Технология вакуумной сушки древесины

Вакуумная сушка древесины

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.

Вакуумные камеры для сушки древесины

В вакуумных камерах лесоматериалы сушатся в условиях высокого давления 700 мм рт. ст., но низкой температуры 45 С. В этих устройствах специально создается вакуум, что влечет за собой большие затраты электроэнергии.

Вакуумная сушка является крайне дорогим методом сушения лесоматериалов по ряду причин:

• дорогостоящие вакуумные камеры
• огромное количество мощности электроэнергии для правильной работы
• небольшая загрузка, примерно 5-8 м 3 .

В подобных устройствах лесоматериалы сушатся на протяжении одного-двух дней. Например, чтобы высушить 40 м 3 доски понадобится примерно от 8-16 дней. А если осуществляется вакуумная сушка бруса, то времени понадобится еще больше.

Вследствие дороговизны процесса вакуумная сушка древесины осуществляется, преимущественно, для дорогостоящих сортов лесоматериалов, таких как дуб, ясень, бук, кедр. В таких случаях требуется высушить не большое количество пиломатериала. Для массового изготовления пиломатериалов применяют конвективные сушильные камеры, потому что они более доступны и имеют низкую себестоимость.

Несколько примеров вакуумной сушки:

• дубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 28 – 35 дней
• дубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 16 – 18 дней
• дубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 15 дней
• дубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 9 дней
• сосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 5 -6 % примерно за 8 дней
• сосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 5-6 % за 6 дней
• строительный брус 100 х 100 мм и 150 х 200 мм с уровнем влажности 65 % высохнет до уровня влажности 6 % на протяжении 8 – 12 дней. Брусу 200 х 300 мм для достижения таких же параметров понадобится 22 дня.

В условиях вакуума сушка древесины происходит более мягко. Однако и при таком методе сушения возможно растрескивание. Дерево – это живое сырье. Древесины присущи разные виды напряжений. Эти напряжения зависят от местности, в которой выросло дерево, от метода распила, от возраста. Во время сушки древесины даже в таких камерах не все напряжения снимаются равномерно.

Как происходит вакуумная сушка древесины

Нагнетание вакуума внутри камеры, где осуществляется высушивание лесоматериалов, в значительной степени изменяет физический характер протекания тепло-массообменных процессов в древесине. Сушка реализуется по действием постоянного вакуума 0.95 Мпа и пара, образующегося из влаги лесоматериалов. Поскольку происходит естественное движение агента сушки со скоростью до 0.3 м/сек нет необходимости использовать вентиляторы, системы увлажнения пиломатериалов, устанавливать сухой /мокрый термометр. Контролируют сушку датчики влажности пиломатериала. К примеру, в ходе сушки дубовых пиломатериалов от начального уровня влажности 65 % до остаточного – 6%, выделяется около 450 литров влаги. Если загрузить в камеру максимальные 12 м 3 дуба толщиной 55 мм, то суммарное количество влаги достигнет 5 400 литров.

Сегодня все компании, выпускающие сушильные вакуумные камеры, имеют сертификаты соответствия европейским стандартам. В таких устройствах можно сушить одновременно различные сорта древесины.

• остаточный уровень важности составляет от 6 до 0.5%
• перепад уровня влажности по штабелю не превышает 1 %
• перепад уровня влажности по толщине и длине доски не превышает 0.9 %.

Вакуумная сушка древесины своими руками

Процесс сушки очень выгоден при осуществлении своими руками. Однако приобретать заводскую вакуумную камеру дороговато, в этом разделе мы расскажем, как сделать ее своими руками. Сушку в домашних условиях можно осуществить в специальной камере, для обустройства которой нужно просторное помещение, источник тепла, а также вентилятор для распределения тепла внутри камеры.

Наилучшим вариантом для создания камеры является железный конвейер. Не обязательно покупать новый, можно найти и б/у. Кроме этого можно сварить камеру самостоятельно из старого железа.

Для того, чтобы сохранить тепло внутри камеры стены нужно утеплить пенопластом и обделать вагонкой. Кроме пенопласта подойдет минеральная вата и любой другой утеплительный материал. Для того чтобы тепло отражалось от поверхности необходимо постелить специальный материал. Можно воспользоваться фольгой или пенофолом. Кстати, теплоотражающие и сохраняющие качества пенофола намного выше.

