Процесс сушки древесины
Первостепенной задачей такого процесса, как сушка древесины, является процесс испарения излишней влажности из древесного материала. Данные процессы протекают постепенными этапами:
- Изначально происходит высыхание поверхности древесины;
- Далее изнутри дерева происходит выделение влаги снова на поверхность;
- Затем происходит повторение просушки поверхностных слоев дерева.
Процесс высушивания древесины
По итогам данного процесса происходит своеобразное выравнивание режима влажности дерева и окружающего воздуха. В принципе, данный процесс досконально изучен за тысячелетия использования дерева в строительстве: хотя, на сегодняшний день, появляются все новые и новые технологии.
Полезная информация. Заготовку древесного материала лучше производить в осенние и зимние периоды, когда нет процессов сокодвижения в деревьях.
Зачем высушивать древесину
Как говорилось выше, в срубленном дереве находится много воды (от 30 до 50%), а любой профессионал знает, что влажность лесоматериалов должна находиться в равновесии с влажностью той окружающей среды, где будет использоваться конечный продукт. В противном случае плохо высушенный материал может существенно снизить надежность постройки. И наоборот, слишком большая потеря влаги приводит к тому, что древесина сжимается, появляются перекосы и трещины.
Влажная древесина имеет худшую прочность клеевых соединений, у нее плохо обрабатывается поверхность и ниже некоторые другие механические и физические свойства.
Технология сушки
Существует несколько видов технологии просушки, используемых в промышленности. Все они могут различаться по видам используемого типа оборудования, а также по разнообразным способам процесса передачи самого тепла к материалу, который подвергается высушиванию.
Распределение потоков холодного и теплого воздуха при сушке
В основном, технологические процессы просушивания разных видов древесины, разделяются на такие типы:
- способ кондуктивного высушивания;
- находят свое применение и радиационные технологии;
- основной, для просушивания материала, является технология использования электричества
- технологический процесс конвективной просушки дерева.
Конвективная сушка дерева
Способы измерения влажности
Влагомер ВПК-12М
Влажность измеряют прямым и косвенным методом.
Прямой метод предполагает отбор и высушивание образцов древесины. Образец помещается в сушильный шкаф, полностью высушивается, после взвешивается. Затем массу высушенного образца сравнивают с массой образца до сушки. Такой метод является достаточно точной (погрешность не более 1%), но в то же время очень продолжительный, что затрудняет его использование.
Косвенный метод использует электровлагомеры. Они измеряют удельное электрическое сопротивление исследуемого материала, которое в свою очередь зависит и изменяется в зависимости от влажности.
К косвенным методам относятся:
- Кондуктометрический метод. С торца пиломатериала вводят трехигольчатый электрод и пускают электрический ток. По степени его распространения определяют влажность древесины.
- Для измерения влажности древесной стружки используют датчик. Между электродными дисками разборного стакана укладывается и прессуется небольшое количество стружки.
- Четырёхигольчатый зонд применяют для измерения влажности древесно-стружечных плит.
Косвенный метод измерения влажности отличается скоростью и удобством, но в то же время имеет большую погрешность измерения (1-10 %)
Способы сушки древесины
На сегодняшний день существует великое множество самых разнообразных способов и методов просушки сырой древесины. Но, все же, существует несколько основных и наиболее часто применяемых методов просушивания дерева:
- Cпособ естественной или атмосферной просушки: является самым дешевым, простым по методу организации процесса, но в тоже время и самым длительным по времени; кроме того, для данного метода необходимо наличие больших площадей.
- Камерная сушка дерева является не очень продолжительным процессом: высыхание длится около недели, могут возникать такие недостатки, как растрескивание либо неравномерный процесс просыхания.
- Инфракрасный способ является одним из высококачественных: быстрые этапы просушки, простота применения, низкий расход электричества, неподходящий способ для закрытых типов помещений.
- Метод вакуумной просушки является наиболее быстрым, не приводит к появлению разнообразных деформаций, минусы: большая цена на оборудование, большие затраты на электроэнергию.
- Просушка конденсационным способом является быстрой — на выходе получаем материал высокого качества, она наиболее подходит для крупногабаритного материала.
