Вакуумна-сушильна камера своїми руками - «все до дрібниць»
Немає жодного деревообробного підприємства, яке зможе обійтися без процедури сушіння деревини. Щоб запобігти виникненню різних дефектів, прийнято використовувати спеціальну технологію сушки дерева в сушильній камері. Якщо ви самостійно хочете займатися виробництвом виробів з дерева, вам теж знадобиться сушильна камера для сушки деревини. Сьогодні ми поговоримо, як правильно її зробити.
Необхідність сушіння деревини
Як якісно і швидко висушити дошку? Дане питання цікавить кожного столяра здавна. Люди здавна займалися запасанием лісу на багато років, щоб встигнути рівномірно його висушити. Дід заготовляв дерево для свого онука, використовуючи сам той матеріал, який залишив йому його дід.
Важливість правильно висушеної деревини - колосальна! Наприклад, якщо дерев'яні меблі, яка знаходиться в кімнаті, виготовлена з дуже вологої деревини, яка тільки що спиляно, то вона розсохнеться згодом, тому що дерево здатне всихати і зменшуватися в розмірах, а значить, зіпсується!
Якщо двері в будинок зроблена з надмірно пересушеною деревини, то вона набубнявіє згодом, і не зможе закриватися! Якщо набрана фільонка дверей з заготовок, що нерівномірно висушені за обсягом, то вона може лопнути або її покоробить! Тому все заготовки з дерева рекомендується сушити. До того ж сушка оберігає матеріал від поразки дереворазрушающих грибком, попереджає размеро- і формоізменяемость дерева, покращує фізичні та механічні властивості деревини.
Сушіння деревини є тривалою, складною і дорогою процедурою. Дерево за традиційними технологіями нагрівають перегрітою парою або гарячим повітрям. Просушену деревину можна перевозити і зберігати довше. До того ж в процесі експлуатації вона не деформується. Сушку дощок виробляють в парових камерах, де виключена можливість внутрішнього пошкодження.
Поняття вологості деревини
Для повного сприйняття суті сушильного процесу варто трохи зануритися в теорію. Процедура видалення вологи з дерева не зовсім проста, тому що в самому матеріалі існує два типи вологи. Деревина складається з рослинних клітин подовженої форми. Волога може перебувати в стінках клітин і в їх порожнинах, заповнюючи мікрокапілярную систему. Волога, що присутній в просторах між клітинами і в їх порожнинах, називається вільної міжклітинної, а волога в клітинних стінках - пов'язаної внутрішньоклітинної.
Залежно від призначення заготовок з дерева, деревину прийнято висушувати по-різному. Деревина висушується до вологості в 6 - 8%, коли матеріал необхідний для механічної обробки і складання виробів для високоточних відповідальних з'єднань, які впливають на експлуатаційні показники (виробництво лиж, паркету або музичних інструментів).
Столярна вологість розділяється на кілька підвидів. Погонажні продукція (терасна дошка, обшивка, дошка підлоги, переведення в готівку) повинна мати вологість 15 ± 2%. Вироби з деревини (вікна, двері, сходи і елементи інтер'єру), виготовлені з цільної або клеєної деревини, витримують коливання по вологості від 8 до 15%.
Вологість меблева, залежно від рівня вироби і використання цільної або клеєної деревини, становить 8 ± 2%, тому що саме при такій вологості дерево демонструє найоптимальніші характеристика для обробки, склеювання і подальшої експлуатації. Але зазвичай прийнято знижувати вологість до 7-10%, здійснюючи часткову стерилізацію деревини та враховуючи рівномірність вологості по всьому дереву, збереження механічних властивостей матеріалу, відсутність поверхневих і внутрішніх тріщин.
Режими сушіння деревини
За низькотемпературним режимам передбачається триступеневе зміна параметрів сушильного агента, причому з кожної щаблі на подальшу перехід можна здійснювати тільки після досягнення матеріалом певного рівня вологості, що передбачений по режиму.
Високотемпературні режими передбачають двоступенева зміна показників сушильного агента, причому перейти з першої сходинки на другу можна після досягнення деревиною перехідною вологості в 20%. Високотемпературний режим визначають, залежно від товщини і породи пиломатеріалів. Високотемпературні режими можна використовувати для сушки деревини, що йде на виготовлення не несуть елементів будівель і конструкцій, в яких допускається потемніння деревини і зменшення міцності.
Поняття сушильної камери
Сушильна камера являє собою повністю готову установку, що оснащена всім необхідним для сушки дерева обладнанням. По пристрою сушильні камери для деревини поділяються на збірно-металеві та виготовлені з будівельних матеріалів. Останні споруджуються безпосередньо в цехах або як окремі будівлі з матеріалів, що широко використовуються в промисловості. Камера може бути повністю зроблена з монолітного залізобетону. Її стінки можна викласти з повнотілої червоної цегли, а перекриття - з монолітного залізобетону.