После этого можно приступать к сборке нагревательного прибора. Всю отопительную систему обязательно монтируют отдельно от других отопительных контуров, она должна постоянно функционировать. Подойдет отопительный радиатор, который нагревает воду до 65-90 градусов. Для равномерного распределения тепла в камере стоит приобрести вентилятор. Без него сушка будет происходить не равномерно, а конечный продукт будет иметь низкое качество. Не забывайте про правила пожарной безопасности во время создания вакуумной сушилки.

Еще один важным моментом можно назвать создание системы погрузки пиломатериала в камеру. Для этой цели можно воспользоваться тележками, которые двигаются по рельсам или вилочным погрузчиком. Сырье на просушку складывают на полки или же прямо на пол. Чтобы осуществлять контроль за процессом сушки нужно установить специальные датчики – термопары и датчики давления. Если грамотно подойти к этому мероприятию, то у вас получится камера для сушки качественных пиломатериалов.

После загрузки сырья в камеру дверь плотно закрывается и начинается процесс сушки. В таких условиях связанная и свободная жидкость будет плавно перемещаться от центра к периферии, что гарантирует качественную и равномерную сушку материала. Сухие верхние клетки пиломатериала впитывают жидкость из клеток, находящихся ближе к сердцевине. Вначале просыхают тонкие места, далее влага из толстых слоев перемещается в уже высохшие, делая их влажными.

Для предотвращения смещения на пиломатериалы наносят специальную смесь, которая делается из мела и олифы. Чаще всего эту смесь наносят на торцевые части заготовок.

Технологические режимы вакуумной сушки пиломатериалов при конвективных методах подвода тепла

В последние годы в России начался рост малых и средних предприятий по производству столярно-строительных изделий и мебели, потребляющих пиломатериалы и заготовки из древесины хвойных, лиственных и, особенно, твердых лиственных пород. Таким производствам, выпускающим изделия по европейским стандартам, потребовалась высококачественная сушка древесины. Возникший спрос на качественную и одновременно непродолжительную сушку привел к росту предложения вакуумных камер на рынке сушильной техники. Применение вакуумных технологий позволяет получить экономический эффект при сушке дорогих твердых пород древесины не только за счет сокращения продолжительности процесса, но и благодаря снижению температуры сушки, что, кроме того, уменьшает деструкцию древесины, и не влияет на изменение цвета.

Однако при реализации вакуумных способов возникают существенные трудности подвода тепла в условиях пониженного давления. Известные способы подвода тепла в вакууме являются дорогостоящими (ТВЧ- и СВЧ-энергия) или отличаются трудоемкостью процесса и неудовлетворительным качеством (контактные методы). Поэтому наиболее перспективными в области вакуумной сушки древесины исследователи считают способы при конвективном теплоподводе.

Существующие в настоящее время технологические режимы вакуумной сушки пиломатериалов с конвективным подводом энергии в основном получены разработчиками аппаратов чисто эмпирическим путем и отличаются большой разнообразностью. Каждый из этих режимов имеет свои преимущества и недостатки перед аналогами, и поэтому чаще всего ориентирован на определенный сортамент пиломатериалов.

Весь широкий спектр вакуумных технологий сушки древесины с подводом тепловой энергии конвекцией можно классифицировать следующим образом:

1. «импульсные» технологии, сушильный процесс в которых складывается из последовательно чередующихся стадий прогрева пиломатериала и вакуумирования;
2. конвективная сушка пиломатериала при пониженном давлении среды;
3. сушка древесины в жидкостях, над поверхностью которых давление ниже атмосферного.

Рассмотрим основные технологические особенности представленных классов.

Сущность «импульсных» технологий заключается в проведении сушильного процесса циклически. На первой стадии цикла (так называемой стадии «импульса») материалу передается тепловая энергия, которая в дальнейшем будет являться движущей силой процесса удаления влаги. На стадии нагрева материал обдувается горячим теплоносителем при давлении среды равном или близком к атмосферному. В этот период температура древесины повышается, что сопровождается испарением влаги с ее поверхности. Влажность несколько снижается. Движение влаги внутри материала проходит под действием градиента влажности. Стадия «импульса» длиться до прогрева древесины в центре до температуры, превышающей температуру кипения воды при пониженном давлении на стадии вакуумирования.

