Описание технологического процесса сушки древесины, страница 2

Процесс нагревания от Та до То должен быть равномерным и медленным. Сле­дует напомнить, что дерево является теплоизоляционным материалом, плохо погло­щающим тепло. Во избежание разности температуры между поверхностью и внутренней частью доски не рекомендуется допускать сильных тепловых перепадов (10 - 15°С мак­симум). После каждого теплового перепада следует обеспечить прогрев всей древесной массы. В течение определённого периода времени, продолжительность которого зави­сит и от типа древесины, и от толщины высушиваемых досок, температура должна ос­таваться неизменной.

Промежуток единичного времени (единица толщины досок) Δho между одним те­пловым перепадом и другим представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Промежутки времени между тепловыми перепадами

Удельная плотность дерева	Δho (на каждый см толщины высушивае­мых досок)
до 450 кг\м3	1,5 часа
от 450 до 600 кг\м3	2 часа
от600до800кг\м3	2,5 часа
свыше 800 кг\м3	Зчаса

Например: для досок толщиной 40 мм и уд. плотностью = 550 кг\м3

Δho * b = 2,0 часа\см * 4 см = 8 часов,

где b - толщина пиломатериала.

Полученное произведение является "Коэффициентом увеличения".

Данный коэффициент увеличения останется неизменным для всех увеличений температуры в течение цикла сушки.

Необходимо учитывать, что если температура дерева ниже нуля, то вода внутри дерева замёрзшая. В этом случае следует уделять ещё больше внимания фазе размо­раживания дерева.

Кроме того, хотелось бы остановиться на одной опасном моменте, который мо­жет возникнуть во время фазы предварительного нагрева.

Как уже было сказано выше, нагрев воздуха приводит к снижению его относи­тельной влажности. Следовательно, вокруг дерева будет циркулировать горячий и сухой воздух. Как следствие, получим быстрое высушивание поверхностной плёнки, сопрово­ждающееся закупориванием пор. Этот феномен, получивший название "цементация по­верхности", значительно затруднит последующий процесс сушки.

Во избежание этой опасности необходимо, чтобы в фазе предварительного на­грева относительная влажность воздуха поддерживалась на очень высоком уровне (80 -90%, соответствующие равновесной влажности между 15 и 19%).

Может случиться и так, что цементация произойдёт ещё раньше, на улице; на­хождение дерева в горячем и влажном климате способствует размягчению дерева и от­крыванию пор.

Следовательно, в фазе предварительного нагрева рекомендуется не сушить де­рево, а подготавливать его к последующей сушке.

Когда Та будет равна или близка к То, фаза предварительного нагрева может

быть прекращена. В этом случае можно будет переходить непосредственно к следую­щей фазе.

И, наконец, предполагается, что придётся производить сушку дерева, имеющего начальную влажность U₁ ниже точки насыщения волокон древесины U_sf. Фаза предвари­тельного нагрева будет осуществлена, учитывая коэффициент увеличения, от Та до не­обходимой температуры Т₂.

2-я фаза - Сушка выше точки насыщения волокон древесины U_sf

По завершении фазы предварительного нагрева начинается сушка дерева. В ходе этой фазы предполагается удалить из дерева всю свободную воду, следовательно, снизить влажность дерева от начальной влажности U₁ до точки насыщения волокон древесины U_sf.

Уже упоминалось о том, что удаление свободной воды из древесины является относительно простой операцией. Однако дерево высыхает очень быстро, поэтому нуж­на определённая осторожность, т.е. следует применять не слишком высокие температу­ры и относительно высокую влажность воздуха.

Фаза предварительного нагрева заканчивается доведением дерева до темпера­туры То, приблизительно, 30°С.

Для начала цикла сушки в данной, второй, фазе, необходимо увеличить темпе­ратуру в камере до значения, которое назовём T₁.

Значение T₁ не является постоянным, оно зависит, прежде всего, от типа древе­сины, но и от толщины дерева, подлежащего сушке. (Значение T₁ колеблется от 40 до 70°С, с преобладающим значением около 50°С).

Для увеличения температуры от То до T₁ будет использоваться критерий факто­ра увеличения), о котором уже шла речь в описании фазы предварительного нагрева.

На некоторых тропических древесных породах бывают грибы, которые портят древесину. Эти грибы хорошо растут именно во время интервала температур То – T₁ и во влажном климате. Поэтому очень важно преодолевать этот интервал как можно быст­рее. В данном случае следует отказаться от коэффициента увеличения и переходить непосредственно на температуру T₁. Достигнув температуры T₁, следует поддерживать её неизменной в течение всей фазы. Фаза сушки выше точки насыщения волокон дре­весины протекает при постоянной температуре T₁.

Как уже говорилось о том, что для высушивания дерева необходимо, чтобы кли­мат имел равновесную влажность U_eq ниже влажности дерева U₁. Так как процесс сушки

в данной фазе является относительно лёгким, не требуется чтобы градиент сушки был

слишком высоким.

Началом фазы сушки (выше точки насыщения волокон древесины) будет уста­новка U_eq (равновесная влажность) на значение U_eq начальная.

Эта U_eq начальная варьируется, в зависимости от вида древесины, от 15 до 19%, которые соответствуют U_eq фазы предварительного нагрева.

После того, как началась фаза сушки ставится целью удалить всю эту влагу из высушиваемой древесины. Следовательно целесообразно слегка увеличить температу­ру с То до T₁ (за исключением случаев с грибом), вместе с тем, имеет смысл замедлить включение системы увлажнения.