Вакуумная сушка древесины – технологический процесс, представляющий собой термическую обработку деревянных конструкций под действием постоянного вакуума. Эта технология была разработана в 1964 г. итальянским ученым Эрнесто Паньоцци. Вакуумная сушка сокращает период обработки пиломатериалов и улучшает их физические свойства.
Особенности применения вакуума
У технологии вакуумной сушки есть как положительные, так и отрицательные стороны. Ввиду общей дороговизны она применяется для работы с наиболее ценными и привередливыми породами.
Плюсов в этом методе больше. Применение вакуумной сушки позволяет избежать разрушения пиломатериалов, их растрескивания, коробления или других возможных дефектов. При этом кусок дерева просохнет равномерно вне зависимости от его толщины и длины. На это уйдет сравнительно меньше времени, ведь испарение влаги из дерева в условиях разреженной среды происходит очень быстро.
Необходимое для этого оборудование легко перевозить и монтировать, так что применять его можно в самых разных местах, даже непосредственно на вырубке леса.
Однако техника для вакуумной сушки стоит дорого, поэтому малые предприятия и домашние хозяйства почти никогда не могут себе ее позволить. Несмотря на малый объем камер (до 10 кубометров), устройство потребляет много электроэнергии. Пожалуй, этим ограничиваются его недостатки.
Правила заготовки древесины
Порядок и условия заготовок пиломатериала регулируются в соответствии с Лесным кодексом РФ.
Читать также: Схема подключения счетчика меркурий через трансформаторы тока
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.
Профессиональная сушка
Корпус профессиональной камеры для сушки древесины производится из нержавеющей стали. Для полной герметизации его верх покрывается эластичной резиной, оформленной в рамку из металла. Внутри устанавливаются датчики для измерения влажности.
Специалист управляет камерой снаружи – необходимое для этого оборудование ставят в отдельный тамбур. Обязательно наличие вакуумной помпы, мощности которой хватит на откачку воздуха и скопившегося конденсата.
Для прогревания используются алюминиевые радиаторы (в виде пластин) с водой, которую греют при помощи бойлера снаружи камеры. Из-за отсутствия сложных элементов управлять такой машиной просто.
Для контроля над процессом используются датчики температур и вакуума. Если что-то пойдет не так, то специалист отследит это по показаниям на мониторе.
Но профессиональное оборудование стоит дорого – за камеру среднего объема придется заплатить сумму от 3 миллионов рублей. Зато оно справляется с сырым деревом всего за две недели, в то время как при естественной сушке древесина сохнет годами.
Конкретный срок высушивания зависит от типа и состояния древесины:
- доски из свежесрубленного дуба будут сохнуть около месяца, а свежего сруба и тонкого распила – 15 дней;
- влажные (30%) дубовые доски сушатся от 16 дней, но в тонком варианте (25 мм) – чуть больше недели;
- доски из только что срубленной сосны сохнут 8 суток, а меньшей влажности (30%) – всего 6 дней;
- строительный брус с размерами меньше 150 х 200 мм и влажностью 65% высохнет за 12 дней, однако толстые виды (200 х 300 мм) – примерно 21 сутки.
Время также варьируется из-за различий в настройках приборов для разных пород. Одни породы выносливы, а другие следует обрабатывать в щадящем режиме, постепенно, не спеша.
Работа вакуумной сушилки
Вакуумная сушка древесины делится на несколько этапов. Сначала древесину загружают внутрь камеры. При этом пиломатериалы размещают послойно между алюминиевыми пластинами для нагревания. Специалист настраивает параметры сушки (температуру и давление). Это необходимо для работы с разными породами дерева, после чего можно включать устройство. При сушке давление поддерживается на одном уровне, а температура может меняться.
Обратите внимание! На стадии прогрева используется обычное давление, вакуумная помпа отключена. Это необходимо для предотвращения появления дефектов.
Когда древесина нагревается до необходимой температуры, включают вакуумную помпу. Она удаляет воздух из сушильной камеры, тем самым создавая нужное давление. Влага в древесине перемещается от центра к внешним слоям. Так как при этом материал увлажняется, использовать дополнительные средства не требуется. Равномерное распределение влаги спасает древесину от порчи.
Вышедшая на поверхность материала влага испаряется из-за высокой температуры, оседает на стенках корпуса и выводится помпой.
Вакуумная среда ускоряет этот процесс, ведь испарение начинается уже при температуре в 40 градусов – этого бы не случилось при обычном давлении. Окружающий древесину воздух никогда не нагревают до температуры больше 70 градусов. Верхнее резиновое покрытие камеры при откачивании втягивается внутрь и давит на доски, создавая своеобразный пресс.
Завершающий этап – кондиционирование. Его применяют только после достижения древесиной необходимой влажности. Нагревание приостанавливают, но вакуумную помпу не отключают. Дерево постепенно остывает, продолжая находиться под прессом, который необходим для предотвращения изменений в форме материала. Когда температура становится комнатной, помпу отключают и достают древесину из устройства.
