Сушильная камера для термодревесины своими руками. Методы сушки древесины в промышленном и самостоятельном исполнении. Принцип работы вакуумной сушки

Любой пиломатериал получают путем продольного распиливания бревна. В результате получаются необходимые при строительстве и ремонте бруски, рейки, доски различной толщины. В строительстве используются только сухие пиломатериалы. Они обладают более высокими качественными показателями. Для сушки древесины в домашних условиях может быть оборудована специальная сушилка для пиломатериалов своими руками. Процесс строительства этого сооружения займет немало времени. Но в результате домашний мастер будет всегда обеспечен качественным материалом для выполнения различных работ.

Качество бруса зависит от того, насколько просушена древесина. Влажность бруса должна составлять 12 %.

Строительство сушилки

Строительство простейшей сушилки для сушки небольших объемов древесины своими руками в естественных условиях состоит из нескольких этапов:

1. Необходимо выбрать и подготовить площадь для размещения строения. Можно возводить сушилку на придомовом земельном участке. Для сооружения сушилки небольшого размера сгодится плоская крыша. Пол можно выполнить из нескольких слоев рубероида, пересыпанных опилками.
2. Древесина, подлежащая сушке, укладывается в штабель шириной не более 120 см. Оптимальный размер по его ширине — 80 см. Высота укладки 50-70 см. Отдельные слои досок или брусьев прокладываются рейками толщиной не менее 2 см. Штабель рекомендуется укладывать поперек потоков воздуха на данном участке.
3. Создается защита от дождя и снега. На верхний ряд штабеля укладываются сухие деревянные брусья сечением примерно 50х50 мм. На них кладется железо, которое прижимается такими же брусьями.

В такой сушилке материал обдувается воздухом, влага постепенно испаряется, уровень влажности уменьшается.

Сушильная камера

Наиболее эффективно происходит сушка древесины в специальной сушильной камере. В ней можно установить автоматические системы, которые контролируют весь процесс сушки древесины конкретных пород. На выходе пиломатериал будет иметь заранее заданный уровень влажности. Такую камеру тоже можно построить своими руками. Но это сооружение будет стоить немалых денег. Для строительства понадобится:

• профиль из алюминия;
• листовой металл;
• материал для теплоизоляции;
• гидроизоляционная пленка;
• древесные опилки;
• тепловая строительная пушка.

Строительство ведется в следующем порядке:

1. Начинать следует с возведения фундамента любого типа. Он может быть свайным, ленточным. Для его строительства можно использовать кирпич, бетон, металлические трубы и другие материалы. Все зависит от размеров камеры.
2. На фундаменте сооружается каркас. Лучше всего для этого использовать алюминиевый профиль. Собирается он с помощью болтов и гаек. Возможны другие методы соединения элементов каркаса.
3. Готовый каркас обшивается алюминиевыми или стальными листами. Крепятся они с помощью саморезов, болтов, сварки. Стены могут быть выполнены из кирпича, бетона, из других материалов.
4. Устраивается теплоизоляция из минеральной ваты толщиной 10-15 см.
5. Пол застилается гидроизоляционной пленкой и опилками.
6. Для укладки штабелей пиломатериала готовятся опоры из брусков в виде своеобразного колодца. Делается это для того, чтобы нижний ряд штабеля приподнять над уровнем пола.
7. Пиломатериал, подготовленный для просушки, укладывается в штабель через деревянные прокладки. Воздух должен свободно проходить между рядами досок. Высота штабеля ограничена только высотой потолка.
8. Для принудительной циркуляции подогретого воздуха устанавливаются тепловентиляторы или другие нагревательные приборы. Поток воздуха должен быть направлен поперек расположения досок в штабеле. Это способствует более эффективному процессу сушки.

Сушилка внутри дома

Небольшое количество досок можно просушить внутри дома или дачи. Сушилку устраивают так:

1. Нужно выбрать помещение, в котором есть камин или печь. Можно использовать электрические камины и печи.
2. Помещение отделяется от остальной площади дома перегородками. Устанавливаются плотно закрывающиеся двери. Для вентиляции может понадобиться форточка. Все щели необходимо загерметизировать, так как посторонние потоки воздуха и сквозняки отрицательно влияют на качество просушенного материала. Стены тоже рекомендуется утеплить. Поверх утеплителя можно их облицевать кирпичом, который хорошо поддерживает тепло от печки и от электрических нагревательных приборов. Для принудительной циркуляции теплого воздуха устанавливают вентиляторы.
3. Сырые пиломатериалы укладываются на специально сделанные прочные металлические полки.

