Интенсивность испарения влаги при сушке в среде заданного состояния характеризуется жесткостью режима. Жесткость режима возрастает с увеличением психрометрической разности. При одинаковой степени насыщенности сушильного агента более жестким будет режим с повышенной температурой, а при одинаковой температуре - режим с меньшей степенью насыщенности.

При сушке пиломатериалов применяются режимы с повышающейся по ходу процесса жесткостью. В начальной стадии при определенной заданной температуре поддерживается высокая степень насыщенности, затем при снижении влажности древесины температура повышается, а степень насыщенности уменьшается. Такой характер изменения параметров сушильного агента при сушке обусловлен особенностями развития в древесине внутренних напряжений и требованием сохранения целостности высушиваемых досок и заготовок.

Свойство режима обеспечивать при сушке целостность сортиментов определенной породы и толщины характеризуется понятием "безопасность режима". Безопасен режим, при использовании которого максимальные напряжения в древесине не достигают предела ее прочности и, следовательно, не вызывают разрушения (растрескивания) пиломатериалов. Безопасность режима увеличивается по мере уменьшения его жесткости.

В зависимости от требований, предъявляемых к качеству древесины, пиломатериалы могут высушиваться режимами различных категорий по температурному уровню.

Различают режимы низкотемпературного и высокотемпературного процессов.
Режимы низкотемпературного процесса предусматривают использование в качестве сушильного агента влажного воздуха с температурой в начальной стадии сушки ниже 100°С. Установлены три категории этих режимов: мягкие, нормальные и форсированные.

Режимы высокотемпературного процесса предусматривают использование в качестве сушильного агента перегретого пара атмосферного давления с температурой выше 100°С.

В каждом конкретном случае режимы той или иной категории выбирают с учетом характера их воздействия на свойства древесины.

Мягкие режимы обеспечивают бездефектную сушку пиломатериалов при полном сохранении естественных физикомеханических свойств древесины, в том числе ее прочности, цвета и состояния в ней смолы.

Нормальные режимы обеспечивают бездефектную сушку пиломатериалов при практически полном сохранении прочностных показателей древесины с возможными незначительными изменениями ее цвета.

 Форсированные режимы обеспечивают бездефектную сушку пиломатериалов при сохранении прочности на статический изгиб, растяжение и сжатие, но при некотором (до 20%) снижении прочности на скалывание и сопротивление раскалыванию с возможным потемнением древесины.

Высокотемпературные режимы обеспечивают бездефектную сушку при незначительном изменении прочности на статический изгиб, растяжение и сжатие, но при заметном (до 35%) снижении прочности на скалывание и сопротивление раскалыванию с потемнением древесины.

II. Категории качества сушки

В зависимости от назначения высушиваемых пиломатериалов устанавливается четыре категории качества сушки.

I, II, III категории качества предусматривают сушку пиломатериалов до средней эксплуатационной влажности готовых изделий, при этом они должны обеспечивать:
I категория - возможность механической обработки и сборки деталей по ГОСТ 6446.1-82 для высокоточных составных частей изделий (некоторые соединения механики клавишных инструментов, точное машиностроение и приборостроение, деревянные строительные клееные несущие конструкции, производство моделей, лыж и т.п.);
II категория - механическую обработку и сборку деталей по ГОСТ 6449.1-82 для ответственных составных частей изделий (мебельное производство, корпуса клавишных инструментов, столярно-строительные изделия и т.п.);
III категория - механическую обработку и сборку деталей по ГОСТ 6449.1-82 для менее ответственных составных частей изделий (погонажные столярно-строительные изделия, товарное вагоностроение, сельхозмашиностроение и т.п.).

По нулевой категории качества предусматривается сушка пиломатериалов, в том числе экспортных, до транспортной влажности.

III. Показатели качества сушки

К показателям качества сушки относятся:

  • соответствие средней влажности высушенных пиломатериалов в штабеле заданной конечной влажности
  • величина отклонений влажности отдельных досок от средней влажности пиломатериалов в штабеле
  • перепад влажности по толщине пиломатериалов
  • остаточные напряжения в высушенных пиломатериалах

Таблица показателей сушки древесины

Показатели качества сушки
Категории качества
I
II
III
Средняя конечная влажность пиломатериалов
или заготовок в штабеле, %
7; 10**
7; 10; 15**
10; 15**
Отклонения влажности отдельных
досок от средней влажности штабеля пиломатериалов*,
%

не более± 2

не более± 3

не более± 4

Среднее квадратическое отклонение
влажности S, %
± 1,0
± 1,5
± 2,0
Перепад влажности по толщине
пиломатериалов, %, при толщине, мм
не более
не более
не более
13 - 2225 - 4045 - 6070 - 90

1,.52,0

2,5

3,0

2,03,0

3,5

4,0

2,53,5

4,0

5,0

Условный показатель остаточных
напряжений (относительная деформация зубцов силовой
секции), %

не более1,5

не более2,0

не контролируется

* Допустимые отклонения влажности отдельных досок от средней влажности штабеля пиломатериалов принимаются равными ± 2 S
** При сушке до эксплуатационной влажности средняя конечная влажность пиломатериалов в штабеле должна назначаться в зависимости от средних температур и относительной влажности воздуха в условиях эксплуатации изделий

IV. Влаготеплообработка древесины

Для снятия или уменьшения остаточных внутренних напряжений, возникающих в древесине при сушке, проводят конечную и промежуточную обработку древесины в среде повышенной температуры и влажности, называемую влаготеплообработкой. Для создания такой среды в сушильное пространство камеры подают пар или распыленную горясую воду при при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах.

Влаготеплообработке подвергают пиломатериалы, высушиваемые до эксплуатационной влажности по I и II категориям качества сушки. Независимо от категории качества влаготеплообработку проводят при высокотемпературных режимах и сушке пиломатериалов твердых лиственных пород и лиственницы.

Конечную влаготеплообработку проводят после достижения древесиной заданной конечной влажности. Во время обработки температуру среды в камерах переодического действия поддерживают на 8°С выше температуры на последней ступени режима сушки, но не более 100°С. Психрометрическую разность устанавливают равной 0,5 - 1,0°С. Если тепловая мощность камер недостаточна, то допускается влаготеплообработка при температуре, соответствующей последней ступени процесса сушки.

После конечной влаготеплообработки пиломатериалы выдерживают в камере в течении 2 - 3 часов при психрометрической разности последней ступени режима сушки, затем прекращают подачу пара в калориферы и охлаждают древесину до 30 - 40°С при открытых приточно-вытяжных каналах.