Сушильные камеры и их устройство
Оборудование для сушки (камеры) имеют цилиндрическую или коробчатую форму, обшитую снаружи металлическими листами. Сырой древесный материал может изначально помещаться в штабеле внутрь или укладываться на специальные полки.
Конвекция обеспечивается компрессорными установками, а подогрев воздуха производится в радиаторных теплообменниках. Подача воздуха осуществляется сверху, поскольку после контакта с древесной загрузкой и испарения влаги температура воздушной смеси понижается. Это вызывает увеличение ее плотности и спускание холодного увлажненного воздуха в нижнюю часть камеры.
Сушильные устройства бывают периодического и непрерывного действия. В периодических системах работа прерывается на время выгрузки высушенной партии и загрузки нового блока древесины. Сушилки непрерывного действия обеспечивают постоянное движение штабелей из «влажной» части камеры в «сухую», а погрузка ведется по мере освобождения внутри свободного пространства.
На этом видео — подробно описано устройство для вакуумной сушки древесины своими руками:
Оборудование помещения своими руками
Вакуумная сушилка для древесины, сделанная своими руками, обойдется дешевле, чем покупка профессионального устройства. Для этого потребуется выделить камеру и обустроить ее источником тепла и вентилятором.
Использование недорогой тепловентиляции вместо мощного насоса – основный пункт экономии. Поэтому установить агрегат лучше в просторном помещении. Оно должно быть проветриваемым, чтобы воздух внутри корпуса мог постоянно обновляться, крытым и достаточно сухим, иначе дерево может заразиться плесенью или другими болезнями.
Камера
Самый хороший вариант корпуса для сушильной камеры – железный конвейер. Дешевле использовать бывший в употреблении (их активно используют на железной дороге), но придется побеспокоиться о его чистоте.
Для дела подойдет контейнер для морских транспортировок, нужно лишь поискать более герметичную модель. А также можно использовать старый металлический лом и сварить камеру самостоятельно. Это самый экономный вариант.
Для сохранения внутреннего тепла стены надо утеплить пенопластом и отделать вагонкой. Лучше приобрести специальный утепляющий материал для отражения, но можно использовать фольгу или пенофол, при этом второй вариант предпочтительнее.
Оборудование
Когда камера готова, приступают к сборке и установке нагревательного прибора и вакуумного насоса. Отопительную систему сушилки нужно монтировать отдельно от общего отопительного контура, ведь она должна стабильно и независимо функционировать. Подбирают радиатор, способный нагревать воду до 65-90 градусов.
Важно! Чтобы тепло при сушке распределялось равномерно, потребуется установить вентилятор.
Это обязательный этап, так как неравномерный нагрев портит качество древесины. При собственноручном строительстве сушилки уделяют большое внимание пожарной безопасности.
Для облегчения загрузки дерева нужна система погрузки. Так, можно использовать тележки на рельсах или вилочный погрузчик. Сырье можно сушить как на полках, так и прямо на полу. Если важна сохранность древесины, то необходимо установить датчики температур, что поможет контролировать процесс. Это особенно важно для дорогих пород дерева. Если конструкция построена правильно, то температура в камере будет меняться равномерно.
Создание сушильной камеры
Готовое помещение
Сушильная камера промышленного производства
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:
- Поскольку удаление влаги из древесины требует значительных затрат энергии, то площадь сушилки нужно выбирать исходя из планируемых объемов материала .
- 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.
- Окна в сушилке обязательно закладываем кирпичом . Двери расширяем таким образом, чтобы мы могли беспрепятственно загружать обрабатываемый материал.
Для обработки можно использовать старый гараж или сарай
Обратите внимание! Для вентиляции оставляется либо небольшая форточка, либо продух, в который в дальнейшем мы выведем воздуховод.
- 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:
- Под конструкцию закладываем ленточный или столбчатый фундамент. Поскольку масса сооружения будет невелика, то и основание делаем неглубоким.
- 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.
- 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.
Читать также: Как сделать ножеточку своими руками видео
Фото изнутри металлического сооружения
- На пол укладываем плотную гидроизоляционную мембрану, которую засыпаем слоем опилок.
- Устанавливаем двери, которые должны закрываться как можно плотнее. Для дополнительной герметизации можно усилить дверную коробку брусьями с прикрепленными резиновыми листами.
- 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:
- Для начала делаем опоры, на которые будет устанавливаться штабель досок. На полу закрепляем конструкции из деревянного бруса, позволяющие приподнять высушиваемый материал примерно на 10-15 см над уровнем пола доля обеспечения циркуляции в нижнем слое воздуха.
Доски на поддоне с поперечными прокладками
- 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.
Вариант с пристенными стеллажами
- 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.
- 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.
Размещение вентиляции и обогрева
- 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.
Комплексная система обогрева и вентиляции