Перед просушкой нужно проверить уровень влажности материала. Делается это с помощью влагомера. Повышенная влажность вызывает ранний износ построек, появление плесени и грибка. Пересушенная древесина деформируется вследствие впитывания влаги и набухания. Сушка древесины обычно ведется до уровня влажности около 8-12%. Чтобы она не потрескалась, специалистами рекомендуется торцы досок обработать смесью олифы и просеянного мела. По своей консистенции смесь напоминает густую сметану.

Пиломатериал можно сушить как вместе с корой, так и без нее. Только нужно помнить о том, что береза, осина, тополь и бук в коре могут поражаться гнилью. В целом процесс сушки может длиться до 2 недель. В течение этого времени нельзя допускать температурных перепадов в сушилке. В помещении сушилки должен быть огнетушитель. Этого требуют правила безопасности.

Режимы работы сушильной камеры

Камеру нельзя сразу разогревать до высокой температуры. В обычном режиме она работает так:

1. В течение 15-20 часов идет разогрев воздуха в камере примерно до 45°C. Система вентиляции пока не работает. На стенах камеры должна появиться влага.
2. При достижении температуры 45°C следует на треть открыть приточную и вытяжную системы вентиляции. Примерно за 2 суток температура вырастает до 50°C.
3. Заслонки нужно полностью открыть и довести температуру до 55°C. Этого обычно бывает достаточно для нормального процесса сушки. Как только влажность достигнет примерно 8%, все заслонки нужно полностью закрыть, отключить подачу тепла. Вентиляторы продолжают работать еще в течение суток. После падения температуры до 40°C должен получиться сухой пиломатериал, готовый к использованию.

Дополнительное оборудование

В качестве дополнительного оборудования можно установить в сушильную камеру автоматику. Ее свойства:

• система способна работать с камерами разного размера и с разными источниками тепла;
• стоит относительно дешево;
• не требует специальных знаний для ее обслуживания;
• отличается простотой установки;
• измеряет температуру и влажность в камере;
• обеспечивает полностью автоматический или полуавтоматический режим работы сушильной камеры;
• автоматически управляет работой клапанов, заслонок и вентиляторов.

Для работы системы достаточно задать толщину и породу пиломатериала, нужную конечную влажность. Система помогает просушить различные породы древесины: сосну, ель, дуб, березу, бук, липу, ясень, клен, ольху, граб, тополь, осину, явор. Каждые 2 часа автоматика снимает показания влажности и температуры и вносит необходимые коррективы в работу всех систем обогрева воздуха и вентиляции помещения. Примерная стоимость такой системы колеблется в пределах 400-450$.

Построить сушилку своими руками довольно хлопотно и дорого.

Но результат покрывает все издержки. Особенно это важно для тех, кто занимается изготовлением деревянных изделий вроде мебели и резьбы по дереву. Сухая древесина стоит в несколько раз дороже сырой. Кроме того, в собственной сушилке можно достичь определенного показателя влажности заготовок. Все вполне можно сделать самостоятельно при большом желании и наличии подходящего места.

Все фото из статьи

Сушилка для досок своими руками делается в том случае, если возникает необходимость в обработке большого объема неподготовленной древесины. Конечно, можно сразу приобретать заготовки с оптимальной влажностью, но в этом случае затраты на покупку материала будут весьма высоки. Так что сооружение специального приспособления может оказаться вполне эффективным с экономической точки зрения.

В нашей статье мы расскажем. Как осуществляется высушивание дерева, и приведем рекомендации по самостоятельному обустройству сушильной камеры.

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.

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.

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:

Зачем необходима сушка

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

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.

Обратите внимание!
Как правило, доска трескается вдоль волокон, начиная с торца.
Это обусловлено наименее прочными связями между продольными волокнами.

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:

Создание сушильной камеры

Готовое помещение

Итак, тезис о том, что пиломатериалы необходимо готовить к использованию путем высушивания, мы аргументировали. Теперь давайте разбираться, как сделать сушилку для досок своими руками.

Для начала нам необходимо подобрать помещение, в котором будет происходить процесс сушки:

1. Поскольку удаление влаги из древесины требует значительных затрат энергии, то площадь сушилки нужно выбирать исходя из планируемых объемов материала .
2. Оптимальная высота комнаты составляет 2 – 2,5 м (чтобы не нагибаться) . Ширина должна позволять размещение одного либо двух штабелей досок по 1,8 – 2 м с проходом между ними.
3. Окна в сушилке обязательно закладываем кирпичом . Двери расширяем таким образом, чтобы мы могли беспрепятственно загружать обрабатываемый материал.

Обратите внимание!
Для вентиляции оставляется либо небольшая форточка, либо продух, в который в дальнейшем мы выведем воздуховод.