На второй стадии (стадии вакуумирования) начинается интенсивное испарение влаги с поверхности материала. Температура поверхности снижается, быстро достигает температуры кипения, а затем продолжает падать. В полостях клеток происходит вскипание воды, образовавшийся водяной пар движется к поверхности под избыточным давлением. При этом часть пара удаляется из древесины, а часть, при контакте с охлажденными поверхностными зонами конденсируется. Водяной пар, покинувший древесину, образует вокруг нее среду практически чистого насыщенного или перегретого пара. В результате этого, влага удаляется при достаточно высокой влажности поверхности и, следовательно, малом ее перепаде по толщине материала, что позволяет избежать значительных сушильных напряжений и больших остаточных деформаций.

В период выдержки досок в вакууме при удалении свободной влаги ее движение проходит под действием градиентов давления, влажности и температуры, а при влажности древесины ниже предела насыщения – градиентов влажности и температуры. Этим и обеспечивается высокая интенсивность вакуумной сушки. Вакуумирование прекращается после падения температуры в центре материала ниже температуры кипения воды при данной глубине вакуума.

Среди «импульсных» технологий наибольшее распространение получил вакуумно-конвективный способ сушки, где на стадии прогрева материала используется горячий воздух. Данный метод хорошо себя зарекомендовал при сушке дубовых пиломатериалов. Однако в производственных условиях нередко возникала сложность регулирования режимных параметров горячего воздуха.

Поскольку известно, что удаление влаги из древесины в процессе её прогрева зачастую приводит к нарушению целостности поверхностных слоев, то древесину необходимо быстро прогреть без испарения из нее влаги, для чего в камере должна быть создана высокая степень насыщенности среды. Степень насыщенности при влажности древесины выше 25 % устанавливают в интервале 0,98 – 1, при влажности ниже 25 % – 0,90 – 0,92. Таким образом, использование горячего воздуха на стадии прогрева древесины возможно лишь в комбинации с насыщенным паром. В противном случае может наблюдаться снижение качества пиломатериала.

Поэтому развитием вакуумно-конвективного метода стала технология вакуум-осциллирующей сушки пиломатериалов, разработанная сотрудниками кафедры переработки древесных материалов КГТУ, при которой прогрев древесины происходит в среде перегретого пара при отсутствии воздуха в полости аппарата. Предварительное удаление воздуха из вакуумной камеры приводит к отсутствию фазового сопротивления (технология по своей сути близка к системе «тепловая труба»), способствуя тем самым более интенсивному прогреву пиломатериала. Стадия прогрева при этом состоит из двух периодов (см. рис.1.):

1. прогрев поверхностных слоев материала за счет конденсации пара;
2. общий прогрев древесины в среде перегретого пара.

Применение перегретого пара для прогрева является целесообразным и с точки зрения релаксации внутренних напряжений, возникших на предыдущей стадии вакуумирования, поскольку в начале стадии прогрева конденсирующийся на холодной поверхности материала пар выполняет роль промежуточной тепловлагообработки. Предложенная технология упрощает регулирование процесса и позволяет ускорить сушку за счет сокращения продолжительности стадии прогрева.

Одной из разновидностей «импульсной» технологии является сушка древесины «сбросом» давления. Физической основой этого метода является максимальное использование эффекта от интенсивного молярного переноса пара, возникающего после предварительного прогрева влажного пиломатериала под давлением и последующего быстрого его снижения до давления ниже атмосферного, с этой целью используется вакуумный ресивер. В момент «сброса» давления во всем объеме тела происходит бурное вскипание влаги, между центром и поверхностью образца образуется перепад давления, способствующий формированию направленного к поверхности частицы потока влаги в виде пара. На своем пути поток пара увлекает капельки жидкости, а при встрече со сплошными водяными пробками проталкивает их к поверхности образца. Регулируя процесс вскипания, то есть скорость понижения давления среды, можно добиться, чтобы вместе с паром из материала удалялось до 40% влаги в жидком виде (эффект, аналогичный механическому обезвоживанию).