Якщо використовується кілька сушок, їх часто об'єднують в єдиний блок, споруджуючи загальний коридор управління, де розміщується розводка теплопостачання і система автоматичного керування всіма камерами. Залежно від обсягу завантажується деревини в камеру, може бути горизонтально або вертикально-поперечна циркуляція повітря.
Завантаження пиломатеріалів в камеру може здійснюватися такими способами: на візках у вигляді штабелів по рейковому шляху, як пакети вилковим навантажувачем. Перенесення теплоти до деревини може виконуватися: повітрям, продуктами згоряння або перегрітою парою; променевої теплотою, яка надходить від спеціальних випромінювачів; твердим тілом, якщо організувати контакт з нагрітою поверхнею; струмом, що проходить через вологу деревину; високочастотним електромагнітним полем, яке пронизує вологе дерево.
Устаткування для сушильної камери для деревини ділиться на основний і додатковий. До основного зараховують вентиляторну систему, систему теплопостачання, припливно-витяжної вентиляції і зволоження, до додаткового відносять дверний утеплений і психрометрический блок, підштабельних візки, електромотор приводу вентилятора.
Процес управління сушінням дерева в камері може бути автоматизованим. Автоматика здатна підтримувати на заданому рівні вологість і температуру середовища в сушарці. Температуру регулюють подачею теплоносія в калорифери або за допомогою включення-виключення електричного нагрівача, а вологість - за допомогою використання припливно-витяжної вентиляції і зволожувальні системи.
В системі управління сушінням деревини можуть бути передбачені можливості дистанційного керування вологістю і температурою в камері. При сушінні пиломатеріалу в сушильній камері виникає необхідність контролю вологості деревини, для чого використовується дистанційний вологомір, який дозволяє перевіряти вологість дерева в декількох точках, не заходячи в камеру. При відсутності зовнішніх джерел теплопостачання для сушарки можуть застосовуватися автономні опалювальні модуля і використовуватися газ, вугілля, деревні відходи, електроенергія і дизельне паливо.
Види сушильних камер
У реальному житті прийнято використовувати наступні види сушильних камер. Необхідна енергія в конвективних сушильних камерах в матеріал транспортується за допомогою кругообігу повітря, а теплопередача деревині відбувається за допомогою конвекції. Конвективні камери бувають двох видів - тунельні і камерні.
Тунельні конвекційні сушильні камери є глибокими камерами, де проштовхуються пачки штабелів з мокрого кінця в сухіший. Дані камери обов'язково заповнюють з одного кінця, а з іншого - спустошуються. Проштовхування штабелів (процес заповнення камер і спустошення) відбувається по одному штабелю з проміжком в 4 - 12 годин. Ці камери призначені для великих лесопілен і дозволяють здійснювати виключно транспортну сушку дерева.
Камерні конвекційні сушильні камери коротше тунельних і вакуумних сушильних камер для деревини, в процесі роботи у всій камері підтримуються однакові параметри. При глибині продувності більше 2 метрів для зрівнювання умов сушки дерева використовується методика реверсация напрямки вентиляції. Спустошення і заповнення камери відбувається з одного боку, якщо вона має одну двері. Відомі й інші системи завантаження, що схожі на процедуру завантаження тунельних камер. Сушити можна будь пиломатеріал до будь-яких кінцевих влажностей, тому 90% деревини Європи іУкаіни сушиться саме в камерних сушарках.
Конденсаційна сушильна камера відрізняється від попередніх тим, що вологість, яка виникає в повітрі, конденсується на спеціальних охолоджувачах і виходить з процесу сушіння вода. Коефіцієнт корисної дії подібного процесу великий, але цикл довгий, тому що прилади не працюють з великою температурою, а також значні сумарні втрати тепла. Конденсаційна камера підходить переважно для сушіння невеликих обсягів деревини, або для сушіння щільної породи дерева - дуба, бука або ясена. Велика перевага таких камер в тому, що не потрібна котельня, ціна сушильної камери для деревини та собівартість сушіння виходить менше.
Сушильні камери також класифікуються за методом циркуляції і характером використовуваного сушильного агента, типу огорожі і принципу дії. Сушильні камери періодичної дії характеризуються тим, що вони можуть завантажуватися повністю для одночасної просушки всього матеріалу, а режим сушіння деревини змінюється в часі, в даний момент залишаючись однаковим для всієї камери.