1. Если сушка досок планируется в достаточно большом помещении, то желательно сделать в нем отдельную выгородку . Перегородки возводим из кирпича или достаточно толстого бруса, чтобы обеспечить теплоизоляцию.

Постройка сушилки

Впрочем, найти подходящее помещение (чаще всего в этой роли выступает гараж или сарай) получается не всегда.

Именно поэтому будет полезно узнать, как сделать сушилку для досок с нуля:

1. Под конструкцию закладываем ленточный или столбчатый фундамент. Поскольку масса сооружения будет невелика, то и основание делаем неглубоким.
2. После того как бетон фундамента высохнет, из алюминиевого или стального оцинкованного профиля собираем каркас. Детали каркаса соединяем с помощью болтов и специальных кронштейнов.

Обратите внимание!
Цена алюминиевых конструкций значительно выше, но при этом они отличаются существенно большей устойчивостью к коррозии в теплой и влажной среде.
Так что использование более дорогих несущих элементов вполне оправдано.

1. Стенки и кровлю обшиваем стальными листами, которые фиксируем к каркасу саморезами по металлу (с буром). Для максимальной эффективности выполняем двойную обшивку, закладывая между металлическими листами слой минераловатного утеплителя мощностью 100 – 150 мм.

1. На пол укладываем плотную гидроизоляционную мембрану, которую засыпаем слоем опилок.
2. Устанавливаем двери, которые должны закрываться как можно плотнее. Для дополнительной герметизации можно усилить дверную коробку брусьями с прикрепленными резиновыми листами.
3. Как и в случае с использованием уже готового помещения, обязательно обустраиваем вентиляционные продухи для циркуляции воздуха.

После завершения работы проверяем герметичность помещения, при необходимости устраняя дефекты обшивки. Теперь нам осталось оборудовать нашу сушильную камеру.

Обратите внимание!
В закрытой сушилке не должно быть щелей, обеспечивающих поступление неконтролируемых потоков воздуха.
Связано это с тем, что наличие малейшего сквозняка может спровоцировать неравномерную обработку досок, вызвав их растрескивание или деформацию.

Оборудование

Инструкция по обустройству сушилки может быть самой разной, ведь комплектация камеры во многом зависит как от наших запросов, так и от финансовых возможностей.

И все же общую схему сформулировать вполне реально:

1. Для начала делаем опоры, на которые будет устанавливаться штабель досок. На полу закрепляем , позволяющие приподнять высушиваемый материал примерно на 10-15 см над уровнем пола доля обеспечения циркуляции в нижнем слое воздуха.

1. Вместо опор можно использовать настенные стеллажи. При этом на несущих поверхностях закрепляем кронштейны из металла, предназначенные для укладки штабелей вдоль стен сушильной камеры.

Обратите внимание!
Этот вариант чаще всего используется при временном переоборудовании под сушилку части хозяйственной постройки.

1. Далее устанавливаем нагревательный прибор. Это может быть печь, камин, тепловая пушка, тепловентилятор и т.д. – все зависит от ваших предпочтений. Ключевым параметром будет мощность устройства, которая рассчитывается исходя из объема загружаемой древесины: для сушки 1м3 досок необходимо не менее 3 КВт тепловой энергии, соответственно, чем больше сырья нам нужно, тем более мощный аппарат нам потребуется.
2. Вместе с нагревательными приборами устанавливаем вентиляторы, которые будут обеспечивать движение воздуха. Конечно, можно сэкономить на покупке вентиляционной системы и обойтись естественной вытяжкой, но в этом случае время подготовки досок к работе существенно увеличится, а значит, возрастут и расходы на обогрев камеры.

1. Вентиляторы и нагревательные приборы располагаем таким образом, чтобы теплый воздух шел поперек воздушного потока. Такая установка позволяет существенно снизить аэродинамическое сопротивление системы, так что сушилка будет работать эффективнее.

Поскольку для функционирования нашей камеры потребуется большое количество электроэнергии, к ней желательно подвести отдельный кабель питания. При этом все используемые агрегаты подключаем к распределительному щитку через УЗО с соответствующими партерами мощности. Такая предосторожность будет не лишней, поскольку дерево, даже не полностью высушенное, способно загореться от малейшей искры, появившейся при замыкании.

Совет!
Также желательно становить автоматическую систему управления температурой и вентиляцией.
Стоит она довольно дорого, но зато ее использование позволяет управлять параметрами внутренней среды сушилки, обеспечивая тем самым максимальное качество обработки дерева.