Однако при резком «сбросе» давления существует опасность разрушения или видоизменения структуры пиломатериала, поэтому при удалении влаги данным методом необходим индивидуальный подход к сушке каждой партии материала. Кроме того, необходимость создания вакуумного ресивера, позволяющего производить «сброс» давления ниже атмосферного и соразмерного по своим габаритам с вакуумной камерой непосредственной сушки, приводит к значительному удорожанию всей сушильной установки.

Конвективная сушка пиломатериала при пониженном давлении среды является частным случаем традиционной конвективной технологии и также может осуществляться в среде горячего воздуха и перегретого пара. Основное технологическое отличие данного способа состоит в том, что сушка происходит в разреженной среде, за счет чего возможно использование более низких температурных режимов.

Различают несколько технологических схем конвективной сушки в разреженной среде: в сочетании с «импульсной» технологией в интервале определенной влажности древесины или как самостоятельный метод сушки. Как самостоятельный метод удаления влаги данный способ используется в основном для сушки мягких пород древесины, когда использование «импульсных» технологий является нецелесообразным вследствие сложного технологического регламента.

Один из возможных технологических режимов, предложенный сотрудниками КГТУ и представленный на рис.2, предусматривает прогрев пиломатериала при атмосферном давлении, стадию сушки при понижающемся давлении среды, сушку при постоянном остаточном давлении и при снижении средней влажности древесины ниже 20% – сушку при регулируемом повышении давления в зависимости от влажности древесины.

Известна также схема, разработанная сотрудниками МГУЛ, по которой процесс проводят в вакууме глубиной 0,085 – 0,090 МПа с конвекцией сушильного агента при скорости 15 – 20 м/с. Сушка ведется циклами «работа-пауза» при постоянной глубине вакуума. На стадии «работа» происходит сушка в среде, температура которой выше температуры точки кипения воды при заданном давлении. Эта стадия характеризуется высокой интенсивностью процесса за счет большого градиента влажности по толщине материала. Ввиду малой продолжительности, возникающие сушильные напряжения сравнительно малы, а деформации носят, в основном, упругий характер. На стадии «пауза» система циркуляции отключается и происходит выравнивание влажности по толщине материала и уменьшение сушильных напряжений. Снижение градиента влажности компенсируется возникающим в материале положительным градиентом температуры за счет снижения температуры поверхности, поэтому скорость движения влаги в древесине сохраняется на прежнем уровне.

Продолжительность стадии «работа» определяется возникающими сушильными напряжениями, которые не должны превышать предела упругости. На стадии «пауза» продолжительность устанавливается из условия выравнивания температуры центра и поверхности и прекращения движения влаги под действием градиента температуры.

Такой способ вакуумной сушки, как утверждают разработчики, резко повышает ресурс работы вакуумного насоса и снижает потребление им электроэнергии.

Вакуумная сушка древесины в жидкостях является частным случаем сушки в гидрофобных жидкостях и получила название совмещенной сушки-пропитки, поскольку в качестве агента сушки используют антисептические пропиточные масла, а после завершения удаления влаги из древесины проводят пропитку под давлением.

Основным видом влагопереноса в данном случае является молярное перемещение пара под действием градиента избыточного давления внутри материала, поэтому удаление влаги из древесины возможно только при температуре жидкости выше точки кипения воды при данном давлении.

В условиях вакуумной сушки древесины с подводом тепла от жидкого теплоносителя над поверхностью материала барометрическое давление отсутствует, поэтому удаление влаги из материала происходит при температуре жидкости выше точки кипения воды при давлении столба гидрофобной жидкости. Такая схема ведения процесса позволяет снизить температуру среды до 80 – 90 °С, что существенно ниже по сравнению с традиционной сушкой в жидкостях, где температура поддерживается в интервале 120 – 130 °С. Тем самым вакуумная сушка древесины в жидкостях позволяет предотвратить возникновение значительного перепада влажности по сечению древесины, а значит и развития разрушающих сушильных напряжений.

Такой способ применяют для обработки шпал и других крупномерных сортиментов, к которым не предъявляются требования по внешнему виду.

Вакуумная сушка древесины в сушильных камерах: технология, особенности и способы

Строительная индустрия сегодня переживает активный этап технологического развития, что отражается и на применяемых инструментах, и на методологии выполнения ремонтно-монтажных операций, и, конечно, на материалах. При этом за счет доступности и низкой стоимости по-прежнему сохраняют свою востребованность традиционные материалы, среди которых древесина. Другое дело, что использовать ее в чистом виде нельзя, поскольку даже твердотельные породы уже не соответствуют строительным нормативам в защитных свойствах. Преодолеть этот барьер позволяют специальные операции подготовки, в том числе сушка древесины в сушильных камерах – технология, благодаря которой улучшается целый спектр технико-физических показателей материала.