Полезная информация. В некоторых случаях производится просушка на бетоне, который активно производит впитывание влаги. Дерево укладывают на бетонное основание и постепенно проворачивают.
Вакуумная сушка
Сушка древесины вакуумным методом подразумевает использование специальных вакуумных сушильных камер. Данное оборудование состоит из особой герметичной камеры, выполненной из такого материала, как нержавейка. По верху камеры располагается покрытие из резины, которое закрепляется при помощи металлической рамки.
Закладывание древесины для просушки происходит послойно, промеж данных слоев укладываются особые пластины из алюминиевого сплава. В самих этих пластинах из алюминия происходят процессы циркулирования горячей жидкости: подача данной жидкости производится от внешнего бойлерного аппарата с использованием специального помпового устройства. Создание вакуумной атмосферы производится при помощи вакуумной помпы.
Метод вакуумной просушки в специальной камере
Древесина закладывается в данную камеру, затем происходит выставление уровня вакуумного давления и установка температурного режима. Процесс просушки происходит в несколько этапов:
- первоначально производится прогревание древесины без включения вакуумного давления;
- далее происходит непосредственно сам процесс просушки при наличии вакуумного давления;
- последним этапом является проветривание и процесс охлаждения дерева: также, под воздействием вакуума.
Просушивание древесины в сушильных камерах
Использования разнообразных сушильных камер позволяет оперативно высушить древесный материал. Процессы просушки могут занять примерно неделю по времени. Имеется возможность покрытия древесины специальными антикоррозийными средствами: данная обработка в значительной мере помогает оградить дерево от воздействия микробов, плесени.
Загрузка древесины в специальные камеры для высушивания
Но существуют и недостатки таких методов высушивания древесного материала. К ним относится возможность появления самых разнообразных трещин, других видов деформации дерева: так как происходят неравномерные процессы просушивания. Возникают процессы изменения структурного характера древесины, из-за чего в дальнейших процессах обработки данного материала могут выскакивать самые разнообразные производственные браки.
Деформация древесины — возможные варианты при сушке
Но на сегодняшний день данный метод высушивания дерева является наиболее популярным у производителей древесного материала: происходит это из-за простоты использования, невысокого по стоимости оборудования, сравнительно небольших сроков просушки.
Домашняя сушка древесины — как выполнить своими руками
Изначальный этап такого процесса, как высушивание древесины, в любом случае должен проходить под воздействием атмосферных условий, т.е. в условиях улицы. На данном этапе происходит достижение уровня влажности древесины: примерно, в двадцать процентов.
Необходимо уложить заготовки в штабель, который должен располагаться на подставках: следует устроить внутри самого штабеля воздушные проходы, способствующие равномерному высыханию древесины.
Древесина уложенная штабелями на подставки
Процесс окончательной сушки следует производить в условиях теплого, достаточно сухого помещения. В том случае, если в помещении избыточная влажность, произойдет обратный процесс впитывания воды самим деревом. Лучше всего повесить деревянные заготовки поближе к потолку.
Иногда применяется корневой способ сушки, когда на дереве снизу производят широкую очистку от коры. Постепенно дерево прекращает процесс движения соков, а в дальнейшем остается только дождаться полного высыхания.
Может применяться вываривание в кипятке. Подходит для маленьких заготовок. Деревянные заготовки помещают в кастрюлю с водой, хорошенько кипятят несколько часов, а в дальнейшем выносят для просушки. Похожим является метод пропаривания в парафине. Практически идентичен кипячению в воде.
Толковый хозяин легко сможет соорудить своими руками подобный бункер для сушки
Существует еще один способ, при котором дерево подвергается обертыванию несколькими слоями сухой газеты, а затем обертывается в полиэтиленовую пленку, в которой делаются небольшие отверстия. По мере впитывания влаги следует несколько раз заменить слои газеты.
Полезная информация. Если использовать для просушки газеты, то высыхание должно произойти примерно за три-четыре дня: не рекомендовано ускорять данный процесс.
Плюсы и минусы
Атмосферная сушка используется на протяжении многих лет. Особенность метода заключается в том, что его можно реализовать в домашних условиях без дополнительного оборудования. Основные преимущества:
- не придется тратить финансы на топливо и электроэнергию;
- строить дополнительное помещение для сушки не нужно;
- метод не предполагает использования дорогостоящего оборудования, значит, не нужно и навыков работы с ним;
- нет потребности в дополнительном персонале или трудозатратах.