Использование сушилки

Если сушильная камера была собрана по всем правилам, то пользоваться ею будет достаточно просто. Для этого мы укладываем доски штабелем, прокладывая между рядами бруски толщиной до 20 мм, и загружаем штабель в сушилку.

После этого начинаем изменять температуру, постепенно увеличивая нагрев.

Схем высушивания существует множество, но начинающим мастерам стоит использовать низкотемпературный режим, как обеспечивающий максимальное качество с минимальным риском появления брака:

1. Нагрев – поднимаем температуру до 45 – 50 0С со скоростью 5 — 70 С в час.
2. Выдержка – сохраняем 50 0С в течение 5 часов.
3. Сушка – уменьшаем влажность дерева с 30 до 8%, постепенно увеличивая температуру до 60 0С. Этот этап занимает около 48 часов. Приточная и вытяжная вентиляция включается на половину мощности.
4. Кондиционирование – температуру поддерживаем на уровне 600С в течение еще 12 часов. Вентиляция при том должна активно работать.
5. Остывание до температуры окружающей среды с выключенным обогревом и вентиляцией.

В результате мы должны получить доски, пригодные для большинства видов плотницких и столярных работ.

Заключение

Как видите, сушилка для доски своими руками делается довольно просто (но надо признать — с определенными финансовыми затратами). При этом использование этого приспособления позволяет получить большое количество строительного сырья, которое при покупке у производителя обошлось бы значительно дороже.

Для более подробного ознакомления с технологией камерной сушки древесины советуем всем, кого заинтересовала данная тема, изучить видео в этой статье.

Процесс заготовки древесины включает операцию сушки. Она предотвращает образование дефектов в материале в будущем и его повреждение. Происходит процедура в специальной камере. Любое предприятие по заготовке леса не обходится без нее. Чаще всего применяется вакуумная сушка древесины. Она имеет ряд преимуществ перед другими способами. Например, короткое время процесса, равномерная обработка всего материала и простота в монтаже и демонтаже установки.

• Технология сушки древесины
• Вакумная сушка
• Строим сушку своими руками

Дерево – это живой организм. Как и другие органические соединения, оно содержит воду. Только что спиленная древесина имеет влажно больше 30%. Чтобы использовать ее в дальнейшем для нужд строительства или изготовления поделок, лишнюю влагу нужно удалить. Избыток воды в материале может быть разный. Нормы его зависят от того, где планируется использовать древесину. Для изготовления музыкальных инструментов, спортивного инвентаря и паркета устанавливают влажность на уровне 6-8%. Если сырье будет подвергаться дальнейшей переработке, то достаточно оставить в нем 20% влаги. Для изготовления конструкций зданий и отделочных материалов параметр контролируют на уровне 8-15%.

Технология сушки древесины

Вакумная сушка

Процесс сушки древесины состоит из нескольких этапов. Сначала ее выпаривают с поверхности материала, а потом из его внутренней части. Первыми высыхают тонкие места, потом влага движется к ним из более толстых слоев. Если нарушить процесс, то тонкие слои начинают смещаться и материал разрушается. Чтобы этого не происходило, заготовки обрабатывают специальной смесью. Ее делают из олифы и мела. Полученным составом обрабатывают торцевые части заготовок. Они обычно всегда имеют форму равносторонней геометрической фигуры.

Ускоренный режим сушки – это отличительная черта вакуумной сушильной камеры. Известно, что вода начинает испаряться при кипении. В камере создается очень низкое давление. Благодаря этому вода закипает при более низких температурах, чем обычно. Так время процесса значительно снижается.

Еще один существенный плюс – вакуумная сушка значительно экономит электроэнергию. Нагрев происходит контактным способом . Температура внутри камеры и давление, регулируются автоматически. В камере поддерживается вакуум с отметкой 0,95 МПа. Он обеспечивает протекание тепло-массобменного процесса. Из древесины выделяется влага в виде пара. После сушки получается сырье, с заданным уровнем влажности. В процессе оно полностью сохраняет свою структуру – не разрушается.

Такая сушка позволяет исключить применение вентиляторов. Системы увлажнения также не нужны. В камерах не применяют ни сухие, ни мокрые термометры. Внутри устанавливаются датчики влажности. Управление ими производится из вне. Вся система управления обычно расположена в отдельном тамбуре.

Вакуумные установки часто используют для обработки дорогих пород сырья: венге, дуба, палисандра, тика, ангера. В них используется нагревательный элемент конвекторного типа. Максимально воздух в камере нагревается до +65 градусов. Однако процесс испарения влаги начинается уже при 45,5 градусах. В процессе полностью исключается воздействие высоких температур. Древесина практически не разрушается.