За способом циркуляції бувають камери з спонукальної і природною циркуляцією. Сушарки з природною циркуляцією - застарілі, малопродуктивні, режим сушіння в них майже не управляємо, рівномірність висихання дерева незадовільна. Для сучасного будівництва такі пристрої не рекомендуються, а діючі обов'язково підлягають модернізації. Розрізняють за характером сушильного агента камери газові, повітряні і високотемпературні, що працюють в середовищі перегрітої пари.
Процедура сушки деревини
Попередньо до проведення сушіння по обраному режиму дерево прогрівають парою, який подається через зволожувальні труби, при працюючих вентиляторах, включених обігрівальних приладах і закритих витяжних каналах. Для початку потрібно провести розрахунок сушильної камери для деревини. Температура агента на початку прогріву деревини повинна бути вище на 5 градусів першого ступеня режиму, проте не більше 100 градусів за Цельсієм. Рівень насиченості середовища повинен бути для матеріалу з початковою вологістю більше 25% 0,98 - 1, а для дерева з вологістю менше 25% - 0,9 - 0,92.
Тривалість початкового прогріву залежить від породи деревини і становить для хвойних порід (сосна, ялина, ялиця і кедр) 1 - 1,5 години на кожен сантиметр товщини. Тривалість прогріву м'яких листяних порід (осика, береза, липа, тополя та вільха) збільшується на 25%, а для твердих листяних порід (клен, дуб, ясен, граб, бук) - на 50% в порівнянні з тривалістю прогріву хвойних порід.
Після попереднього прогріву прийнято доводити параметри сушильного агента сушіння до першого ступеня режиму. Потім можна приступати до сушіння пиломатеріалів при дотриманні встановленого режиму. Вологість і температуру регулюють вентилі на паропроводах і шибери нудотно-витяжних каналів.
В процесі роботи інфрачервоної сушильної камери для деревини в дереві виникають залишкові напруги, які можна усунути проміжної і кінцевої влаготеплообработкой в середовищі збільшеною температури і вологості. Обробці прийнято піддавати пиломатеріали, які висушуються до експлуатаційної вологості і підлягають механічній обробці в подальшому.
Проміжна влаготеплообработка відбувається при переході з другого ступеня на третю або з першої на другу при високотемпературному режимі. Влаготеплообработке піддають хвойні породи товщиною від 60 міліметрів і листяні товщиною від 30 міліметрів. Температура середовища в процесі тепловлагообработкі повинна бути вище на 8 градусів температури другого ступеня, але не вище 100 градусів, при рівні насиченості 0,95 - 0,97.
Коли деревина досягне кінцевої середньої вологості можна проводити кінцеву влаготеплообработку. В даному процесі підтримують температуру середовища на 8 градусів вище останнього ступеня, але не вище 100 градусів. Після закінчення кінцевої влаготеплообработкі дерево, що минув сушку, потрібно витримати в камерах протягом 2 - 3 годин при параметрах, що передбачені останньою сходинкою режиму. Потім сушильну камеру зупиняють.
Виготовлення сушильної камери
Якщо ви вирішили виготовляти вироби з дерева власноруч, то сушильна камера для дерева вам просто необхідна. Однак при будівництві сушарки дотримуватися всі необхідні норми. Вам знадобитися камера, вентилятор, утеплювач і нагрівальний прилад.
Збудуйте сушилку або виділіть окреме приміщення, одна стіна і стеля якої будуть виконані з бетону, а інші стіни - з деревини, які потрібно утеплити. Для цього прийнято створювати кілька шарів: перший з них являє собою пінопласт, другий - дерев'яні дошки, які заздалегідь прийнято обгортати в фольгу.
Після цього слід встановити нагрівальний елемент, який можна виготовити у вигляді батарей. В батареї воду необхідно подавати з печі, в якій вона буде нагріватися до 60-95 градусів за Цельсієм. Бажано безперервно забезпечувати циркуляцію води за допомогою водяних насосів в нагрівальному елементі. Також в саморобній сушильній камері для деревини слід розмістити вентилятор, який сприяє розподілу по всій кімнаті теплого повітря.
У процесі сушіння пиломатеріалу не допускається різка зміна в робочому приміщенні температури, в іншому випадку це спровокує те, що деревина пожолобиться або в ній виникнуть тріщини. При зведенні сушильної камери вкрай важливо дотримуватися протипожежні вимоги. Тому в безпосередній близькості від сушарки в обов'язковому порядку встановіть вогнегасники.
І наостанок запам'ятайте, що замість нагрівального елементу в домашніх умовах можна використовувати електроплитку на дві конфорки. Утеплити стіни сушильної камери своїми руками можна за допомогою дерев'яної стружки. Можна використовувати замість фольги в камері пенофолом, який здатний забезпечити гарне відображення від поверхні теплоти. У такій сушарці деревина сушиться попередньо за 1-2 тижні.