Технология выполнения сушки в камерах

Принцип сушки в вакуумных камерах базируется на законах испарения и циркуляции воды. То есть главные задачи метода сводятся к обеспечению оптимально быстрого вывода влаги из структуры дерева, но без негативных последствий для эксплуатационных качеств. На выполнение этого процесса и ориентирована рассматриваемая технология. На практике она выполняется с помощью специальных установок, обеспечивающих циркуляцию воды по древесной структуре в направлении от сердцевины к наружной части. Далее производится выведение воды и с поверхности посредством испарения. Но важно понимать, что избавление от влаги – не единственная задача, которую реализует сушка древесины в сушильных камерах. Технология также позволяет устранять физические дефекты, но для этого применяется дополнительное оборудование наподобие прессов. Что касается технической реализации процесса, то он обычно выполняется путем ручной загрузки материала в соответствующую камеру. Далее за счет нагревательных пластин агрегат производит автоматический прогрев на фоне интенсивного испарения.

Особенности метода вакуумной сушки

По сравнению с традиционными сушильными камерами, новые технологии цилиндрической вакуумной сушки позволяют добиваться высокой скорости процесса. Связано это не столько с принципом воздействия на материал, сколько с механикой загрузки и расположением заготовок относительно функциональных пластин. Но и тепловое воздействие имеет свои особенности. Поскольку древесный материал сжимается между пластинами под давлением, обеспечивается высокая интенсивность воздействия на структуру – соответственно, выпаривается большее количество влаги. В части энергопотребления тоже имеет свои отличия вакуумная сушка древесины. Особенности технологии по этому параметру обуславливаются повышением температуры пластин и оптимизацией физического перемещения материала внутри камеры. Поэтому для достижения одинаковых с альтернативными способами сушки результатов такие камеры затрачивают меньше энергии.

Этапы сушки

Автоматизированные камеры позволяют без участия пользователя реализовывать стандартный набор технологических этапов, который выглядит следующим образом:

• Прогрев материала. Первичная термическая обработка, в ходе которой структура древесины подготавливается к последующим этапам.
• Непосредственно сушка. На этой стадии выполняется комбинированная операция увлажнения-сушки, позволяющая максимально размягчить материал в целях дальнейшего иссушения.
• Охлаждение. По сути, это этап кристаллизации структуры, благодаря которому ставшая податливой из-за тепловой обработки древесина вновь обретает оптимальные характеристики твердости.

Как отмечалось выше, все стадии процесса сушки контролирует автоматика, а оператор следит за показателями индикаторов безопасности. Но еще до начала мероприятия от пользователя требуется установка оптимального режима сушки. В частности, он устанавливает давление и температуру, ориентируясь на характеристики материала. К примеру, для хвойных заготовок толщиной 2,5 см требуется давление на уровне 500 кг/м2. Что касается температурного режима, то он в данном случае может составлять 80 °C.

Устройство сушильной камеры

Современные камеры выполняются в форме параллелепипеда или цилиндра. Выходная сторона конструкции снабжается крышкой, через которую и производятся операции загрузки/выгрузки материала. Причем структура крышки включает резиновый лист, фиксированный на металлической раме – это решение позволяет создавать почти идеальный вакуум с повышенной герметизацией. Каждый пласт пиломатериала подкладывается нагревательными пластинами, которые обычно выполняются из теплопроводных сплавов алюминия. Для осуществления перемещений пластины снабжаются роликовыми механизмами. Благодаря движению нагревателей обеспечивается сбалансированная сушка древесины в сушильных камерах. Технология изготовления камер также предусматривает подключение контуров с циркулирующей водой. Бойлеры с жидкостью размещаются отдельно и предусматривают собственный подогрев. Для стабильного поддержания вакуума внутри камеры размещается специальная помпа.