Внутри дерева происходят все структурные изменения, сопровождающие сушку. Сначала влага испаряется с поверхности, затем изнутри подступает снова к поверхности и так, до 250 раз за все время. По всей поверхности сырья допускается перепад показателя влажности в 0,5-1,5%. Вот некоторые показатели, при которых работает вакуумная сушка:

Строим сушку своими руками

Не всегда предприниматель может купить дорогостоящее оборудование и использовать вакуумную технологию. Для начала есть более простые методы. Сушка древесины осуществляемая своими руками происходит также в сушильных камерах. Для ее обустройства понадобится само помещение, хороший утеплитель и вентилятор.

Конструкция камеры для сушки своими руками предполагает, что одна стена и потолок будут выполнены из железобетона. Остальные элементы можно выполнить из дерева. Стены утепляют пенопластом, обделывают вагонкой и устилают фольгой. В качестве отражающего материала можно использовать пенофол. Он также хорошо отражает тепло и помогает сохранить его внутри камеры.

Мобильная сушильная камера.

Дальше монтируется нагревательный прибор. Чаще всего используют радиатор отопления. Его мощность должна позволять нагреть воду до 65-90 градусов. Вся система монтируется отдельно от других отопительных контуров. Она должна работать постоянно, независимо от времени года. Часто используют электрические и газовые приборы. Вентилятор необходим для равномерного распределения воздуха в камере. Без этого невозможно высушить материал своими руками равномерно.

Так же нужно будет построить систему погрузки пиломатериалов в камеру. Обычно они имеют большие размеры и немалый вес. Удобно загружать доски на тележках, двигающихся по рельсам или вилочным погрузчиком. Внутри камеры материал укладывают на полки или просто на пол. Еще обязательно нужно установить приборы контроля над процессом, который будет проводиться своими руками. Без этого невозможно правильно высушить древесину, чтобы она в дальнейшем имела товарный вид и присущие ей свойства.

При строительстве сушильной камеры своими руками нужно придерживаться таких правил:

При строительстве сушки своими руками главное – это добиться поддержания внутри ее необходимых по технологии параметров. Материалы и оборудование, которые будут использоваться при этом, не имеют значения. Сушить древесину в такой камере, построенной своими руками, нужно будет от одной до двух недель.

19 февраля 2017

В среде российских специалистов по деревообработке довольно давно обсуждается способ сушки пиломатериалов в вакууме. Интерес к проблеме возник после появления сообщений в СМИ об установках итальянского производства, а затем и продукции фирмы WDE Maspell на нашем рынке. Через некоторое время выпуск аналогичных сушильных камер освоили и ряд отечественных компаний: «Энергия-Ставрополь», «МВ-Импульс» и др.

Повышенное внимание к подобным установкам объясняется тем, что их производители анонсируют сушку пиломатериала в небывало короткие сроки: в течение 1-4 суток в зависимости от породы древесины и толщины пиломатериалов - и при этом гарантируют высокое качество получаемых досок или заготовок. Такие сроки сушки вызвали недоверие у тех, кто не имел возможности на практике проверить качество продукции, высушенной в подобных камерах. Развеять эти сомнения не позволяет крайне скудная информация производителей оборудования для вакуумной сушки о сути процесса. Попытаемся разобраться.

Сушка пиломатериалов при пониженном давлении (обычно р абс = 0,15-0,4 бар абсолютного давления или р разр = 0,85–0,6 бар разрежения, чему соответствует температура насыщения t нас = 54,0–75,9 °С) относится к т. н. высокотемпературному процессу сушки. Такой тип процесса имеет место в случае, когда температура древесины t др превышает температуру насыщения t нас водяного пара при заданном давлении. Протекание высокотемпературного процесса сушки отличается большей интенсивностью по сравнению с низкотемпературным процессом, когда температура древесины ниже температуры насыщения (t нас = t кип, t кип - температура кипения). Скорость бездефектной вакуумной сушки в сравнении с нормативным ГО СТовским режимом конвективной камерной сушки выше в 4–5 раз. Так, например, для группы твердолиственных пород (бука, клёна, ясеня, вяза и др.) нормативное время сушки для низкотемпературного конвективного режима при толщине доски 50 мм составляет 12–14 суток, время же сушки в пресс-вакуумных установках для этих же сортиментов - трёх–четырёх суток. Процесс высокотемпературной сушки описан в отечественной литературе еще в 1957 году. Ниже приведена информация по древесиноведению и из теории высокотемпературного процесса сушки.