Недостатком атмосферного просушивания можно считать длительность процесса. Для доведения дерева до нужного состояния может понадобиться год и даже больше. Точное время зависит от характеристик материала, условий проведения сушки, времени года и погоды
Также важно четко соблюдать технологию
Если просушивать дерево неправильно, то оно будет прогреваться внешне, но не внутри. В таком случае слишком велик риск серьезных деформаций.
Как правильно высушить древесину, чтобы в ней не появились трещины?
Правильные процессы просушивания древесины являются залогом получения качественного материала, без образования разнообразных трещин и других деформаций древесины.
Стрелками указан процесс испарения лишней влаги из древесины
Сушка древесины под воздействием атмосферного воздуха предполагает наличие воздействия погодных условий, потому может произойти изменение вида под влиянием сильного солнца, дождя.
Следует располагать проветриваемую древесину под навесами. Процесс просушивания следует организовать сразу же после процесса распиливания дерева. Необходимо правильно располагать штабеля с древесиной, делать зазор между штабелем и поверхностью земли не менее пятисот миллиметров, используя для этого разнообразные подкладки.
Между рядами в штабелях следует устраивать воздушные каналы, для более равномерного процесса сушки. Дабы предупредить процессы растрескивания, следует обработать торцы дерева при помощи олифы, либо любых видов масляных красок.
Автоматические процессы высушивания в этом смысле являются более простыми, так как необходимые данные уже заложены в основу программ.
В сушилках-автоматах необходимым условием для избегания процесса деформирования требуется неукоснительное соблюдение технологии высыхания древесины.
Подбор текстурного рисунка древесины
Начинающие столяры часто не обращают внимания на текстурный рисунок, ошибочно считая все доски одинаковыми. А зря, ведь от этого во многом зависит внешний вид изделия. Материал с интересным рисунком можно использовать для изготовления филёнок или крышки шкатулки, а прямослойные доски отлично подойдут для рамных деталей и щитовых заготовок. При наборе щита потратьте немного времени на то, чтобы рисунок на одной детали совпадал с другой. Так изделие будет выглядеть более привлекательно, а стыки станут менее заметными.
Оборудование для сушки древесины
На сегодняшний день существует великое множество производителей оборудования для просушки древесины, также как и множество видов самого оборудования. Рассмотрим наиболее часто применяемые из них.
Камеры конденсационного сушения
Камера конденсационного сушения дерева
Камеры конденсационного сушения являются довольно новым типом оборудования. Обладают низким уровнем потребления электричества и являются незаменимыми там, где кроме электричества нет других видов энергии. Но у них небольшие объемы загрузки, из-за чего процесс высушивания более долгий.
Вакуумные сушилки и принцип их работы
Вакуумные сушилки являются более дорогими по своей стоимости и по использованию электроэнергии. Основным плюсом данного вида оборудования является быстрый процесс высыхания дерева. Процесс управления осуществляется через работу микропроцессора.
Вакуумная сушилка для древесины — принцип работы
Микроволновые сушилки для древесины
Микроволновые сушилки являются достаточно мобильными, небольших габаритов, обладают показателями малого расхода электричества. При этом страдают малым объемом загрузки. Существует возможность неравномерного высушивания. К тому же, могут происходить процессы возгорания материала.
Осуществляя подбор оборудования, следует рассматривать погодные условия конкретного региона, учитывать площади будущего бизнеса, расценки на источники энергии для данной местности и ориентироваться на виды производимых материалов.
Какие пороки могут образоваться?
В процессе проведения работ по просушке древесных пиломатериалов у заготовок могут появляться дефекты древесины, которые принято подразделять на скрытые и явные, то есть видимые невооруженным глазом. Если напряжение естественного натяжения древесных волокон превышает допустимые пределы, то образуются видимые дефекты, к которым принято относить любые трещины, поражения грибками или плесенью, выпадение сучков, изменение цвета древесины в сторону потемнения, а также коробление заготовок.