Применение гидравлического пресса

Уже говорилось выше, что в процессе прохождения этапов сушки структура древесины размягчается и становится податливой. Данное состояние именно в рамках сушильного процесса является побочным и избыточным. Собственно, для устранения этих последствий и предусматривается финальный этап охлаждения. Однако размягченную структуру материала можно подвергать воздействию гидравлического пресса, который избавит заготовку от физических дефектов – как минимум обеспечит ее выпрямление. Такие прессы вводятся в общий комплекс мощностей, на которых производится сушка древесины в сушильных камерах. Технология прессования, в свою очередь, устраняет и возможные дефекты, которые были приобретены материалом в камере. Конечная же заготовка будет «правильно» деформирована с теми параметрами, которые нужны для рабочего пиломатериала.

Методы сушки

На данный момент развития технологии выделяют три основных метода вакуумной сушки. Первые два способа уже были рассмотрены – это непосредственно сушка и пресс-вакуумная подготовка материала. Но есть также метод паровой обработки в вакуумной камере. Его актуальность обусловлена возможностью исключения из конструкции камеры нагревательных пластин, поскольку горячий пар охватывает все пространство, не требуя специального направления потоков на отдельные участки заготовок. Данный подход дает немало плюсов, которые обеспечивают паронагревательные методы сушки древесины. Сушильные камеры, например, позволяют выполнять загрузку не только трудоемким ручным способом, но и с помощью вилочных грузчиков.

Какой эффект обеспечивает сушка?

Сама по себе сушка как процесс оптимизации гигроскопического свойства наделяет древесину относительно высокими показателями прочности. Этого уже достаточно для того, чтобы материал соответствовал базовым требованиям строительных регламентов. Но крупные деревообрабатывающие комбинаты используют вышеописанные технологии и способы сушки древесины лишь как подготовительный этап для дальнейшей обработки материала. В частности, для пропиток, которые дополнительно придадут заготовкам качества огнеупорности, влагостойкости, морозоустойчивости и т. д.

Организация сушки своими руками

Для изготовления собственной сушилки доступными средствам в первую очередь потребуется отдельное помещение. По размерам оно может соответствовать небольшой подсобке или хозблоку. Сооружение желательно выполнять из кирпича или бетона, а внутренние поверхности изолировать и утеплить слоями пенопласта с фольгированным покрытием. В итоге получится хоть и не вакуумная, но герметизированная сушилка для досок. Как сделать элементы теплового воздействия? Для этого следует предусмотреть несколько конвекторов или радиаторов – их количество будет определяться конструкционными возможностями помещения и требованиями к самой сушке. Отопительное оборудование и будет обеспечивать эффект испарения. Для большей эффективности можно дополнить функцию термического воздействия вентиляторами.

Заключение

В ходе строительных и ремонтных операций часто возникает вопрос выбора между разными материалами. Ограниченные финансовые возможности нередко исключают металлические сплавы и высокопрочные пластики, оставляя безальтернативный вариант древесины. Но и это решение во многих случаях себя оправдывает по техническим характеристикам, если используется сушильная камера для пиломатериалов. Своими руками без затрат на недешевые радиаторы такую камеру тоже выполнить не получится, но в долгосрочной перспективе ее применения вложения себя оправдают. Как показывает практика эксплуатации конструкций на основе правильно высушенной древесины, материал может даже в суровых условиях служить годами, не утрачивая первичных свойств. Другое дело, что многое будет зависеть и от породы дерева, которое планируется использовать для таких целей.

Преимущества вакуумной сушки древесины

Сушка древесины – необходимый этап изготовления пиломатериалов. Вакуумный метод один из самых эффективных, но требует специального оборудования, которое можно купить в готовом виде или построить самостоятельно.

Пусть термовакуумный принцип в самодельных камерах и недоступен для полной реализации, такие приспособления для сушки тоже эффективны.

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.

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.

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.

Эффективность сушилки

Следует учитывать, что подобная самодельная сушилка не совсем вакуумная. При применении самодельного оборудования фактически осуществляется обыкновенная сушка в помещении. Однако при этом создаются благоприятные условия благодаря нагреву и вентиляции, так что такой подход все равно эффективнее, пусть и не сравнится с настоящим вакуумным методом.

Самодельная конструкция высушит дерево примерно за три-четыре недели, когда профессиональная справится с задачей не более чем за полмесяца. Это неоспоримое достоинство дорогих средств, однако производство аналогов обходится в несколько раз дешевле.