«Вода может находиться в двух основных структурных элементах древесины: в полостях клеток и сосудов - свободная влага, а в стенках клеточных оболочек - гигроскопическая, или связанная влага. При сушке влажной древесины в первую очередь в пределах клетки полностью удаляется свободная влага и лишь затем, ниже предела гигроскопичности (w пг), одновременно являющегося пределом усушки, начинает испаряться из её оболочки связанная. При уменьшении содержания в древесине связанной влаги древесина усыхает».

«Рассмотрим случай сушки сырой (w н > w пг) древесины в форме неограниченной пластины в газовой среде с температурой t с > 100 °C. На некотором промежуточном этапе процесса из наружных зон пластины толщиной Х удалена вся свободная влага. Влажность этих зон изменяется от равновесной на поверхности до предела насыщения внутри и имеет некоторое среднее значение wпер. Внутренняя зона толщиной (S – 2x) на этом этапе остаётся сырой, её влажность близка к начальной. Температура внутренней зоны поддерживается на уровне точки кипения воды t кип, а в поверхностных зонах и пограничном слое постепенно повышается до t с. На границе зон происходит выпаривание свободной влаги, за счёт чего эта граница постепенно заглубляется».

Объяснить возможность сохранения безупречного качества сушки при столь значительной интенсивности высокотемпературного (даже необязательно с использованием вакуума) процесса можно, учитывая тот факт, что при достижении температуры насыщения t нас сначала на поверхности, а затем и в толще пиломатериала происходит интенсивное испарение свободной воды (псевдокипение) и продвижение образовавшегося водяного пара наружу. В зоне псевдокипения у паровой среды относительная влажность φ пар = 100%, а влажность древесины w стремится к равновесной влажности w р = 10,6 (φ/100) (3,27-0,015t), %, соответствующей пределу гигроскопичности w р = w пг (w пг = 26,1% при t = 54 °С и w пг = 22,6% при t = 75,9 °С). Влажность w п г, %, является функцией только температуры: w пг = (34,66-0,159t) - и характеризуется тем, что является границей, ниже которой свободной влаги нет ни в полостях, ни в стенках клеток древесины. При условии w

Первое заключается в том, что пиломатериал загружается в камеру послойно с плоскими нагревателями - греющими пластинами, чем обеспечивается равномерная и интенсивная теплопередача.

Второе условие: температура поверхности нагревателей должна превышать температуру насыщения (кипения) при созданном в установке давлении (разрежении) по определению.

Третье условие (не являющееся обязательным для атмосферных установок): в полости камеры создаётся пониженное - относительно атмосферного - давление. Если верхняя крышка камеры выполнена в виде гибкой мембраны (обычно из силиконовой резины), то за счёт разности значений давления создаётся прижимающее усилие между слоями пиломатериала и нагревателями, передаваемое послойно на металлическую конструкцию днища камеры. Это прижимающее усилие обеспечивает идеально плоскую форму досок и плотное прилегание поверхности пиломатериалов к нагревателям, что очень важно в случае, если теплопередача между ними осуществляется кондуктивным способом. При этом варианте необходима точная калибровка по толщине пиломатериала для исключения неплотности прилегания досок к нагревателям.

Чтобы обеспечить равномерность теплопередачи от нагревателей к поверхности досок без их калибровки, разумно организовать нагрев тепловым излучением через небольшой зазор между плоскостью нагревателей и пиломатериалом, специально созданный за счёт специальных выступов греющих пластин (такие выступы есть, например, в установках, которые выпускает компания «Энергия-Ставрополь»). Теплопередача излучением в плоском зазоре не зависит от его величины и от неизбежного разбега пиломатериала по толщине.

Как было сказано выше, вакуумирование для высокотемпературного процесса сушки не является обязательным условием, однако у пресс-вакуумных сушильных камер есть несомненные плюсы, например, возможность понижения давления, а, следовательно, температуры насыщения. Во-первых, снижение температуры процесса способствует уменьшению тепловых потерь в установке и минимизации изменения цвета древесины при сушке. Во-вторых, использование мембранного пресса помогает добиться идеального фиксирования плоскости высушиваемых досок и заготовок. В-третьих, плотный прижим слоёв нагревателей и слоёв пиломатериала обеспечивает равномерность теплопередачи в процессе сушки.

Для сушки толстых сортиментов трудносохнущих пород (например, дуба) применяются специальные режимы на стадиях влажности древесины выше и ниже предела гигроскопичности. Применение этих режимов обеспечивает бездефектную сушку 50-миллиметрового дубового сортимента в течение 6-8 суток.