Появление скрытых дефектов происходит после образования напряжений древесных волокон, чему способствует неравномерное распределение влаги относительно сечения заготовки. Кроме того, скрытым дефектом считается и неравномерное просушивание материала, чаще всего такое наблюдается при штабелировании заготовок во время сушки. Появление на древесине трещин, сморщивания, а также коробление вызваны, как правило, неравномерным просушиванием. Такого рода дефекты можно увидеть на торцевых срезах заготовок, кроме того, они могут проявляться и в виде внутренних или поверхностных трещин, расположенных на плоскости доски.
Появление растрескивания в торцевых частях заготовок является наиболее распространенным видом дефекта, который проявляет себя ранее других видов брака просушки. Объясняется это тем, что испарение влаги на торцевых частях доски или бруса происходит ввиду большой влагопроводности древесных волокон, расположенных в долевом направлении. Потеря влаги вызывает усушку и натяжение волокон. Чем выше степень такого напряжения, тем больше вероятность образования трещин, которые чаще всего появляются в радиальном направлении. Избежать такого дефекта помогает правильно выбранный режим сушки, который не станет причиной превышения предела прочности волокон древесины.
Образование растрескивания древесного материала происходит поэтапно. В начале этого процесса появляются неглубокие и небольшие трещинки, направление которых ориентировано вглубь толщи материала на 4-5 мм. Если на этом этапе продолжить процесс сушки с теми же параметрами, то незначительные растрескивания станут расширяться, они могут пойти еще глубже в структуру древесины и пронизывать всё сечение заготовки.
Что касается такого дефекта, как коробления, то на пиломатериалах оно бывает винтообразное, а также продольное и поперечное. Все виды коробления могут присутствовать даже на одной заготовке, но ярко выражен будет только один из них. Чаще всего поперечному виду коробления подвержены пиломатериалы, имеющие широкую площадь поверхности от 20 см и более. Особенно часто этот дефект бывает виден при распиловке смешанного или тангентального типа.
При радиальном виде распиловки заготовки подвержены короблению довольно редко. На скручивание пиломатериала или продольное его коробление влияет и качество древесины. Например, такой дефект чаще всего возникает, если исходная заготовка имеет крень или косослой древесных волокон, но такие заготовки целесообразно выбраковывать еще до начала выполнения процесса сушения. Коробление является последствием нарушения технологии выполняемого процесса сушения древесины. В процессе хранения к образованию этого дефекта может привести недостаточное число прокладок между досками, а также разная высота таких прокладок.
Если выгружать из сушильной камеры неостывшие материалы сразу же после окончания цикла сушения, то есть риск, что деревянные заготовки будут подвержены после остывания процессу коробления. Чтобы избежать появления такого дефекта, потребуется не только соблюдать технологию процесса сушения материала, но и правила его хранения. С этой целью в штабеле из пиломатериалов 2-3 верхних ряда заготовок закрепляют в специальные пневматические зажимы, а иногда поверх просушенных досок еще и равномерно укладывают давящий на них груз.
Почему нужно сначала разобраться?
В большинстве своих случаев свое небольшое дело или хобби дающее дополнительный заработок связанные с переработкой древесины, требуют такую операцию как высушивание древесины. Раньше для того чтобы войти в этот бизнес требовались огромные затраты, на строительство и покупку сушилки, на оборудование для переработки.
Поэтому прежде чем вкладываться в какое то мероприятие нужно все просчитать и сделать для себя конкретные выводы. К примеру если бы я организовывал свое небольшое производство с сушкой древесины, я бы сделал расчеты и предусмотрел следующие вещи:
- Во сколько обойдется мне высушивание одного кубометра пиломатериала с учетом затрат на сам процесс и персонал;
- Какая прибыль в месяц у меня будет от организации такого комплекса;
- Сколько будет стоить организация своего комплекса;
- За какой срок окупится организация своего комплекса;
- Если я делаю какую то продукцию из сухой доски, то какая экономия будет у меня с одного куба пилмата и в месяц;
- По какой цене я буду покупать доску сырую и по какой можно купить сухую;
- На сколько мне выгоднее сушить самому пиломатериал чем покупать его;
- Что я буду делать с тем пиломатериалом, который в процессе высушивания пришел в негодность, потрескался, посинел.
Сегодня, я выскажу свое мнение, об организации процесса в небольших объемах.