Процесс пресс-вакуумной сушки древесины реализуется в установках с разовой загрузкой от 0,5 до 10 м 3 , обеспечивая для доски толщиной 50 мм твердолиственных пород (при сушке в течение четырёх суток) семь с половиной оборотов камеры (циклов сушки) в месяц, а в случае сушки пиломатериалов хвойных пород (при сушке в течение двух суток) - 15 оборотов камеры, для доски толщиной 30 мм твердолиственных пород (при сушке в течение двух суток) - 15 оборотов, хвойных пород (при сушке в течение суток) - 30 оборотов камеры в месяц.

Вода, испаряющаяся из древесины (около 250 л на 1 м 3 пиломатериала), конденсируется на металлических стенках камеры, а также в теплообменнике-конденсаторе (если таковой предусмотрен конструкцией). Конденсат сливается в канализацию.

Коротко о некоторых особенностях конструктивного исполнения установок для пресс-вакуумной сушки древесины «Энергия» (производитель - ООО «Энергия-Ставрополь», Россия), а также WDE Maspell (производитель - компания WDE Maspell srl, Италия). В этих установках применяются водяные плоские нагреватели. В камерах других производителей, например, ООО «МВ-Импульс» и ООО «Вояджер-Восток» (обе компании находятся в Уфе), применяются нагреватели с электрическими омическими греющими элементами. Камеры фирмы WDE Maspell комплектуются электрическими водяными котлами, а конструкция камер компаний «Энергия-Ставрополь» позволяет использовать в качестве источников нагрева как электрические, так и газовые водонагревательные котлы.

Соотношение стоимости 1 МДж тепловой энергии, полученной при использовании электроэнергии, пропана и природного газа, составляет сейчас 15:7:1 соответственно, поэтому выгоднее всего для сушки древесины использовать котлы, работающие на природном газе. Понятно, что качество высушенного пиломатериала не зависит от вида используемого энергоносителя, а определяется технологическими режимами сушки и корректной работой автоматики.

Текст: Сергей Бондарь

Сушка это обязательный этап подготовки древесины перед обработкой. Чтобы бревна не деформировались, сушат их в определенных условиях, которые создаются в сушильных камерах. Для домашней мастерской можно сделать сушилку древесины своими руками.

Важность сушки

Издревле при изготовлении изделий из дерева использовался лес, срубленный несколько лет назад. Мебель из сырой или неправильно высушенной доски покоробится либо рассохнется и пойдет трещинами. Высыхая, материал сжимается, сырые балки из дерева со временем поведет, а в стенах сруба появятся щели с ладонь шириной. В сырой древесине заводится плесень. Но и пересушенные доски плохи — материал начинает впитывать влагу, разбухает.

Сушка проводится горячим воздухом или паром, процесс длительный и дорогой, но он придает древесине дополнительную прочность, предупреждает изменение формы и размеров, пиломатериал дольше хранится.

Режимы сушки

Существует несколько режимов сушки пиломатериалов. В сделанных самостоятельно камерах температура повышается поэтапно, выводя из сырья влагу. Технология сушки выбирается с учетом:

• породы древесины;
• габаритов пиломатериалов;
• конечной и стартовой влажности;
• особенностей сушилки;
• категории качества сырья.

Процесс высушивания может быть высокотемпературным или низкотемпературным. Во втором случае первичная обработка осуществляется при температуре, не достигающей 100 градусов.

Низкотемпературные режимы делятся на категории:

• мягкий — в процессе сушки пиломатериалы сохраняют все свои свойства, не изменяется прочность и окраска;
• нормальный — окраска меняется незначительно, немного уменьшается прочность;
• форсированный — при скалывании и раскалывании возможна хрупкость, окраска темнеет.

Изменение температуры среды при низкотемпературном режиме происходит в три стадии. Переход на следующую стадию возможен при достижении древесиной заданной влажности.

Высокотемпературная обработка производится в две ступени. Вторая стадия наступает при снижении влажности сырья до 20%. Такая технология применяется при подготовке дерева для возведения второстепенных конструкций, позволяющих сделать изменение цвета и снижение прочности.

Типы сушильных камер

Высушивание древесины в промышленных масштабах производится в специальных камерах. Влага выводится из пиломатериалов нагретым воздухом и выносится на улицу. В устройстве происходит полный цикл высушивания древесины. Помещение может быть:

• сборным металлическим;
• возведенным из стройматериалов.

Вторые устанавливаются прямо в столярных цехах либо как строения, стоящие отдельно. Стены делают из армированного бетона или кирпича. На крупных предприятиях обустраивают несколько камер, объединенных в модуль с общей системой контроля и подводкой коммуникаций. Воздух циркулирует в сушилке горизонтально или вертикально-поперечно. Древесина в промышленные сушилки может подвозиться по рельсам на тележках, выкладываться вилочными погрузчиками.

Источники тепла в сушилке:

• горячий пар;
• лучистое тепло из специальных устройств;
• нагретые полки стеллажей;
• электроток, хорошо проходящий через мокрые бревна;
• электромагнитное поле высокой частоты.

Камера оснащается основным и дополнительным оборудованием. Основное состоит из систем:

• вентиляции приточно-вытяжного типа;
• теплоснабжения;
• увлажнения.

Дополнительное оборудование это утепление стен и дверей, тележки для укладки материала, психометрическое оборудование, электропривод.

Промышленные сушки управляются автоматически, маленькие самодельные — вручную. Влажность регулируется приточно-вытяжной вентиляцией и увлажнителями. Для измерения влажности в помещении установлен влагомер, собирающий данные одновременно в нескольких местах.

В качестве энергоносителя для нагрева воздуха можно использовать: электричество, отходы обработки дерева, жидкое, твердое топливо.

Виды сушилок

По способу движения воздуха камеры делятся на:

• с естественным;
• с принудительным воздухообменом.

Камеры с естественным воздухообменом малопроизводительны, процесс в них невозможно контролировать. Поэтому используются они все меньше.

По принципу действия выделяются:

• конвективные;
• конденсационные сушилки.

В конвективных камерах древесина обдувается потоками горячего воздуха, тепло передается методом конвекции. Они могут быть глубокими туннельными или камерными. В туннельные камеры бревна загружаются с одного конца и выгружаются из другого, продвигаясь по камере, материал постепенно высушивается. Продолжительность цикла составляет от 4 до 12 часов. Такие камеры устанавливают на крупных лесопилках. Камерные сушилки более компактны, по всему объему поддерживается единый микроклимат. Позволяют подготовить любые типы древесины до необходимой кондиции. Поэтому большинство промышленных сушилок камерного типа.

По технологии конденсационной сушки влага, выделяемая из материала, осаждается на охладителях, скапливается в емкостях и сливается наружу. КПД такого устройства очень велик, но процесс длительный, сопровождается высокими потерями тепла. Технология хороша для подготовки твердых пиломатериалов малыми партиями. Цена оборудования и себестоимость конденсационной сушки ниже, чем конвективной.

Обустройство самодельной сушилки

Для того чтобы сделать своими руками сушилку, можно обойтись без чертежей. Необходимо предусмотреть:

• помещение камеры;
• утеплитель;
• источник тепла;
• вентилятор.

Площадь сушилки, возведенной своими руками, обычно не превышает 9 кв. метров. В помещении квадратной формы проще обеспечить оптимальное движение теплого воздуха. Желательно, чтобы одна стена камеры была выполнена из бетонных плит, другие из дерева. Все стены утепляются изнутри в два слоя: пенополистиролом и фольгированной доской. Прекрасный и бесплатный утеплитель — стружка дерева. А фольгу можно заменить пенофолом, отлично отражающим тепло.

Отдельное помещение сушилки своими руками можно соорудить из алюминия, такое строение прослужит долго. Каркас выполняется из профиля, он обшивается листовым металлом, который снаружи утепляют. Толщина утеплителя не менее 15 см. Пол застилается рубероидом, поверх в качестве теплоизоляции насыпают толстый слой стружки.

Необходимо позаботиться о тщательной герметизации входной двери!

Излучатель тепла можно сделать в виде труб или радиаторов отопления. Температура воды должна быть 65-95 градусов. Нагревается она электробойлером, дровяной печью, газовым котлом. Для небольшой камеры достаточно даже двухкомфорочной электроплиты. Если печь находится непосредственно в помещении, нужно обложить ее кирпичом. Кирпич будет аккумулировать тепло и постепенно излучать его в сушилку. Своими руками оборудовать конвективную камеру легко, установив в качестве источника тепла тепловентилятор.

Обустраивая своими руками сушилку для домашней мастерской по обработке дерева, важно соблюдать меры противопожарной безопасности. Возле строения должен всегда находиться огнетушитель.

Важна постоянная циркуляция теплой воды, которая обеспечивается насосом. Чтобы тепло равномерно распределялось по помещению, устанавливается вентилятор. Рабочее помещение оснащается влажным и сухим термометром.

Для удобства загрузки доски в камеру можно использовать тележку на рельсах. А чтобы увеличить полезную площадь на стенах выстраивают стеллажи.

Пошаговая инструкция выглядит следующим образом:

1. Сооружаем фундамент.
2. Возводим каркас.
3. Обшиваем каркас листами металла.
4. Установка теплоизоляции.
5. Застилаем пол пленкой и опилками.
6. Установка опор из брусков.
7. Установка нагревателей и вентиляторов.

Конструкция самодельной камеры для сушки пиломатериалов в видеоролике: