Сушка пиломатериалов: Сушка древесины

Камерная сушка пиломатериалов — особенности и использование

Сушка пиломатериалов является важным этапом подготовки пиломатериала к работе, вследствие которого из лесоматериалов путем испарения выделяется излишняя влажность. Зачем это делать? Сухие пиломатериалы отличаются высокой прочностью. Они гораздо меньше коробятся, легко склеиваются, не подвергаются гниению и растрескиванию. Полученные материалы без труда декорируются и характеризуются высокой надежностью. Получается, что процедура сушки дерева обязательна, если вы хотите получить материалы идеального качества.

Камерная сушка пиломатериалов

Такой вариант сушки представляет собой самый популярный метод сушки пиломатериалов. В качестве источника теплоты для сушки в камерах может использоваться пар, который поступает из парового котла, или же топочные газы, которые получаются от сжигания топлива в особых топках. Пар, который обогревает камеру, попадает в систему металлических труб, так называемые калориферы. По типу среды, которая высушивает сырье, сушильные камеры бывают паровоздушными и газовыми. При помощи нагревательного прибора увеличивается температура воздуха в камере. Для подачи тепла прямо к высушиваемым пиломатериалам применяется естественное или принудительное движение пара (газа), которое называется циркуляция.

Сегодня специалисты используют много различных режимов сушки. Режим подбираются в зависимости от сорта древесины. Они имеют разный уровень температурно-влажностных показателей среды, а также разное количество ступеней сушки.

Однако режимы разработаны и могут использоваться в «идеальной камере». А вот в реальных камерах нужно осуществлять доработку, привязку режимов, учитывая конкретные конструктивные особенности. К примеру, один и тот же режим в различных камерах становится причиной ускоренной сушки, которая приводит к браку, или повышенному расходу теплоносителей. Главная задача технолога заключается в подборе оптимального режима под конкретную камеру.

Во время выбора режима специалист должен рационально сочетать такие факторы:

• необходимое качество высушиваемого материала, которое определяется нормами требований к качеству сушки
• категории сушки, которые гарантируют необходимое качество сушки в условиях заданной длительности процесса
• конструкция камеры для высушивания материала, по определенной категории качества, чтобы не превысить режимную длительность.

Кроме технологических особенностей применения того или иного режима нужно учесть и экономические факторы — рентабельность использования режимов различной интенсивности.

Как происходит сушка пиломатериала? Технология процесса позволяет получить четыре категории качества сушки лесоматериалов:

• I категория. Полученный материал имеет самое высокое качество сушке пиломатериалов до уровня влажности 6-8% при температуре не выше 60-70°С. Температура 60°С применима лишь для толстых пиломатериалов. Такая категория качества сушки дерева обеспечивает возможность механической обработки и сборки составляющих частей для формирования высокоточных ответственных соединений, которые влияют на эксплуатационные параметры продукции. Из материала такой категории производят лыжи, его применяют в точном машиностроении и приборостроении, для создания силовых конструкций
• II категория. Полученный материал имеет высокое качество и уровень влажности 6-10%. Процесс происходит при температуре не выше 75-85°С. Показатель допустимого снижения прочности пиломатериалов на скалывание и ударный изгиб не должен превышать 5%. Из таких пиломатериалов делают ответственные соединения, от которых зависит качество конечного продукта. Применяют в производстве столярно-строительных изделий, мебельном производстве
• III категория. Отличается средним качеством сушки материала до уровня влажности 8-15%. Эта категория качества сушки обеспечивает механическую обработку и сборку составляющих частей для менее ответственных деталей, например, погонаж, товарное вагоностроение, тара
• 0 категория. Сушка материала осуществляется до уровня транспортной влажности 16-22%. Эти материалы предназначены для экспорта и внутреннего потребления.

Главные показатели качества сушки:

• соответствие среднего уровня влажности прошедших сушку пиломатериалов в штабеле необходимой конечной влажности
• показатель отклонения влажности отдельных досок или заготовок от среднего уровня влажности пиломатериалов в штабеле
• коэффициент перепада уровня влажности по толщине пиломатериалов
• остаточное напряжение в прошедших сушку пиломатериалах.

Камерная сушка предполагает проведение таких действий:

• подготовка сушильной камеры 
• подготовка сырья 
• сушка влажного дерева 
• выгрузка и выдержка в остывочном помещении 
• контроль уровня влажности материала.

Виды камер

На сегодняшний день существует много разных сушильных камер. По типу циркуляции воздуха камеры бывают:

• с естественной циркуляцией. В таких камерах пар движется через штабель за счет разницы удельного веса более и менее нагретых частиц воздуха
• с принудительной циркуляцией. В таких камерах установлены вентиляторы, которые помогают воздуху двигаться. 

Теплый воздух, подгоняемый вентилятором или циркулирующий естественным образом, отдает тепло влажному сырью и в тоже время вытягивает из высушиваемых материалов исходящую в виде пара влажность. Сушка пиломатериала в сушильных камерах – очень капризный процесс. Если воздух в камере очень сухой или относительная влажность занижена, то сушка будет происходить слишком быстро, вследствие чего образуются повреждения древесины, к примеру, трещины.

При помощи разбрызгивающих устройств мастера устанавливают необходимую относительную влажность воздуха внутри камеры.

Воздух принимает лишь конкретный объем пара, все зависит от температуры. В процессе сушки температура не изменяется. Для того, чтобы процесс сушки проходил правильно нужен постоянный приток свежего воздуха, то есть сухого воздуха, который попадает в камеру через приточный клапан. Тем временем воздух, принявший достаточное количество водяного пара, то есть влажный воздух, через вытяжной клапан выводится за пределы камеры.

По типу режима работы бывают:

• камеры периодического действия. Сырье загружается в том же месте, где происходит выгрузка высушенных материалов
• камеры непрерывного действия. В таких камерах сырое сырье загружается с одного конца камеры (сырого), а сухие материалы — выгружается в другом конце (сухом). Уровень температуры и влажности сушильного агента в камере меняются от сырого конца к сухому, то есть температура растет, а уровень относительной влажности падает.  

Плюсы и минусы

К основным преимуществам камерной сушки можно отнести:

• высушивание сырых лесоматериалов до уровня влажности более 6%
• реализация постоянного контроля, а также возможность изменения процесса сушки. Для каждого вида древесины можно подобрать самый выгодный режим сушки
• экономия времени на подготовку материалов к обработке и уменьшение производственных площадей
• период сушки намного меньше, чем в случае атмосферной сушки. Полученные материалы занимают меньшую площадь
• пиломатериалы становятся невосприимчивыми к гнили и синеве в процессе сушки.

Самый существенный недостаток – это высокие затраты на оснащение сушилок и значительные затраты тепла на нагрев воздуха.

Наиболее распространенные причины дефектов древесины при сушке.

Дефект/порок	Слишком быстрая сушка, слишком низкая относительная влажность	Слишком медленная сушка, слишком высокая относительная влажность	Неправильное штабелирование	Эксплуатационные ошибки	Факторы связанные со свойствами древесины
Поверхностные трещины	*	*		*(1)	*(2)
Торцевые трещины	*
Внутренние трещины	*			*(3)	*(2)
Сколы и расщепы	*				*(4)
Излом	*				*(5)
Синие грибковые пятна		*	*
Плесень, мучнистая роса		*	*
Гниль		*	*
Кофейные или бурые грибковые пятна		*	*	*	*(2,5)
Пятна от прокладочных реек			*	*(6)
Следы высекания поверхности зубцами				*(7)
Скручивание					*(8)
Желобование		*		*(9)	*(10;11)
Дуговой изгиб			*		*(8)
Плоскостный изгиб					*(4)
Ромбовидность, овальность					*(11)
Коробление после сушки					*(12)
Неравномерная сушка		*	*		*(13)
Избыточная влажность				*(14)
Избыточная сухость				*(14)
Поверхностное упрочнение				*(14)
Незагустевшая смола				*(15)
Смолы под годовыми кольцами					*(2)
Потеря аромата				*(16)
Ослабевшие сучки	*				*(17)
Растрескавшиеся сучки	*
Растрескавшаяся сердцевина					*(11)
Поднятые волокна					*(18)
Разбитые и рваные волокна				*	*(19)
Строгальные задиры				*(9)
Плохой запах					*(2)
Торцевые расщепы после сушки				*(11)

Примечание. Цифры в таблице:

1. Слишком высокая начальная температура — снова увлажните высохшую поверхность древесины.
2. Бактериальное заражение древесины.
3. Слишком высокая температура при влажности древесины > 30% — увлажните сухую поверхность.
4. Напряжение в древесине, сжатие древесины, молодая древесина.
5. Реакция энзиматического окисления под влиянием температуры, атмосферной влажности и влагосодержания древесины.
6. Влажные прокладочные рейки или слишком широкие прокладочные рейки.
7. Слишком высокая температура.
8. Распил под углом к волокнам.
9. Слишком сухая и поверхностно упрочненная древесина.
10. Пиломатериалы из тонкой древесины.
11. Разница между радиальной и тангенциальной (боковой) усушкой.
12. Изменение влагосодержания древесины после сушки, влагосодержание древесины отличается от РВС воздуха.
13. Смесь разных древесных пород, тонкомерной и крупномерной древесины, комлевых и отрубных кряжей, разные скорости воздуха.
14. Плохие образцы, неправильный замер влагосодержания, неисправное оборудование, ошибки в таблицах или методике замеров.
15. Только мягкие древесные породы: применяйте температуру 52°С и более.
16. Не допускайте превышение температуры 30°С.
17. Сучок в древесине держался на смоле.
18. Разность в плотности весенней и летней древесины и несоответствие настройкам оборудования.
19. Влагосодержание еще слишком высокое или слишком низкое: настройка оборудования.

Быстрая сушка древесины/досок в камерах и домашних условиях

Одним из главных требований в разработке нового оборудования для осуществления заготовки качественных пиломатериалов является именно быстрая сушка древесины, но не все технологии это могут выполнить одинаково качественно.

При резком нагреве и тем более перегреве дерева оно не только быстрее сохнет, но и сильнее подвержено различным нежелательным деформациям. Что может привести к порче внешнего вида, снижению практических показателей и прочих немаловажных характеристик.

 

Быстрая сушка с помощью форсированного режима

Быстрая сушка древесины может быть выполнена в любом типе оборудования, что является отдельным режимом, позволяющим ускорить процесс. Например, в конвективных камерах часто используется форсированный режим.

Он позволяет получить пиломатериал с необходимым процентом влажности в его наружных слоях около за 5-7 дней. Но процент брака стремительно растет. Такие же режимы имеются в аэродинамических и паровых камерах. В первых случаях воздух нагревается дополнительными нагревательными элементами, а в паровых используется перегретый пар с температурой свыше 180 градусов.

Говорить о высоком качестве при использовании форсированных режимов сушки не придется, потому что в результате интенсивного прогрева пиломатериалов в его слоях возникают нежелательные напряжения, которые могут привести к расширению одних слоев и сдавливанию других.

---

И как следствие негативные последствия:

• трещины
• кривизна
• недосушка
• и т. д.

Быстрая сушка досок в сушильных камерах

Для ускоренной сушки доски в основном применяют вакуумные сушильные камеры. Под воздействием вакуума и высоких температур доска сохнет менее чем за 1 сутки. При этом качество выше чем при сушке другими технологиями. В Европе вакуумные камеры достаточно популярны. Их ценят за 2 плюса:

1. Быстрая скорость сушки
2. Превосходное качество пиломатериала

Вакуумным способом также осуществляют быструю сушку твердолиственных пород. Такие как Дуб, Ясень, Карагач и т.д. Хвойных пород: Лиственница, сосна, ель, кедр, и т.д. Осуществляют сушку бруса больших сечений. Пиломатериал сохнет отлично за короткий промежуток времени.

На территории России все больше предприятий уходит в «глубокую переработку» при этом ставятся высокие требования к качеству на внутреннем рынке и у зарубежных заказчиков. В результате чего вакуумные сушильные камеры для доски получают широкое распространение. Тем более что в установках можно осуществлять пропитку древесины.

Быстрая сушка дерева/дров в домашних условиях

При необходимости высушить дерево быстро в домашних условиях необходимо учесть 2 фактора.

1. Сильный воздушный поток
2. Воздействие высоких температур

В этом случае в условиях южных регионов и низкой влажности на улице, часто, достаточно выставить пиломатериал на прокладки оставить зазоры для вентиляции и пиломатериал высохнет до транспортной влажности в течении недели. Это самый дешевый способ. В домашних условиях до столярной влажности таким методом довести даже доску проблематично. Тем более зимой высушить доску атмосферной сушкой и вовсе не выйдет.

В других обстоятельствах сооружают самодельные сушильные камеры. Подбирается замкнутое пространство, утепляется, устанавливаются вентиляторы, нагревательные элементы и т.д. Как правило, ускоренная сушка в самодельных камерах негативно сказывается на качестве пиломатериала. Чтобы добиться высокого качества, придется ставить низкие температурные режимы. В результате цикл сушки может доходить до месяца.

Если необходимо выполнить сушку древесины менее чем за сутки и при этом высоким качеством, то предлагаем услуги нашей компании. Мы изготавливаем на заказ вакуумные сушильные камеры. Они и без форсированных режимов позволяют сушить сосновые доски толщиной до 50 мм менее чем за сутки с достижением комнатной влажности по всей структуре. Модели камер созданы как для небольших столярных производств, так и для промышленных объемов.

 

Сушка древесины | Справочник | Лесоматериалы

Все способы профессиональной сушки древесины — конвективная, атмосферная, вакуумная, СВЧ, камерная.  Сушка древесины конденсационным способом и сушка древесины инфракрасным способом.

  

Выбор способа сушки древесины и сушильного оборудования определяется рядом факторов: породным и сортиментным составом высушиваемых пиломатериалов, стоимостью энергоносителя, необходимой производительностью, производственными условиями и инвестиционными возможностями потребителя. То есть, если раньше при стабильных ценах для технико-экономического обоснования проекта достаточно было двух-трёх обобщающих факторов, то сегодня нужен расчёт в каждом конкретном случае.

В настоящее время результаты изучения рынка сушильных камер показывают, что среди предлагаемых камер 90—95% — классического типа: конвективные с различными системами приточно-вытяжной вентиляции и видами теплоносителя. Их преимущества: малые капитальные затраты, простота процесса, удобства технического обслуживания.

Основными элементами таких сушилок являются: циркуляционное оборудование (вентиляторы), система нагрева (калориферы), система управления (регуляторы).

Вентиляторы должны обеспечивать необходимую скорость и равномерность распределения сушильного агента по материалу для различных пород с целью получения высшего качества и оптимальной продолжительности процесса сушки древесины. Для побуждения циркуляции сушильного агента используют осевые и, в отдельных случаях при большом сопротивлении, центробежные вентиляторы. К этому оборудованию должны предъявляться жёсткие требования по его надёжности при эксплуатации в среде с высокими температурой и влажностью.

Сушка древесины — длительный и энергоёмкий процесс. Тепловая энергия для сушилок вырабатывается в котельных. Тепловым носителем здесь является пар или горячая вода. Электроэнергию вследствие её дороговизны используют редко, хотя в последнее время этот вид энергоносителя становится всё популярнее.

За рубежом для выработки тепловой энергии в основном используют установки для сжигания древесных отходов (опилок, щепы, коры, стружки).

Параметры среды в сушильных камерах, как правило, измеряют психрометром. Управление и регулирование осуществляется автоматически.

Наряду с традиционными конвективными камерами определённое распространение получили вакуумные и конденсационные сушилки.

Вакуумные сушилки целесообразно использовать для сушки древесины твёрдых лиственных пород (дуб), крупных сечений (50 мм и более), когда скорость сушки является важным фактором. При покупке таких камер нельзя забывать о больших капитальных вложениях.

Конденсационные сушилки используют в тех случаях, когда электроэнергия как энергоноситель более дешёвая по сравнению с другими видами. КПД таких сушилок наиболее высок при температуре сушильного агента до 45°С. При этих параметрах себестоимость небольшая, зато срок сушки значительный.

В последнее время произошли значительные изменения в организации, технике и технологии сушки древесины. Если раньше основной объём сушки древесины приходился на крупные деревообрабатывающие и лесопильные предприятия, где сооружались большие сушильные цеха, то сейчас основная масса древесины перерабатывается на малых предприятиях, потребность которых может быть обеспечена одной-двумя камерами небольшой загрузочной ёмкости. Многие малые компании пытаются реконструировать устаревшие камеры или даже создают самодельные простейшие сушильные устройства, которые не могут обеспечить качественной сушки материала. Вместе с тем, рынок предъявляет всё более жёсткие требования к качеству изделий из древесины.

Низкое качество сушки древесины, обусловленное неудовлетворительным техническим состоянием сушилок и слабой технологической подготовкой обслуживающего персонала, приводит к скрытому браку — неравномерному распределению конечной влажности, который долгое время может оставаться незамеченным и сказаться тогда, когда изделие уже находится в эксплуатации.

Современные лесосушильные камеры как отечественного, так и зарубежного производства позволяют достичь высокого качества сушки древесины. Они оснащены системой автоматического управления процессом и являются сложным комплексом оборудования, требующим квалифицированного обслуживания.

 

Атмосферная сушка

 

Атмосферная сушка является наиболее доступным способом обезвоживания древесины. Известно, что атмосферно высушенная древесина может эксплуатироваться многие столетия, если её повторно не увлажнять.

Атмосферная сушка является наиболее дешёвым способом, и раньше она была основной на лесопильных предприятиях. Она не требует таких капитальных затрат, как камерная, но для неё нужны большие площади и большой запас материала.

Основным недостатком атмосферной сушки является то, что процесс неуправляем: в районах с повышенной влажностью воздуха повышается вероятность поражения пиломатериалов грибами, а на юге (от сильной жары) — растрескивания.

Разложение древесины грибами происходит при её влажности выше 22%, и это граничное значение (22%) считается «пределом биостойкости».

Правила атмосферной сушки и хранения пиломатериалов регламентированы государственными стандартами: для пиломатериалов хвойных пород — ГОСТ 3808.1-80; для пиломатериалов лиственных пород — ГОСТ 7319-80.

По правилам, атмосферная сушка проводится в штабелях, укладываемых на специальных фундаментах (высотой 550 мм при грунтовом покрытии или 200 мм при бетонном или асфальтном покрытии подштабельной территории, если высота снежного покрова обычно не превышает 250 мм). Фундамент выполнятся, как правило, из железобетонных опор площадью не менее 400х400 мм. Можно использовать деревянные опоры, предварительно пропитав их антисептическим составом. Расстояние между центрами опор должно быть 1,0-1,7 м по длине и 1,3—1,4 м по ширине штабеля.

Состояние сушильного агента (воздуха) нестабильно, на него оказывают влияние климатические условия, время года и суток. В результате взаимодействия воздуха и высыхающей древесины на складах создаётся своеобразный микроклимат: воздух имеет пониженную температуру, повышенную влажность и небольшую скорость циркуляции. Поэтому процесс атмосферной сушки длительный. Древесина высушивается до влажности 12—20% в зависимости от климата (температуры и влажности воздуха), породы и толщины материала.

Можно ускорить процесс путём применения более разреженной укладки, размещения штабелей в соответствии с господствующим направлением ветра, или принудительной циркуляцией воздуха с помощью вентиляторов. Ускорение сушки, с одной стороны, сильно снижает возможность появления химических и прокладочных окрасок, синевы и гнили, но с другой стороны, способствует снижению относительной влажности воздуха, что приводит к увеличению остаточных напряжений. Ускоренная атмосферная сушка позволяет довести материал до влажности 20—30% за время, составляющее от 1/2 до 1/4 продолжительности обычной атмосферной сушки.

Для снижения вероятности заражения древесины грибами и плесенью в начальный период её необходимо защищать антисептиками. Сам процесс осуществляется опрыскиванием, т. е. поверхностным нанесением или глубокой пропиткой, путём окунания досок и пакетов в автоклавах.

Схема штабеля для естественной сушки и хранения пиломатериалов:

А — Основание штабеля (подстопные места)
В — Штабель пиломатериалов с перекрестной укладкой
С — Инвентарная крыша (досчатые фермы, досчатые, скрытые рубероидом, щиты кровли)
D — Вентиляционная шахта
F — Штабель
а — Прижимные брусья (или бревна диаметром до 18 см)
b — Тяжи (проволока диаметром 3 — 4 мм)
c — Скрутки
d — Вынос кровли; одновременно — размеры (min) подготовленной площадки 

 

Вакуумная сушка

 

Технология вакуумной сушки под давлением была изобретена в 1964 году. Сегодня в мире работает более 600 сушилок данного типа.

Вакуумная пресс-сушилка состоит из стальной нержавеющей камеры, которая внутри полностью герметична. Верх камеры закрыт эластичным резиновым покрытием в металлической рамке.

Доски укладываются внутрь камеры слоями, чередуясь с алюминиевыми нагревательными пластинами. Водяная помпа обеспечивает циркуляцию горячей воды внутри этих пластин. Вода нагревается внешним бойлером. Жидкостная вакуумная помпа обеспечивает вакуум внутри камеры.

После того, как древесина загружена в сушильную камеру, оператор устанавливает на панели управления параметры сушки: уровень вакуума (давление), температуру нагревательных пластин.

Практически каждая порода древесины требует своего уровня вакуума, который не изменяется на протяжении всей сушки. Изменяется только температура нагревательных пластин (параметры температур даны в таблицах производителя). Для программирования сушки и управления параметрами можно использовать микропроцессор.

Рассмотрим процесс сушки, состоящий из трех этапов:

1. Прогрев при атмосферном давлении.

2. Сушка нагреванием в вакууме.

3. Кондиционирование и охлаждение.

Прогрев. После того, как древесина уложена в камеру, переложена нагревательными пластинами и накрыта резиновым покрытием, начинается этап прогрева. Горячая вода, циркулируя в пластинах, нагревает древесину без включения вакуумной помпы. Влага в древесине не закипает, поскольку температура ниже 100°С, и следовательно, не происходит повреждения поверхности древесины.

Сушка. Когда температура внутри древесины достигает уровня, необходимого для сушки, включается вакуумная помпа, которая выкачивает воздух из камеры. В этом случае не происходит повреждения поверхности древесины, поскольку влага внутри древесины, двигаясь к поверхности, увлажняет её. Резиновое покрытие под воздействием атмосферного давления прижимает к полу камеры штабель древесины. Благодаря этому воздействию, доски делаются абсолютно ровными. Под воздействием высокой температуры и высокого уровня вакуума вода с поверхности древесины испаряется. Затем влага, как сконденсированная на стенках камеры, так и в виде пара, откачивается вакуумной помпой. Когда влажность древесины достигает установленного конечного значения, сушка переходит в фазу кондиционирования.

Кондиционирование и охлаждение. Нагревание пластин отключается, но вакуум в камере сохраняется. В этом случае древесина остывает под давлением пресса (1 кг/см2). После того, как древесина остыла достаточно, сушилка выключается.

Например: бук толщиной 32 мм высыхает в этих камерах до влажности 8% за 29 ч, а сосна толщиной 25 мм всего за 17 ч. Таким образом, вакуумные пресс-камеры сушат в 8—10 раз быстрее обычных и особенно эффективны при сушке толстых заготовок из ценных пород дерева, которые при сушке обычным способом могут давать трещины. Они занимают немного места, не нуждаются в фундаменте и расходуют намного меньше тепла. Объём камер (0,3—10 м3) позволяет использовать их на предприятиях с небольшим суточным объёмом производства.

Это даёт производителям неоценимое конкурентное преимущество — гибкость. Представьте себе, что к вам обращается клиент, который хочет купить лестницу из ясеня. Ему нужен всего 1 м3 высушенного материала. В случае с традиционной сушилкой объёмом, допустим, 50 м3 выполнить этот заказ теоретически возможно, а на практике — маловероятно. Ведь нужно ещё найти клиентов на 49 м3 сухого ясеня, купить 100 м3 круглого леса, распилить его и сушить не менее 30 дней. С вакуумной пресс-сушилкой объемом 1, 3 или 5 м3 вы в состоянии выполнить этот заказ за 4—5 дней. Таким образом, можно успешно конкурировать с крупными деревообрабатывающими комбинатами, работая в современных условиях с индивидуальными потребностями клиентов.

Но всё же имеется ряд существенных недостатков: большая трудоёмкость погрузо-разгрузочных работ; значительная неравномерность распределения конечной влажности по толщине материала и, соответственно, большие внутренние напряжения, малая вместимость камер. В силу этих причин вакуумно-кондуктивные камеры не получили широкого применения в промышленности, но в последнее время становятся всё более популярными. Этот способ является наиболее перспективным среди способов, направленных на ускорение процесса сушки.

Чтобы избавится от вышеперечисленных недостатков, с 1975 г. используются вакуумные сушилки с нагревом горячим воздухом. Характеристикой этого агрегата является конвекционная нагревательная система с вентиляцией, перпендикулярной по отношению к штабелю: поток воздуха, нагретый на внутренней стенке, перемещается мобильным соплом; под воздействием вращения этого сопла древесина подвергается нагреву с периодической сменой вакуумных фаз. То есть материал сначала прогревают, а потом вакуумируют. В древесине, нагретой до температуры кипения воды, происходит выкипание свободной воды из полостей клеток. Образовавшийся пар удаляется из материала под действием избыточного давления. После прекращения парообразования, т.е. охлаждения древесины, её вновь нагревают, и цикл многократно повторяют до достижения требуемой конечной влажности. Продолжительность циклов и их параметры зависят от породы, толщины и влажности материала. Такой способ даёт сокращение продолжительности процесса в 4 — 5 раз по сравнению с классическим конвективным способом при высоком качестве сушки.

Промышленные сушилки этого типа нашли распространение в производстве, работающем на толстом и трудно сушимом пиломатериале (из твёрдолиственных пород). Простая полуавтоматическая система позволяла управлять процессом сушения. В дальнейшем объединение двух одинарных сушилок в единый «тандем» дало заметное сокращение энергозатрат. Самая последняя сушилка — «Голиаф» — наконец позволила достичь цели: размеры загрузки составили 2,5х2,5 (3) м, полезная длина 13, 6 м и даже более.

Новые дорогостоящие вакуумно-термические сушильные камеры выпускаются такими компаниями, как WDE (Италия), Brunner и Lauber (Германия), IWT (Германия-Канада), причём камеры последней — с возможностью получения цветовой гаммы просушенного пиломатериала.

А вот сушилки фирмы Lauber предлагаются в тех случаях, когда для сохранения окраски дерева процесс сушки должен проходить быстро: например, для строительных лесоматериалов или для лиственных пород древесины. Сушилки «Мальбок» (Lauber) работают по технологии горячего пара. Процесс протекает без воздуха, в камере находится только водяной пар. Так как точка кипения воды в вакууме значительно ниже, процесс намного ускоряется. Для реализации различных технологических вариантов (обычная сушка, сушка без потребления воды или сушка вымораживанием) сушилки изготавливаются по специальному заказу. Объём загрузки камер — 1—30, а для сушки воздухом — 60, 100 или даже 1000 м3 пиломатериалов.

При эксплуатации сушилок часто возникает проблема снижения высоких энергозатрат. Например, на 100 м3 елового материала с исходной влажностью 80% при традиционной сушке до конечной влажности 10% необходимо в среднем израсходовать 30000 кВт/ч за всё время процесса. Отработанный воздух обычно выходит через выходной клапан наружу. В сушилке типа «Тандем» происходит иначе: в ней есть приспособление, очищающее отработанный воздух от влаги, забранной у древесины. Тепловую энергию сухого отработанного воздуха можно использовать далее: для отопления помещения или, опять же, для сушилки.

Основой всех агрегатов является алюминиевая конструкция с толстыми внутренними стенками с изоляцией из минваты. Внешний кожух выполнен из алюминиевого гофрированного листа.

При вакуумно-диэлектрическом способе сушки нагрев материала до 45 — 50°С осуществляется за счёт энергии высокочастотного электромагнитного поля при постоянном вакууме. Древесина находится в среде почти чистого пара малого давления, благодаря чему процесс происходит при малом перепаде влажности по толщине сортиментов и незначительных внутренних напряжениях.

Продолжительность сушки в этом случае уменьшается в 10 — 12 раз. Однако стоимость при таком способе достаточно большая из-за дороговизны и сложности оборудования и больших энергозатрат. И из опыта эксплуатации вакуумно-диэлектрических камер следует, что пока не удалось достичь хорошего качества сушки: материал из-за неравномерности электромагнитного поля имел очень большой разброс конечной влажности.

Поскольку температура кипения воды в вакууме ниже, чем при атмосферном давлении, то, создавая вакуум глубиной 0,9 кг/см2, температуру сушильного агента снижают до 40— 45°С. Таким образом, можно вести интенсивный и, вместе с тем, низкотемпературный процесс сушки при полном сохранении природных свойств древесины. Если сушить при постоянном неглубоком вакууме (0,2 кг/ см2) и одновременном конвективном нагреве, то это даёт также хорошее качество. Продолжительность процесса при этом не уменьшается, а соответствует конвективной сушке. Себестоимость сушки в три раза меньше за счёт использования теплоты конденсации испаренной воды и применения низких температур сушильного агента.

В общем, основываясь на анализе вышеупомянутых результатов, можно утверждать: сушилка типа «Голиаф» — это агрегат большой производительности, удобный для обработки больших размеров; значительно сокращая время сушки, по сравнению с обычной сушилкой, «Голиаф» позволяет существенно сократить количество древесины на складе и быстро реагировать на запросы рынка; значительное снижение расходов понижает стоимость сушения; что касается периода амортизации, сушилка может работать гораздо более длительное время. Поскольку камера из нержавеющей стали очень долговечна, это может принести дополнительную прибыль до истечения срока амортизации и будет иметь высокую рыночную и остаточную стоимость после него.

 

Сушка в СВЧ

 

СВЧ-сушка аналогична диэлектрической сушке токами высокой частоты (ВЧ = 25 МГц). Проводится на более высоких частотах 460, 915— 2500 МГц. Поэтому энергия СВЧ-поля передаётся в древесину путём излучения свободных, не связанных линией передачи энергии (контуром) колебаний в пространство герметичной металлической камеры, где располагается штабель пиломатериалов. В этом случае взаимодействие электромагнитного поля с древесиной максимально и не зависит от характеристик древесины и нагрузочных способностей генераторов. Генераторы пространственно разнесены с высушиваемым материалом. Условия сушки близки к оптимальным.

Достоинства. Качество сушки близко к естественному, высокая скорость сушки, энергозатраты средние: 550 кВт/ч на 1 м3 сосны, 2000 кВт/ч на 1 м3 дуба. Не требует коммуникаций, мобильна, имеет малые размеры. Универсальна, способна высушивать любые диэлектрические материалы: лекарственные травы, ягоды, фрукты, овощи, керамику, удобрения и т.д.

Недостатки. Высокая стоимость магнетронных генераторов и малый ресурс их работы (около 600 ч). Большие энергетические затраты. Трудность контроля процесса (над температурой среды и древесины, в силу специфики микроволновой энергии). Частота случаев возгорания материала изнутри. Малый объём одновременно высушиваемых пиломатериалов: объём загрузки — до 7 м3 для хвойных пород и до 4,5 м3 для твёрдолиственных. Комбинированный СВЧ-способ ещё мало изучен, и режимы сушки не отработаны.

Характер процессов, происходящих при сушке пиломатериалов в СВЧ-печи (СВЧ электромагнитном поле) не отличается существенно от сушки другими методами. Отличие состоит лишь в способе нагрева пиломатериалов. Поэтому, как и при других способах, процесс подразделяется на четыре этапа.

Первый этап — разогрев с отпариванием. При СВЧ-сушке связан с нагревом заложенного объёма пиломатериалов и находящегося в них объёма воды до температуры 55— 60°С, при которой начинается сушка. Одновременно с этим при отключенной вентиляции вытяжки идёт увеличение влажности воздуха в сушильной камере до 100% и более. Это обеспечивает отпаривание древесины. Последнее необходимо для снятия имевшихся в древесине напряжений и улучшения влагопроводности поверхностных слоёв пиломатериалов. Для рекомендуемых объёмов закладки и располагаемой энергетики СВЧ-печи длительность первого этапа составляет 6— 8 ч. Характерными признаками конца первого этапа являются накопление в сушильной камере воды в виде капель на стенках и даже небольших луж.

Второй этап — собственно сушка с выпариванием основной влаги; является логическим продолжением первого этапа. Сущность этого этапа — удаление интенсивно выделяющейся влаги из пиломатериалов при их дальнейшем нагреве. Величина подъёма температуры при этом может составлять всего 5— 10°С, т. е. 60— 70°С в конечном итоге. Для удаления большого количества выделившейся влаги из камеры вентилятор работает в усиленном режиме. Далее, с выпариванием основного объёма влаги из слоистых структур древесины начинаются процессы выпаривания влаги из клеточных структур (обычно это наступает при влажности древесины 24— 30%). Интенсивность выхода влаги при этом существенно замедляется. Подаваемая к пиломатериалам энергия начинает всё больше тратиться на их нагрев, что приводит к возрастанию температуры до значения, заданного оператором. Усиленный режим работы вентилятора в этих условиях может привести к снижению влажности до низких уровней порядка 25— 30%, что затрудняет выход влаги с поверхности. Таким образом, нарастание температуры пиломатериалов до заданной величины может служить критерием для перехода к третьему этапу (для задания нового значения температуры и режима работы вентилятора вытяжки).

Третий этап — досушка пиломатериалов до нижнего (заданного) порога влажности. Он характеризуется сушкой в жёстких режимах, прежде всего температурных. Целью введения таких режимов является эффективное и быстрое удаление клеточной влаги. Для поддержания хорошей влагопроводности поверхностных слоёв древесины уровень влажности в сушильной камере должен быть вновь высокий, порядка 70%. С этой целью вентилятор вытяжки переводится в нормальный режим работы, а температура сушки поднимается на 5— 10°С.

Необходимо осознавать, что длительная сушка пиломатериалов в жёстких режимах, особенно трудносохнущих пород (дуб, ясень), может привести к потемнению древесины и к внутренним трещинам в ней. Критерием окончания третьего этапа является достижение требуемого уровня влажности.

Четвёртый этап — охлаждение пиломатериалов до температуры внешней среды. Это производится вне СВЧ-сушки, и тем самым повышается производительность:

до 210 м3/мес. — хвойные породы;
180 м3/мес. — берёза, лиственница;
до 100 м3/мес. — дуб, бук, ясень.

Общая средняя продолжительность нахождения пиломатериалов в СВЧ — 20— 24 ч при WM4 = 48-55%, WKOS = 6— 8%. Для твёрдолиственных пород — дуб, бук, ясень — показатели иные.

Охлаждение проводится естественным путем без выгрузки пиломатериалов из камеры. СВЧ-печь отключается, створки дверей приоткрываются, пиломатериалы остывают за счет конвекции. Разность температур пиломатериалов и внешней среды при выгрузке не должна быть более 20°С. Обычно длительность остывания пиломатериалов составляет 5— 6 ч.

Следует отметить, что выделение описанных выше этапов условно и их длительность и соотношение определяются многими факторами: видом и сортиментом древесины, начальной влажностью, начальной температурой пиломатериалов, объёмом закладки. Очевидно, что при начальной влажности этапа 30— 40% сушка по условиям второго этапа может и не проводиться, а длительность первого этапа будет меньше. Все эти особенности необходимо учитывать и сверять с реальными параметрами процесса сушки по указанным критериям.

Сушка сосновых пиломатериалов. Сосна в силу своего строения (слоистая структура с длинными продольными волокнами и капиллярами) и химического состава (наличие в древесине скипидара) имеет хорошую влаго- и газопроводность. По этим причинам сосна может выдерживать высокие температуры до 100-120°С без внешних и внутренних физических повреждений. Согласно экспериментальным данным, значение температуры сушки сосновых пиломатериалов всех сортиментов составляет 100°С. Из-за малой плотности древесины и большой её влагоотдачи, длительности первого и второго этапов в сушке увеличиваются. Длительность первого этапа составляет 7— 8 ч, второго — до 80% всего времени сушки. Переход от второго этапа к третьему (переключение режима вентиляции вытяжки) производится при достижении температуры пиломатериалов 90°С.

Сушка буковых материалов. Бук относится к трудносохнущим видам пород древесины. При естественной сушке на воздухе бук быстро, в течение 1—2 суток, портится (синеет, поражается грибком), а также приобретает сильные напряжения (пиломатериалы закручивает в разных направлениях, появляются многочисленные трещины, наибольшие — по сердцевинной трубке). Исходя из вышеизложенного, качество СВЧ-сушки буковых пиломатериалов в сильной степени зависит от их начального качества и состояния.

Для исключения указанных недостатков распиловку бука необходимо проводить непосредственно перед сушкой, а сам бук держать в водяных ваннах.

Несмотря на высокую плотность древесины по сравнению с другими породами, бук хорошо сохнет в СВЧ-печи из-за наличия длинных продольных волокон и капилляров. Буковые пиломатериалы при СВЧ-сушке сушатся в мягких режимах с температурой не более 90°С. Посиневшие участки древесины на начальном этапе заражения грибком при СВЧ-сушке восстанавливают свой первоначальный цвет. При этом грибковые колонии погибают, а древесина стерилизуется. Переход от второго этапа сушки к третьему производится при достижении пиломатериалами температуры 80°С.

Сушка ясеневых и дубовых пиломатериалов. Дуб, ясень в силу своего строения (наличия множественных коротких переплетённых волокон по типу войлока) являются наиболее трудносохнущими породами древесины и обладают низкой влаго- и газопроводностью. При СВЧ-сушке требуют применения мягких режимов: 70— 75°С при сушке пиломатериалов с влажностью 80— 30% и 80— 85°С при сушке пиломатериалов с влажностью 30% и менее. В силу малой влагоотдачи и высокой плотности древесины динамика нагрева данных пиломатериалов в СВЧ-печах быстрее, чем у других пород. Влажность воздуха в сушильной камере необходимо держать на уровне 60— 80%. На третьем этапе досушка пиломатериалов с 30 до 8— 6% конечной влажности, особенно для сортиментов 40— 60 мм, проходит очень медленно. Причиной этому является обсыхание поверхностного слоя пиломатериалов на глубину 10— 15 мм (длину волокон) и блокирование влаги внутри. Для ускорения сушки в этих случаях применяют принудительное отпаривание (влагообработку) и подъём температуры сушки до 85— 90°С при влажности от 16% и ниже. Принудительное отпаривание проводят путём увлажнения (орошения) поверхности разогретых пиломатериалов водой из разбрызгивателя из расчёта 7— 10 л воды на 1 м3 пиломатериалов и зачехлением штабеля полиэтиленовой пленкой; сушка в таком состоянии длится 30-40 мин. Затем полиэтиленовый чехол удаляется, и сушка продолжается в обычном порядке.

Сушка пиломатериалов из ольхи. По своему строению и физическим свойствам ольха близка к сосне. Технологии сушки данных пород подобны. Различие состоит в использовании более мягкого температурного режима: температура сушки составляет 90°С.

Особенности сушки материалов с сердцевиной. Высушивание таких пиломатериалов без трещин и напряжений по сердцевине на торцах практически невозможно. Для уменьшения торцевых трещин целесообразно покрывать последние защитным слоем, ухудшающим влагопроводность в продольном направлении. С этой целью могут использоваться меловые или известковые водные растворы.

 

Камерная сушка

 

Процесс сушки происходит в конвективных камерах. Эти камеры классифицируются по следующим признакам: принципу действия, устройству ограждения, виду теплоносителя, циркуляции агента сушки.

По принципу действия различают камеры периодического действия и непрерывного. Камеры периодического действия представляют собой помещения, в которые загружается определённый объём материала, высушивается, а затем выгружается. Режимы сушки здесь изменяются с течением времени в зависимости от влажности древесины. На период загрузки и выгрузки камеры процесс сушки прекращается. Камеры непрерывного действия представляют собой помещения, туннели, в которых постоянно находится древесина, перемещаемая на вагонетках. Материал высушивается по мере прохождения им туннеля, от сырого конца к сухому. Режимы сушки изменяются по мере продвижения материала по длине камер.

Камеры непрерывного действия применяются обычно на крупных предприятиях при массовой сушке товарных пиломатериалов до транспортной влажности, а также для сушки хвойных пиломатериалов, берёзы и осины, идущих на столярно-строительные изделия, тару, сельхоз- и вагоностроение.

По устройству ограждения камеры подразделяются на стационарные и сборные. Стационарные камеры строятся на месте их эксплуатации из строительных материалов, а сборные, как правило, металлические, изготавливаются заводским способом и собираются на месте их эксплуатации.

По теплоносителю камеры различаются на паровые, электрические, водяные, газовые. В первых трёх агентом служит влажный воздух или перегретый пар, а в последнем — смесь воздуха и топочных газов.

По циркуляции воздуха различают камеры с естественной и принудительной циркуляцией. Газовые и электрические бескалориферные камеры (аэродинамические) имеют только принудительную циркуляцию.

Естественная циркуляция создаётся за счёт разности плотности нагретого и охлаждённого воздуха: горячий, более лёгкий воздух стремится вверх, а охлаждённый, тяжёлый — вниз. Поскольку воздух в силу этого циркулирует вертикально по штабелю, пиломатериалы укладываются со шпациями. Камеры с естественной циркуляцией давно устарели, хотя продолжают эксплуатироваться на ряде предприятий. Продолжать эксплуатировать такие камеры нерационально, так как они малопроизводительны, качество сушки в них низкое из-за большой неравномерности распределения конечной влажности по штабелю.

Принудительная циркуляция воздуха или газа достигается при помощи вентиляторов. Побуждение циркуляции может быть прямое — когда перемещение воздуха осуществляется непосредственно вентилятором, или косвенное (эжекционное) — когда побудителем циркуляции служит энергия струй сушильного агента, вытекающих с большими скоростями из сопл эжекторов. Эжекционные камеры были распространены в 50— 60-х гг., теперь же эта конструкция устарела. Но несмотря на большие энергозатраты на циркуляцию, большую неравномерность сушки, эти камеры продолжают эксплуатироваться.

По кратности циркуляции сушильного агента камеры могут быть с однократной и многократной циркуляцией. При однократной циркуляции сушильный агент после прохождения через штабель полностью выбрасывается в атмосферу; при многократной — воздух постоянно циркулирует по штабелю в течение всего процесса сушки и только часть его выбрасывается. В современных лесосушильных камерах используется только многократная циркуляция воздуха.

Современные лесосушильные камеры имеют прямое побуждение воздуха, создаваемое осевыми или центробежными вентиляторами.

В зависимости от направления движения сушильного агента различают камеры с вертикальным или горизонтальным кольцом циркуляции. Вентиляторные установки в камерах с вертикальным кольцом циркуляции расположены в верхней части над штабелями, а с горизонтальным — за штабелем.

 

Конденсационный способ

 

По принципу действия конденсационный способ относится к замкнутому циклу, т.е. сушильный агент совершает циркуляцию по камере без выброса в атмосферу и, соответственно, без подпитки свежим воздухом. Воздух, насыщенный влагой, отобранной из древесины, омывает холодную поверхность и охлаждается до температуры ниже точки росы. Часть влаги, содержащейся в воздухе, конденсируется, а теплота, выделенная при этом, используется для подогрева сушильного агента. В качестве охладителя используется фреон.

Теоретически конденсационный сушильный цикл с холодильником, играющим роль теплового насоса, характеризуется нулевым расходом тепла на испарение влаги. Затраты электроэнергии здесь идут на прогрев материала и теплопотери, а также на привод компрессора и вентиляторов. Для компенсации теплопотерь агрегат снабжается дополнительным калорифером с внешним электропитанием.

По данным зарубежных компаний Hildebrand, Brunner, Vanicek, энергопотребление конденсационных сушилок составляет 0,25— 0,5 кВт/ч на 1 л испаренной воды в зависимости от влажности материала, увеличиваясь при её снижении. Это примерно в два раза меньше расхода энергии в обычных сборно-металлических камерах периодического действия.

Из-за свойств фреона, который используется в качестве хладагента, в конденсационных камерах применяются низкотемпературные режимы сушки с температурой не выше 45°С. При повышении температуры сушильного агента более 45°С КПД таких сушилок понижается. Поэтому производительность их малая, так как продолжительность процесса в 2— 3 раза больше, чем в камерных сушилках. Эти сушилки следует использовать в тех случаях, когда электроэнергия является наиболее дешёвой по сравнению со всеми другими теплоносителями.

Учитывая, что этот способ даёт сокращение энергозатрат, перспективной является разработка новых конденсационных сушильных камер с холодильными установками на хладагенте, позволяющем применять нормальные режимы сушки.

Отечественных конденсационных сушилок пока нет. Из импортных можно рекомендовать сушилки следующих компаний: Vanicek, Hildebrand-Brunner, Nardi. 

 

Современный способ сушки древесины инфракрасной сушилкой видео

 

Камерная сушка пиломатериалов — характеристики, процесс

Камерная сушка является одним из самых распространенных видов обработки пиломатериалов, предназначенных для осуществления строительства различных объектов как бытового, так и промышленного назначения. Зачастую технология обработки древесины заключается в интенсивном обдуве ее мощным потоком горячего воздуха, который чередуется потоком пара и охлаждением.

В процессе сушки древесина подвергается предварительному нагреву, увлажнению, охлаждению и последующей сушке. Циклы часто повторяются с регулярным измерением текущей влажности.

Камерная сушка дерева является, по сути, универсальным методом обработки пиломатериалов, так как оборудование позволяет не только качественно сушить, но и подвергать его другим физическим процессам. Например, в камере можно осуществлять пропарку дерева. Или после сушки пропитать защитными противопожарными и антисептическими препаратами.

 

Преимущества камерной сушки древесины

Преимущество камерной сушки древесины заключается в объеме загружаемой древесины в сушилку за один цикл обработки. Оборудование может быть изготовлено на заказ под любые объемы производства. Видов технологий камерной сушки обширное количество, подробнее смотрите в статье виды сушильных камер.

Из-за резкого повышения температуры горячим потоком воздуха древесина быстро высыхает снаружи, давая усушку, но при этом внутренние слои не успевают освободиться от влаги. Из-за чего при некоторых технологиях камерная сушка пиломатериалов приводит к растрескиванию. Чтобы избежать этого чередуются режимы сушки, пропарки и охлаждения, что может занимать около 3 недель.

Существуют камеры в которых решены вышеописанные проблемы. Например вакуумные сушильные камеры нашего производства. В них намного быстрее и эффективнее можно осуществлять сушку. Сушилки отличаются комбинацей вакуума и нагревательных элементов, при невысокой температуре древесина не успевает дать усушку, так как не возникают внутренние напряжения, деформирующие и способствующие растрескиванию материала. При этом для сушки 18 куб. м сосновой доски потребуется около 1 дня. Сушильные станки полностью автоматизированы. В камеру закатывается штабель, автоматика контролирует процессы и в назначенное время вы получаете сухой пиломатериал.

Сушилка работает как на электричестве с помощью электрического котла, так и на горбыле, дровах и прочих отходах производства при установке твердотопливного котла. Оборудование имеет низкое потребление электроэнергии и высокую производительность. Автоклав выполнен из утолщенной стали и рассчитан на условия изменяющегося давления.

Сушильные печи разработаны для всех видов деревообрабатывающих предприятий. От маленького столярного цеха с сушильными шкафами от 1 куба и производством деревянных изделий, до завода глубокой деревопереработки. В данных печах сушка досок хвойных пород сырого леса до погонажной влажности составляет около 1 суток, досок твердолиственных пород от 3 суток.

 

Назначение сушки пиломатериалов и ее основные способы

Для изготовления мебели, отделочных, строительных работ и иных процедур с использованием древесины требуется сухое сырье. На сегодняшний день существует несколько распространенных естественных и искусственных способов сушки пиломатериалов.

Следует отметить, что сушка является необходимым элементом подготовки изделий из натурального дерева к их использованию. Это обусловлено тем, что свежесрубленная древесина (любая, в том числе сибирской лиственницы – особенно прочная и устойчивая к негативным внешним факторам) содержит большое количество влаги. И если ее процент не уменьшить, со временем материалы могут растрескаться и покоробиться, а также они будут более подвержены негативному воздействию жуков-древоточцев и грибков.

Если пиломатериалы предназначены для использования в помещении (к примеру, для внутренней отделки), допустимый уровень влажности древесины составляет 8-10% (доля воды по отношению к массе сухого материала). При эксплуатации изделий под открытым небом этот показатель составляет не более 18%.

Определение и задачи сушки пиломатериалов

Сушка – это процесс удаления из древесины влаги. Во время этого процесса может отмечаться уменьшение объема и линейных размеров древесины (усушка), а потому необходимо оставлять определенные припуски по ширине и толщине пиломатериалов.

Сам процесс осуществляется постепенно: сначала высыхает поверхность изделий, а влага из средних слоев поступает наружу, и так в течение нескольких циклов, пока влажность пиломатериалов и окружающей среды не станут приблизительно одинаковыми.

Скорость высыхания зависит от ряда факторов: породы древесины, температуры воздуха, начальной влажности, а также выбранной технологии сушки пиломатериалов.

Все о естественной сушке

Обычная, естественная сушка пиломатериалов осуществляется в домашних условиях без использования специального оборудования. При небольшом количестве брусьев или досок их можно просто на некоторое время разместить в частном доме и даже квартире. Использовать отопительные приборы нельзя, поскольку это может привести к образованию трещин и короблению. Рекомендуется положить изделия повыше, к примеру, на шкаф, а затем подождать 3 недели, после чего они будут готовы к использованию.

Также существует атмосферная сушка пиломатериалов (один из видов естественной). Она осуществляется следующим образом:

1. Пиломатериалы укладываются штабелями на одинаковых по высоте (примерно, 0,5 м) опорах, основание должно быть горизонтальным и ровным.
2. Над опорами штабелей между рядами размещаются прокладки одинаковой толщины из сухого материала для улучшения вентиляции. Расстояние между прокладками составляет около 1,5-2 м.
3. Чтобы защитить древесину от коробления в результате негативного воздействия дождя и солнечных лучей, над штабелями сооружают временную кровлю из шифера или рубероида.

Время процесса в теплое время года составляет 30 дней для досок толщиной в 50 мм, и около 3 месяцев для бревен. Основной признак сухости материала – ломкость свежеснятой стружки.

Способы искусственной сушки

При искусственной сушке пиломатериалов используются специальные установки для поддержания определенного режима температуры и вентилирования. Она производится на деревообрабатывающих предприятиях, и осуществляется посредством разных способов.

Камерная

Такой вид сушки пиломатериалов получил наиболее широкое распространение в промышленности. Процесс осуществляется в специальных сушильных камерах, чаще всего – в газообразной среде (смеси воздуха с топочными газами) или паре.

К преимуществам технологии относится то, что режим камерной сушки можно регулировать, а это позволяет получать материал практически с любой конечной влажностью.

Контактная

С ее помощью сушатся плоские материалы (к примеру, фанерный шпон), которые зажимаются между металлическими плитами, нагретыми до +150°C. Сам процесс занимает всего несколько минут за счет большой площади соприкосновения пиломатериалов с горячими плитами. К минусам относится то, что при чрезмерной выдержке древесина темнеет.

Вакуумная

Она осуществляется при помощи герметичных камер с предварительным извлечением из них воздуха (то есть созданием вакуума).

Во время сушки древесины под действием градиентов давления, температуры и влажности осуществляется движение связанной и свободной влаги от центра материалов к их поверхности.

Умеренные температурные режимы (от +45°C до +62°C) и разрежение воздуха способствуют максимально равномерному изменению тепло-влажностных характеристик изделий. Иными словами, вакуумный метод обеспечивает более равномерную сушку, во время которой устраняется внутреннее напряжение, а значит, сводится к минимуму вероятность образования трещин или коробления изделий из дерева.

Токами высокой частоты (ТВЧ)

Метод основан на нагревании пиломатериалов между двумя и более металлическими пластинами, которые подключены к источнику ТВЧ. Вся комбинация образует конденсатор, в котором в роли диэлектрика выступает древесина. Далее в изделиях возникают диэлектрические потери, из-за чего пиломатериалы нагреваются, и из них испаряется влага.

Если парообразование в материале осуществляется при температуре влаги ниже +100°C, процесс сушки называют испарением, а если показатель равен и выше +100°C – выпариванием.

С помощью гидрофобных жидкостей

Процесс осуществляется посредством погружения материалов в специальные ванны, наполненные нагретой до +105-120°C гидрофобной жидкостью (парафином, серой, петролатумом). Интенсивная передача тепла от жидкости к дереву позволяет в 3-4 раза сократить время испарения влаги по сравнению с камерным способом./p>

Такой метод используется в основном для снижения влажности пиломатериалов перед их пропиткой (к примеру, масляными антисептиками).

Конечно, это лишь основные и наиболее распространенные способы уменьшения уровня влажности древесины. Существует и множество других, к примеру, инфракрасная, индукционная, ротационная сушка, а также комбинированные варианты.

Сушка пиломатериалов хвойных и лиственных пород древесины

Сушка пиломатериалов хвойных и лиственных пород древесины

Сушка пиломатериала будь это хвойных пород или лиственных пород древесины — это важный и сильный фактор влияющий на древесину в будущем использовании материала в строительстве или производстве изделий из дерева. Качество материала после процесса высыхания, безусловно зависит от метода сушки, оборудования которым контролируется сам процесс, а так же профессионализма технолога.
В процессе сушки древесина обретает твердость и стойкость к гниению, и растрескиванию. Существует несколько методов сушки, это.

 

Методы сушки пиломатериала

• атмосферная сушка древесины(естественная)

• камерная сушка

• контактная

• печах ТВЧ (ток высокой частотности)

• сушка в жидкостях

Мы сегодня поговорим о камерной сушке доски. На территории компании «ДоскаПиломатериал» построен специальный, современный сушильный комплекс.

Наши камеры оборудованы современными приборами, которые облегчают сам процесс высушивания древесины, автоматизируя и контролируя некоторые важные моменты. Но с учетом изменения климата, регионов произрастания древесины, сезонов распиливания пиломатериала, нельзя полностью доверить процесс сушки пиломатериала программам. Без участия и контроля профессионала, конечный итог процесса сушки доски может быть неудовлетворительным. По этому в нашей компании, под контролем профессионала строго соблюдается весь технологический процесс высыхания пиломатериала в сушильных камерах.

Этапы сушки пиломатериала
Свежераспиленный пиломатериал имеет влагу в большом количестве, чтоб её выдавить не нарушая механические свойства древесины надо высушить материал. Быстрым этот процесс не назовешь, у разных пород сам процесс, проходит по-разному. Если поторопится, то можно наоборот увеличить этим напряжение в доске и этим увеличить процент растрескивания. Поэтому исходя из породы древесины, учитывая ее массу, плотность, регион произрастания, выбирается процесс сушки.

Доски после распиловки предпочтительнее хранить на подкладках и оберегать от прямых солнечных лучей. После материал как поступает на наш склад пиломатериалов, начинается этап штабелирования. Укладывается доска на прокладках с определенным расстоянием между собой, этим не давая доске покоробиться. Прокладки должны быть все уже высушенные, и все должны быть калиброваны в один размер, этим мы не дадим доске изменить свою геометрию, не будет волн, поперечного изгиба, скручивания и изгиба по пласти.

Время высыхания пиломатериала между породами, так же, разное, хотя можно подобрать по плотности и комбинировать между собой порода и сушить в месте, такой метод применяется, если у вас сушильные камеры больших объёмов, а загрузке разные порода древесины в малых количествах. Быстросохнущим пиломатериалам можно отнести хвойные сосна и ель. Но не все хвойные так легко и быстро можно высушить. Например всеми нами известная и широко используемая доска лиственницы. Сушка лиственницы, процесс не из легких, сам пиломатериал капризный и требует очень большого внимания в процессе высыхания. При неправильном обращении или выборе процесса можно подвергнуть пиломатериал к растрескиванию. Поэтому, чтоб высушить пиломатериал из лиственницы, требуется в среднем 3-4 недели, этого достаточно, чтоб высушить материал до влажности 9-10%, что вполне достаточно чтоб можно было пустить пиломатериал в производство клееных или строганых изделий.

Сушка дубовых пиломатериалов проходит от 40-80 дней, больше зависит от толщины пиломатериала. Немаловажный фактор влияющий на время сушки дуба, это конечно же регион произрастания Кавказский дуб отличается от дубовых пиломатериалов из Воронежского Курского и Брянского региона.

Мы предлагаем услуги по сушке пиломатериала:

• Массив из дуба

• массив из ясеня

• доски лиственницы

• доски липы

• доски ольхи

• доски граба

• доски из сосны

• доска из ели

• доска берёзы

• доски ореха

   

Наша команда имея за плечами многолетний опыт работы с древесиной предлагает вам услуги по сушке пиломатериала(древесины) хвойных и лиственных пород древесины. Так как мы являемся крупным производителем и продавцом сухого пиломатериала, и у нас свои потребности в сушке, то вам не надо будет ждать долго, чтоб воспользоваться услугой по сушке, мы всегда найдем окно для вашего пиломатериала, тем более у нас в ассортименте много разных пород древесины. Со стоимостью услуги к разным видам пиломатериала можете ознакомиться на странице Цены на услуги по сушке пиломатериалов

Сушка пиломатериалов, сухой пиломатериал

Человек с очень давних времён использовал пиломатериалы в строительных целях. Связано это с тем, что древесина обладает высокой прочностью, она лёгкая и обладает при этом прекрасными теплоизоляционными свойствами.

Пиломатериалами является различная продукция, из дерева, широко используемая в современном строительстве и разных видах ремонта. Пиломатериалы производятся из всевозможных пород древесины при применении специального оборудования (четырехсторонних станков, рейсмусовых станков, шлифовальных станков, камер для сушки дерева) и обладают таким важным в наше время качеством, как экологичность. Пиломатериалы, не оказывают абсолютно никакого вредного воздействия ни на человека, ни на окружающую среду.

Наиболее популярным сырьём для изготовления пиломатериалов на территории России по-прежнему остаётся сосна. И только потом в ход идёт ель, липа и ольха. Уже традиционным стало производство пиломатериалов из клёна, дуба, ясеня, граба, черешни, лиственницы. Самыми доступными и недорогими являются пиломатериалы, изготавливаемые из тополя и берёзы.

Очень важным критерием для выбора пиломатериалов является их влажность. Так, при возведении домов возможно использование свежеспиленных материалов, а для изделий в сфере мебельного производства применяется только качественно просушенное дерево. Разумеется, что трудовые и энергетические затраты, связанные с сушкой пиломатериала существенно повышают их себестоимость, однако обойтись без этого в некоторых случаях, к сожалению, очень проблематично.

Пиломатериалы с присущей им естественной влажностью 40-80% сильно подвержены грибковым образованиям и поражению гнилостными микроорганизмами. Стоит знать, что такие пиломатериалы, укомплектованные в пакеты, могут в тепле прийти в полную непригодность всего за несколько дней. Данный фактор указывает на то, что ни использование, ни транспортировка пиломатериалов с естественной влажностью на большие расстояния невозможны. В случае, если согласно условиям поставки пиломатериал должен быть оттранспортирован на значительное расстояние, то содержание влажности сводится к уровню так называемой «транспортной влажности» (чуть ниже 22%).

Таким образом, пиломатериалы с «транспортным уровнем влажности» можно будет применять на не очень ответственных участках строительства, а также при изготовлении различной тары и транспортных поддонов. С целью изготовления более качественной и дорогостоящей строительной или отделочной конструкции, пиломатериалы следует принудительно высушивать в особых сушильных камерах. Сухой пиломатериал, получаемый в результате камерной сушки, может иметь влажность не более 6-14 %.

В заключении можно сказать, что качественно просушенная древесина придаст любому строению и отделке повышенную прочность и обезопасит жильё от появления грибка и плесени, а также создаст удивительную гармонию в доме.

Зачем нужно сушить пиломатериалы?

— [Скотт] Люди используют древесину для самых разных целей по всему миру.

Независимо от того, используется ли древесина для изготовления кухонного шкафа или каркаса дома, она должна быть высушена, прежде чем ее можно будет использовать.

Давайте посмотрим на некоторые из причин, почему.

Деревья содержат много воды.

Каждая часть дерева, от листьев до корней, содержит некоторое количество воды.

Вода является важнейшим компонентом процесса фотосинтеза и используется для транспортировки сахаров, питательных веществ, гормонов и минералов по всему дереву в виде того, что мы называем соком.

Количество воды, содержащейся в куске дерева, называется влажностью.

В древесине содержание влаги выражается как отношение массы воды, содержащейся в древесине, к сухой массе древесины.

Содержание влаги выражается в процентах.

Итак, если у нас есть кусок дерева, который весит шесть фунтов с водой, и весит три с половиной фунта без воды, это означает, что в этом куске дерева есть два с половиной фунта воды.

Когда мы разделим вес воды на вес сухой древесины, мы получим влажность 71,4%.

Влажность свежеспиленной древесины может варьироваться от 30% до более 100%.

Как может быть, чтобы кусок дерева имел влажность более 100%?

Когда содержание влаги превышает 100%, это просто означает, что вес воды в древесине больше, чем вес самой сухой древесины.

Содержание влаги варьируется от вида к виду.

И он также различается между деревьями одного и того же вида.

И даже в досках, спиленных из того же дерева.

Древесина будет набирать или терять влагу до тех пор, пока не придет в равновесие с окружающей средой, в которой она находится.

Когда древесина больше не теряет и не приобретает равновесия влаги с окружающей средой.

Эта концепция называется равновесной влажностью.

Равновесное содержание влаги зависит от температуры и относительной влажности воздуха.

Например, при температуре 70 градусов и относительной влажности 68% равновесная влажность составляет 12,5%.

Это означает, что древесина, если дать ей достаточно времени, в конечном итоге достигнет влажности 12 с половиной процентов.

Если влажность древесины больше 12 с половиной процентов, она начнет терять влагу.

Если его влажность ниже 12 с половиной процентов, он начнет набирать влагу.

Получение или потеря влаги будет продолжаться до тех пор, пока древесина не достигнет влажности 12 с половиной процентов.

Предполагая, что температура и относительная влажность не меняются до того, как они туда попадут.

Почему имеет значение, набирает или теряет влажность древесина?

Ответ заключается в стабильности размеров, и это одна из основных причин, по которой древесину необходимо сушить.

Древесина начинает усыхать по ширине и толщине, когда влажность становится ниже 30%.

Величина усадки зависит от вида.

Но он мог варьироваться от пяти до десяти процентов по ширине и от трех до шести процентов по толщине в зависимости от породы и того, как древесина была распилена из бревна.

Если изделие изготовлено до того, как произойдет усадка, может произойти повреждение швов, и изделие выйдет из строя.

Если усадка не чрезмерная, древесина может деформироваться, даже если швы не разрушаются.

При сушке пиломатериала усадка уже произошла.

И до тех пор, пока древесина хранится в условиях, которые будут поддерживать закрытый равновесный уровень влажности с содержанием влаги, до которого пиломатериал был высушен, проблем с усадкой быть не должно.

Древесина, предназначенная для использования внутри дома, обычно высушивается до содержания влаги около семи процентов, потому что это типичные условия внутри дома.

Древесина, используемая для строительных пиломатериалов, обычно высушивается до влажности около 15%.

На изображении показан стол, изготовленный из правильно высушенного красного дуба до семипроцентной влажности.

Дрова хранились в неотапливаемом навесе под крышей примерно за год до изготовления стола.

Если мы внимательно посмотрим на таблицу, то увидим, что происходит некоторая деформация.

Когда линейка помещается поперек столешницы, можно четко увидеть степень деформации.

Мы также можем видеть, как деформация столешницы повлияла на ящик.

В зимнее время, когда в доме низкая ЭМС, ящик не открывается.

Летом, когда ЭМС в доме увеличивается, деформированная древесина достаточно расслабляется, чтобы ящик можно было открыть.

Проблема возникает из-за того, что влажность пиломатериала была слишком высокой, когда он использовался для изготовления столешницы.

И древесина начала сжиматься, когда ее помещали внутрь дома.

Эта фоторамка из американского каштана является еще одним примером того, что древесина имеет слишком высокое содержание влаги при изготовлении рамы.

После того, как рама была построена, она начала сжиматься, в результате чего стык треснул от внутреннего угла рамы.

Имейте в виду, что древесина также будет набирать влагу.

И когда это происходит, он начинает набухать.

Таким образом, если древесина высушена до семи процентов влажности, а затем оставлена ​​​​на улице в неконтролируемой среде, как в случае с древесиной, используемой для изготовления стола, она будет набирать влагу до тех пор, пока не достигнет равновесной влажности наружного воздуха.

В Пенсильвании равновесное содержание влаги в наружном воздухе может колебаться от 11 до 14% в зависимости от времени года и погодных условий.

Таким образом, древесина, которая была должным образом высушена, может иметь слишком высокое содержание влаги, чтобы ее можно было использовать для изготовления продуктов внутри дома.

Влажность древесины, используемой для изготовления стола из красного дуба, составляла, вероятно, около 12%, когда он был построен.

Несмотря на то, что изначально они были высушены до семи процентов, а затем пиломатериалы высушивались примерно до пяти или шести процентов влажности, когда они находились в доме.

Тот факт, что древесина набухает, когда набирает влагу, объясняет, почему ящик можно открыть после того, как древесина набрала немного влаги.

В случае с картинной рамой, если бы она набрала влагу и набухла, а не потеряла влагу и сжалась, отверстие в соединении было бы на внешнем углу, а не на внутреннем.

Еще одна причина, по которой пиломатериалы сушат, заключается в том, чтобы предотвратить поражение грибком, которое может обесцветить древесину или даже вызвать ее гниение.

Грибку нужна влага, чтобы выжить.

Таким образом, устранение влаги убьет любой грибок, который может уже присутствовать, и предотвратит появление грибка в будущем, пока древесина остается сухой.

Правильная сушка древесины также убивает любых насекомых и яйца, которые могут быть в древесине.

Большинству насекомых требуется влажность выше 10%, чтобы выжить в древесине.

Исключением являются некоторые термиты и некоторые жуки-почтальоны.

Пока температура древесины превышает 135 градусов в процессе сушки, любые насекомые, которые находятся в древесине, и яйца, которые могут присутствовать, будут уничтожены.

Сушка древесины на воздухе не убьет насекомых или яйца, находящиеся в древесине, потому что температура недостаточно высока.

Проблемы с краской и отделкой также могут возникнуть из-за слишком высокого содержания влаги.

Как правило, содержание влаги ниже 14 % должно свести к минимуму проблемы с красками и другими покрытиями, но если содержание влаги слишком высокое, могут возникнуть пузыри и отслоение.

Есть несколько других причин, по которым пиломатериалы необходимо сушить.

Например, пиломатериалы, подлежащие консервационной обработке, должны быть высушены.

Сушка также снижает вес, и больше пиломатериалов можно загрузить в грузовики для отправки по более низкой цене за фут доски.

Сушка также улучшает прочностные свойства древесины.

Каковы бы ни были причины сушки древесины, это недешево, и лесная промышленность тратит много времени и денег, чтобы высушить пиломатериалы до нужной влажности и высочайшего качества.

Теперь вы знаете, почему.

Что такое сушка в печи? Обоснование необходимости сушки древесины

Сушка в печи является стандартной практикой на деревообрабатывающих предприятиях и служит для эффективного снижения уровня влажности сырых пиломатериалов до «рабочего» уровня содержания влаги, что не приведет к множеству проблем, которые могут быть вызваны избыточная влажность древесины.

Эти проблемы включают деформацию и скручивание пиломатериалов, заедание или удары ногами во время механической обработки, коробление или образование выпуклости на уложенном деревянном полу, а также нарушение адгезии в готовых изделиях.

Проблемы, связанные с влажностью, могут ежегодно обходиться в миллионы долларов ущерба. Сушка в печи — это первый шаг к тому, чтобы довести все изделия из древесины до уровня влажности, который будет подвергаться минимальному повреждению, связанному с влажностью.

Что такое высушенная древесина?

Древесина камерная сухая — древесина, высушенная в печи (камере для обжига).С печью вы можете контролировать окружающую среду, такую ​​как температура, влажность и уровень пара, в течение заданного периода времени. Позволяет высушить древесину до желаемой влажности быстрее, чем сушка на воздухе.

Что такое сушка воздухом?

Сушка пиломатериалов на воздухе. Простая процедура сушки пиломатериалов и их выдержки на открытом воздухе. В зависимости от породы древесины и желаемой влажности процесс воздушной сушки может занять от нескольких месяцев до почти года. Убедитесь, что дрова правильно сложены для обеспечения достаточной циркуляции воздуха.

Процесс сушки в печи

Когда деревья валят и доставляют на лесопилку, первым шагом обычно является окорка и сортировка бревен по породе, размеру или конечному использованию. Бревна, предназначенные, например, для деревянного настила, затем распиливаются на необработанные доски необходимых размеров. Перед сушкой их часто обрезают или обрезают по длине.

Сушка может осуществляться воздухом или в сушильных камерах, в которых используется циркулирующий нагретый воздух для более быстрого удаления избыточного количества влаги из древесины.Каждая шихта (или загрузка печи) сортируется по видам и размерам для оптимизации процесса и обеспечения равномерного конечного уровня содержания влаги в шихте.

После того, как древесина, высушенная в печи, достигла необходимого уровня влажности для данного вида, ее пропускают через строгальный станок и строгают до ее окончательных размеров, сортируют по сортам и отправляют. Для деревянных полов или других конкретных конечных продуктов древесина обычно отправляется производителю для дальнейшего строгания, обработки и отделки.

Заводы и производители одинаково вкладывают время, деньги и обучение в свои процессы сушки, чтобы предоставлять своим клиентам продукты оптимального качества с правильным уровнем влажности.

Итак, если древесина выходит из печи с требуемым уровнем влажности, процесс определения влажности завершен, верно? Это может показаться осуществимым, но на самом деле камерная сушка — это только первый этап долговременного взаимодействия изделия из дерева с влагой.

Сушка в печи значительно снижает содержание влаги в сырых пиломатериалах, но есть еще кое-что, что следует учитывать.

Влага из печи

Реальность природы дерева и его привлекательность на протяжении веков заключается в том, что это гигроскопичный материал. До тех пор, пока она не будет полностью герметизирована, древесина постоянно взаимодействует с влагой в окружающей среде и будет поглощать или выделять влагу по мере необходимости, чтобы найти баланс с окружающей средой.

При внимательном рассмотрении длинная полая клеточная структура древесины означает, что каждая доска состоит из пучков длинных ячеек (подумайте о стопке соломинок для питья).В живом дереве эти пути служат для перемещения влаги и питательных веществ от корней к ветвям и листьям дерева.

После того, как дерево срублено, дорожки начинают терять влагу по мере высыхания древесины. Эта влага естественным образом не заменяется, как в живом дереве, и уровень влажности древесины значительно снижается по мере ее высыхания.

Процесс сушки в печи помогает вытянуть эту влагу, сводя к минимуму повреждение древесины, которое может быть вызвано быстрыми изменениями.

Почему это так важно?

«Мокрая» или зеленая древесина не годится ни для чего, от костров до строительных материалов. Его характеристики в качестве сырого пиломатериала могут быть непредсказуемыми из-за неизбежной потери влаги после того, как живое дерево срублено.

По мере высыхания древесина может искривляться, трескаться, деформироваться и сжиматься в своих физических размерах, что делает ее менее чем идеальной для строительства, полов или деревообработки. Это непрерывный цикл в дереве.

Подумайте о губке.Когда губка мокрая, она удерживает влагу в каждой дырочке или ячейке. Когда он высыхает, он не только выделяет влагу, но и уменьшается в размерах.

Если ему придали функциональную форму, например прямоугольник, он может скручиваться или скручиваться при высыхании. Однако он не теряет своей способности реабсорбировать воду, когда она присутствует. Физические размеры губки будут меняться каждый раз, когда она поглощает и выделяет влагу.

Таким же образом древесина может удалить большую часть своей влаги в процессе сушки в печи, но она не теряет способности реабсорбировать влагу, находящуюся в окружающей среде.Это может быть прямой источник воды, влага в соседнем материале или даже влага в воздухе; Ячеистая структура древесины будет готова впитать любую влагу, с которой она контактирует.

Даже когда древесина была высушена в печи, она может иметь задокументированный уровень содержания влаги, но на любом этапе процесса после печи – транспортировке, изготовлении, хранении или монтаже – для древесины, даже готовых изделий из древесины, терять дополнительную влагу (в сухой среде) или повторно поглощать влагу из окружающей среды, изменяя уровень влажности и, возможно, даже размеры.

Если такое увеличение или уменьшение влажности происходит, например, после укладки деревянного пола, коробление, выпуклость, зазоры или другие проблемы, связанные с влажностью, могут поставить под угрозу целостность пола. Любой завершенный проект или изделие из дерева может быть поставлено под угрозу из-за дисбаланса влажности в используемой древесине.

Каково решение?

Подобно тому, как лесопильные заводы и производители вкладывают средства в точные инструменты и системы управления влажностью древесины, каждый этап жизненного цикла изделий из дерева требует измерения влажности.

Продолжая наш пример деревянного настила, важно, чтобы установщик полов дал возможность каждой пачке досок адаптироваться к окружающей среде на рабочей площадке до начала укладки, так же как и для производителя убедиться, что содержание влаги точно контролируется, прежде чем он будет отправлен. растение.

Бесплатная загрузка — Как правильно выбрать промышленный ручной влагомер для вашей мельницы сопутствующие проблемы, подобные указанным выше.

Линейка безштифтовых влагомеров Wagner Meters, не вызывающая повреждений, позволяет проводить измерения так часто, как это необходимо, не оставляя следов на половицах и не вызывая дефектов, которые станут видны после нанесения покрытия.

Благодаря точному и актуальному измерению влажности древесины можно с уверенностью укладывать напольное покрытие, отделывать его для длительного и надежного использования.

От леса до конечной отделки необходимо понимать и точно измерять взаимосвязь древесины с влагой не только в печи, но и на каждом этапе пути до ее конечного использования.

Получите точные показания влажности с помощью лучшего бесштифтового измерителя влажности древесины в отрасли.

Shop Orion Meters

Тони Морган — старший техник компании Wagner Meters, где он работает в команде по тестированию продукции, разработке, а также обслуживанию клиентов и обучению работе с продуктами для измерения влажности. Наряду с 19-летним опытом работы в ряде компаний, производящих электронику, Тони имеет степень бакалавра. в менеджменте и его AAS в области электронных технологий.

Последнее обновление: 27 июля 2021 г.

Основные аспекты камерной сушки пиломатериалов

Опубликовано в марте.2017|Идентификатор: FAPC-146

От Салим Хизироглу

Введение

Древесина является гигроскопичным материалом, который приобретает влажность в результате изменений во влажности. Гигроскопичность – одно из самых отличительных свойств древесины.Любой вид древесного продукта поглощает и десорбирует влагу из окружающего воздуха до тех пор, пока не достигает равновесной влажности (EMC), точки баланса между влажностью древесины содержания и окружающего мира.

 

Поскольку размеры изделий из дерева изменяются при колебаниях относительной влажности, камерная сушка становится одним из важнейших процессов эффективного использования древесины. продукты.Правильная обработка, склеивание и отделка древесины невозможны до появления влаги. содержание уменьшено до приемлемого уровня.

 

Другие преимущества сушки включают снижение веса, повышение прочностных характеристик. и большая устойчивость к биологическому износу из-за грибков и насекомых. Следовательно, пиломатериалы должны быть высушены перед использованием для любых применений в дальнейшем производстве.

 

В этом информационном бюллетене изложены основные сведения о печной сушке древесины, наиболее методы, графики сушки и некоторые дефекты сушки.

 

Сушка в печи 

Печной процесс включает сушку древесины в камере, где циркуляция воздуха, относительная Влажность и температура могут контролироваться, так что содержание влаги в древесине может быть уменьшена до заданной точки без каких-либо дефектов сушки.

 

Наиболее часто используемыми печами являются обычные и осушающие печи. Вакуум и солнечные печи также используются для особых применений и условий.

 

Обычные печи для обжига

Обычная печь использует поток пара в печь по трубам и излучает тепло в атмосферу печи. Вода, содержащаяся в древесине, превращается в пар при испарении. и выгружается из печи с горячим воздухом. Рисунок 1 представляет собой схему типичного обычная печь. Этот тип печи требует большого количества энергии; следовательно, это не экономично и неэффективно по сравнению с печами для осушения.

 

Рис. 1. Схема сушильной печи. (Руководство оператора сушильной печи. USDA, 1991 г.)

 

Печи для осушения

В настоящее время печи для осушения воздуха являются одними из наиболее часто используемых печей в производстве изделий из дерева. промышленность. Преимуществом использования сушильных печей является непрерывная рециркуляция. тепла внутри печи, а не отвода тепла из печи, как в случае обычных печей.Большая часть воды конденсируется на змеевиках. осушителем и удаляется как жидкость, а не вентилируется наружу. печь.

 

Хотя в сушильных печах используется электричество, которое дороже газа, они еще более экономичны, чем обычные печи, потому что они рециркулируют тепло и также более экологичны.

 

Печь для осушения воздуха достигает температуры от 95 до 100°F, а горячий воздух распространяется по дереву. Затем горячий влажный воздух охлаждается, проходя через холодный холодильные змеевики. Испарившаяся влага конденсируется в жидкую форму и дренируется. как прохладная вода. Рисунок 2 иллюстрирует принципы работы осушителя. печь.

 

Рис. 2. Осушающая система осушения. (Руководство оператора сушильной печи. USDA, 1991 г.)

 

Вакуумные печи

Реже используемая вакуумная печь стоит в 3-4 раза дороже, чем любая обычная или сушильных камер из-за ограниченной сушильной способности камеры.Тем не мение, Основное преимущество этой системы – очень высокая скорость сушки.

 

Спецификации печи

Графики работы печи используются для определения необходимой температуры и относительной влажности. в печи для сушки конкретных изделий из дерева с удовлетворительной скоростью, не вызывая нежелательных дефекты сушки.Типичный график работы печи представляет собой ряд значений температуры и относительной влажности, которые применяются на различных стадиях сушки, как видно из таблицы 1.

 

Таблица 1. Типовой график сушки

Шаг	Содержание влаги (%)	Сухой термометр (˚F)	Смоченный термометр (°F)	ЭМС (%)	Относительная влажность (%)
1	Старше 50 лет	110	107	19. 1	90
2	50-40	110	106	17,6	87
3	40-35	110	104	15. 2	81
4	35-30	110	100	12,0	70
5	30-25	120	95	6. 5	40
6	25-20	130	90	4.0	22
7	20-15	140	90	2. 9	15
8	15 до цели	160	110	3,4	21

Выравнивание и кондиционирование при необходимости

 

В целом график должен быть разработан таким образом, чтобы нагрузки при сушке не превышали прочность древесины при любой заданной температуре и влажности. Расписания варьируются в зависимости от вида, толщины, сорта и предполагаемого конечного использования материала.

 

Например, типичный режим работы с твердой древесиной начинается при температуре от 110 до 120°F и от 70 до 80 процентов. относительная влажность, когда древесина зеленая. Температура может достигать 170-180°F. к тому времени пиломатериалы имеют влажность от 10 до 15 процентов.

 

Графики печи для хвойных пород отличаются от графиков для лиственных пород, поскольку температура печи и относительная влажность определяются в заранее установленное время, а не при содержании влаги уровни.

 

Развитие напряжений при сушке в печи

 

Этап 1 

Влажные пиломатериалы с высокой влажностью на внешней и внутренней частях не будут подвержены стрессу. Как только он высохнет, внешняя часть опустится ниже точки насыщения волокна (fsp), с содержанием влаги от 28 до 30 процентов, прежде чем внутренние части достигнут частоты кадров в секунду.

 

Этап 2

Поскольку атмосфера в печи нагревается и высыхает, сушка снаружи происходит быстрее, а внешние волокна будут иметь тенденцию к усадке.Внутреннее ядро ​​пиломатериала будет иметь влажность fsp и предотвратит усадку внешней оболочки насколько это возможно. Результатом будет развитие растягивающих напряжений снаружи. и напряжения сжатия внутри пиломатериала. Это называется второй стадией сушки, как показано на рисунке 3.

 

Рис. 3. Развитие напряжений при сушке в печи.

 

Если превышено максимальное растягивающее напряжение на внешнем волокне, происходит проверка поверхности и считается дефектом сушки. Проверки поверхности можно избежать, высушив груз. при достаточно низкой температуре, а не при высоких температурах в начале процесса сушки.

 

Кроме того, временное увеличение относительной влажности в печи поможет устранить проверка поверхности. Если проверка поверхности не проводится должным образом, развитие напряжения в пиломатериалы могут быть тяжелыми и привести к разрушению, значительный дефект сушки в конце второй стадии процесса сушки. Рисунок 4 иллюстрирует экстремальную поверхность проверка, проверка масла и развал.

 

Рис. 4. Проверка поверхности, проверка концов и смятие как дефекты высыхания.

 

Этап 3

По мере сушки центральная часть доски будет терять достаточно влаги, чтобы пройти ниже фсп.Когда это происходит, он будет сжиматься, но внешние волокна теперь имеют натяжение. отличается от более ранней стадии процесса сушки и предотвратит некоторые из салон сжимается.

 

Когда это происходит, внутренняя часть подвергается растяжению, а внешняя часть будет иметь напряжение сжатия; это называется закалкой.

 

Цементация происходит, когда поверхностные слои пиломатериала растягиваются больше, чем они должны быть.

 

Цементируемый материал будет демонстрировать серьезную склонность к короблению. Если поверхность древесина смачивается, любое расширение будет сопротивляться сухим сердечникам, и напряжения будут вместо остаточной деформации при растяжении, вызванной цементацией.

 

Если сжимающие напряжения на лицевой стороне пиломатериала уравниваются с предыдущим растяжением установлен, пиломатериал должен быть свободным от напряжения. Облегчение цементации может быть легко достигнуто и даже может быть обращено вспять путем контроля атмосферы в печи.

 

Общая производительность печи может быть проверена путем взятия образцов из печи.Образцы должны быть выбираются из печи во время штабелирования. Количество проб зависит от состояния и характеристики сушки высушиваемой древесины, тип печи и окончательная предполагаемое использование материала.

 

Обычно образцы вырезают из центральных участков пиломатериала для определения влажности содержание, проверка поверхности и развитие напряжения, как показано на рисунке 5.

 

Рисунок 5. Подготовка образцов для сушки.

 

Из каждого образца печи вырезаются влажные и напряженные секции для контроля общий процесс сушки до целевого содержания влаги без каких-либо дефектов сушки.

 

Для получения дополнительной информации

Принципы, описанные в этом информационном бюллетене, являются важными элементами эффективного использование изделий из дерева. Подробная информация об этих элементах также может быть можно найти в следующих справочниках и справочниках:

 

Симпсон, В.Т. изд.1991. Руководство по эксплуатации сушильной камеры. USDA. Лаборатория лесных товаров, Мэдисон.

 

Справочник по дереву. Дерево как инженерный материал. 1999. Министерство сельского хозяйства США, Лаборатория лесных товаров. GTR-113., Мэдисон.

 

Бун.С.К., К. Буа и Э. Венгерт. 1988. График работы сушильной камеры для деловой древесины. Умеренный и тропический. Лаборатория лесных товаров Министерства сельского хозяйства США. ГТР-57. Мэдисон.

 

Ходли, Б. 1990. Понимание дерева. The Taunton Press, Inc. Ньютон, Коннектикут.

 

Хейгрин, Дж.Г. и Дж. Л. Бойер. 1996 Лесные товары и наука о древесине. штат Айова Университетское издательство, Эймс, ИА.

 

Браун, В. 1989. Преобразование и выдержка древесины. Linden Publishing Inc, Фресно, Калифорния

 

Ритц, Р.К., Р.Х.Пейдж, Э.Пек, У.Т. Симпсон, Дж.Л. Черниц и Дж.Дж. Фуллер. 1999. Воздушная сушка пиломатериалов. ГТР-117. Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Вашингтон, округ Колумбия

 

Салим Хизироглу
FAPC Специалист по изделиям из дерева

Была ли эта информация полезной?

ДА НЕТ

шагов для воздушной сушки пиломатериалов | Гильдия столяров Америки

Как и многие столяры, я работаю с твердыми породами древесины. Много, и много, и много всего. А при цене от 4 до 8 долларов за досковый фут, которую я обычно плачу в местном розничном магазине древесины лиственных пород премиум-класса, это сказывается на бюджете моей семьи. Я пробовал покупать пиломатериалы более низкого качества и устранять сучки и другие дефекты, чтобы сэкономить деньги, но обнаружил, что это ложная экономия для большинства моих проектов, поскольку в конечном итоге я трачу так много пиломатериалов, когда пытаюсь работать. вокруг дефектов. Поэтому я решил придерживаться материалов более высокого качества (обычно Select & Better или FAS), но смирился с поиском способа снизить свои материальные затраты.Я смотрел на альтернативные виды, которые могут стоить меньше, чем вишня, клен и грецкий орех, которые являются моими любимыми, но я не мог заставить себя пойти на такой компромисс.

Я подумывал о покупке переносной лесопилки, бегал по округе и спиливал несколько деревьев, которые ежегодно умирают в моем районе, но, черт возьми, это непосильная и трудоемкая работа. Итак, что такое компромисс между одной крайностью; покупка дорогого высушенного, строганного, сортового сырья с лесопилки и другая крайность; стать лесорубом? Что ж, я выбрал компромиссный вариант: купить сырые пиломатериалы у местного лесопилки с переносной пилорамой, а затем хранить и сушить пиломатериалы самостоятельно.Вы также можете использовать этот подход для небольших партий пиломатериалов, которые вы получаете через деревья, падающие в вашем районе, и т. д.

Пильщик, с которым я работаю, получает свои бревна бесплатно или почти бесплатно в рамках своей услуги по удалению деревьев и зарабатывает немного больше денег, превращая бревна в доски. Я покупаю в количествах, которые больше, чем обычно для одного проекта, что позволяет мне получать более выгодные цены. Покупая таким образом, я обычно покупаю 150-200 фунтов грецкого ореха или вишни по 2 доллара за доску-фут.Система оценок, которую использует мой лесопилка, не является стандартной, но по большей части я бы сказал, что доски, как правило, выбираются со случайной оценкой FAS по той же цене. Он продает доски более низкого качества по более низкой цене, но если я могу получить материал премиум-класса по 2 доллара за баррель, я не чувствую себя обязанным рассматривать более низкий сорт.

Груз пиломатериалов на фото составляет 150 бф, за которые я заплатил 300 долларов. Текущая цена на высушенный в печи грецкий орех Select and Better с моего местного розничного склада пиломатериалов составляет около 5 долларов, что означает, что цена этой партии составляет 750 долларов, что дает экономию в 450 долларов.Тогда ваша следующая мысль должна быть; «Что мне теперь делать с дополнительными 450 долларами?». (Моя лучшая половина хорошо обучила меня искусству покупки «черного пояса»!)

Итак, в чем подвох? С лесопилки выходят доски с влажностью около 40-50%. На самом деле, настолько высокий, что он сильно выходит за пределы диаграммы моего измерителя влажности, который достигает максимума в 24%. И древесина не стабилизируется до тех пор, пока содержание влаги не достигнет равновесия с воздухом в вашем магазине, что здесь, в Миннесоте, составляет около 10%. Обычная практика сушки сырых пиломатериалов до пригодного для использования состояния заключается в правильном хранении примерно в течение 1 года на каждый дюйм толщины доски. Поскольку я обычно покупаю доски размером 4/4, это означает, что обычно мне нужно ждать около года, прежде чем я смогу работать с древесиной. На мой взгляд, ожидание того стоит, и покупка зеленых пиломатериалов на самом деле добавляет мне веселья в работу по дереву.

В приведенном ниже тексте я объясню некоторые передовые методы покупки, перевозки и сушки зеленых пиломатериалов, но сначала позвольте мне перечислить несколько причин, почему мне это так нравится:

– Экономит деньги. Вот почему я начал это делать. Груз, изображенный выше, составляет 150 фунтов ореха премиум-класса, за который я заплатил 300 долларов. Чтобы купить это в моем местном магазине древесины лиственных пород, это стоило бы почти 750 долларов. Это было похоже на получение трейлера бесплатно при покупке пиломатериалов.

– Ближе к источнику. Очень забавно видеть ваш материал в виде дерева, прежде чем он превратится в пиломатериал.

– Пиломатериалы Urban экологичны. Лесопилка, с которой я работаю, называет свою продукцию органическими пиломатериалами свободного выгула.С этой древесиной не связано никаких опасений по поводу устойчивости или стигмы вырубки лесов.

– Пиломатериалы, высушенные на воздухе, доставляют удовольствие в работе. Если вы используете ручные рубанки, стамески, инструменты для резьбы или другие ручные инструменты, вы сразу заметите разницу. Он легче режется и меньше отбивается, чем закаленный в печи пиломатериал. Я не являюсь полным снобом в этом, потому что я также могу оценить высушенные в печи пиломатериалы, но воздушная сушка имеет свои преимущества.

– Ожидание! Мне нравится иметь кучу красивого дерева, которое «в процессе», так как это дает мне время подумать о крутых вещах, которые можно построить из него. Мне даже нравится «навещать» пиломатериалы, чтобы проверить влажность и визуализировать появление досок в будущем проекте.

Как сушить пиломатериалы на воздухе —

Найдите знающего пильщика. Мне нравится работать с кем-то, у кого есть страсть к деревьям и пиломатериалам, и если он или она также работает по дереву и понимает, что я ищу, это плюс. Хороший пильщик может предложить вам варианты распила древесины. Пильщик, с которым я обычно работаю, позволяет мне указать толщину пропила, количество заболони и, если я предпочитаю, распилит древесину на четверть.Эти запросы могут увеличить стоимость, но в целом это все еще отличный способ получить древесину в том виде, в котором вы хотите, за небольшую часть стоимости покупки в розницу.

Немедленно запечатайте концы. Чем раньше вы запечатаете концы после разреза, тем меньше вероятность того, что они расколются на концах. Расщепление происходит на концах, потому что влага выходит через торцевое волокно легче, чем через боковое волокно, что приводит к более быстрой усадке краев доски и, следовательно, к расщеплению. Вы можете просто покрыть концы латексной краской или обильно нанести герметик для торцов, такой как показанный продукт.

Вырежьте что-нибудь. Хорошо, это не обязательный шаг, а скорее мой личный способ отпраздновать новую стопку зеленых номеров, которые я приношу домой. Я вырезал множество ложек из высушенного дерева, но с зеленым материалом это сделать намного проще. Простые ложки — отличный проект для не резчика вроде меня. Это также удовлетворяет непреодолимое желание сразу начать работать с деревом, а не мучиться целый год.Можете ли вы представить себе покупку нового автомобиля и парковку его в гараже в течение года без тест-драйва?

Сначала хранить вертикально. Это не критично, но я храню доски вертикально (прислонив к стене или другой конструкции) до тех пор, пока влажность не упадет до 20-22%, что обычно происходит в течение нескольких недель после фрезеровки. Причина, по которой я делаю это, заключается в том, чтобы избежать пятен от наклеек, которые появляются, когда между наклейкой и досками остается чрезмерная влага, вызывающая появление плесени и обесцвечивание. Если вы используете наклейки, вырезанные из белой породы дерева (клен, тополь и т. д.), а также используете высушенные наклейки, то у вас не должно возникнуть проблем с окрашиванием наклейки, но хранение в вертикальном положении поначалу сильно снижает шансы. Несколько лет назад я получил «хорошую сделку» на несколько досок, которые были сильно заляпаны наклейками. Я думал, что смогу выстрогать его, и на некоторых досках мне это удавалось, но на других он очень глубоко уходил в приклад.

Соскребите опилки. Обязательно удалите все опилки, так как они будут удерживать влагу на досках и способствовать образованию плесени, которая может окрасить древесину и представлять опасность для здоровья.

Осушить. В этот период я ​​использую осушитель воздуха, чтобы выманить влагу из досок и уловить воду, чтобы она не скапливалась на ваших окнах (или чугунных инструментах!). Без этого в помещении может образоваться излишняя влага, если вы сушите большое количество древесины. Направить вентилятор на пиломатериал на этом этапе также является хорошей идеей, хотя вы должны быстро достичь влажности, безопасной для штабелирования с вентилятором или без него.

Периодически проверяйте уровень влажности. При 20-22% вы готовы укладывать и наклеивать древесину. На этом этапе вы защищены от пятен плесени и наклеек. В Миннесоте на это обычно уходит всего пара недель. Вы также заметите, что ваши доски НАМНОГО легче. Я взвесил образец платы из этой партии в первый день, и он весил 26 фунтов. К 10 дню он потерял 5 фунтов, или 19% своего веса! Это значительно облегчило мне подъем всех этих досок на чердак для более длительного времени сушки и хранения.

Установить фундамент. После достижения влажности 20% сложите пиломатериалы в место, где они могут оставаться в течение длительного периода времени, пока не достигнут точки равновесия для вашего региона. Мне нравится устанавливать нижний ряд прокладок примерно на 2-4 дюйма от пола, чтобы обеспечить хорошее движение воздуха под пиломатериалами. Убедитесь, что основание ровное, чтобы доски не деформировались, чтобы соответствовать контуру вашего пола.

Сложите его. Положите первый ряд пиломатериалов поверх фундамента.Между досками оставьте примерно 1 см свободного пространства для циркуляции воздуха.

Поместите наклейки между каждым рядом пиломатериалов. Затем добавьте ряд наклеек поверх вашего ряда досок, разместив их перпендикулярно вашим пиломатериалам, параллельно и прямо над 2 x 4 на полу. Наклейки должны быть толщиной не менее 1/2″ до 3/4″, чтобы обеспечить достаточное движение воздуха по всей стопке. Важно выровнять все ваши наклейки по вертикали, чтобы уменьшить нагрузку на доски, которая может возникнуть в результате смещения наклеек друг относительно друга.Наклейки следует вырезать из сухой белой древесины. Не используйте дуб или более темную древесину, которые могут вызвать появление пятен в местах контакта наклеек с досками.

Груз сверху. Поместите последний ряд наклеек на верхний ряд пиломатериалов, а затем поместите лист фанеры поверх наклеек. Затем положите тяжелый груз поверх фанеры. Шлакоблоки работают отлично. Я использую шлакоблоки меньшего размера, потому что мне не нравится таскать полноразмерные блоки на чердак, но в целом, чем больше вес, тем лучше, и чтобы он был равномерно распределен по груде пиломатериалов.

Вентилятор. Поддерживайте циркуляцию воздуха вокруг ворса вентилятором, пока он не достигнет желаемого уровня влажности. Это ускорит высыхание и сделает его более равномерным по всей куче пиломатериалов. Пока температура воздуха остается выше точки замерзания, древесина может прогрессировать при сушке. Более низкие температуры и более высокая влажность означают более медленное время высыхания, но в целом вентилятор ускорит процесс.

Периодически проверяйте влажность. Внимательно следите за процессом снижения влажности.Проверьте различные места в стеке, и если вы заметите крайнюю неравномерность, переместите вентилятор в область, которая отстает в уменьшении. Когда вы решите, что пиломатериал готов к использованию, проверьте несколько досок в середине кучи, чтобы убедиться. Нередко можно обнаружить, что доски в середине штабеля содержат на 6% больше влаги, чем доски снаружи. Убедитесь, что у вас хорошая циркуляция воздуха в куче, пересложите ее и наберитесь терпения! Когда содержание влаги стабилизируется в течение 4-6 недель и у вас будет равномерный уровень влажности (+/- 2%) по всей куче, попробуйте древесину.Обычно я жду последовательного MC в диапазоне 10%, прежде чем работать с ним, что примерно так же мало, как и при сушке воздухом в моей части страны.

Когда вы будете использовать этот материал для своего первого проекта, он вас зацепит, особенно если вы подумаете об экономии средств, которую вы получили. Начните с малого с одного дерева или большой ветки и переходите к большей загрузке, как только вы освоитесь в этом процессе.

Фото автора

Обзор сушки пиломатериалов лиственных пород

Свежераспиленные пиломатериалы лиственных пород являются скоропортящимися, а задержки или неправильное обращение часто приводят к потере доходов производителями. Зеленые доски обычно сушат на первом этапе их использования, что делает этот процесс критически важным для сохранения и увеличения стоимости. Два или три месяца сушки на воздухе, а затем несколько дней в печи с паровым нагревом — традиционная процедура, используемая производителями изделий из древесины.

В последние годы все чаще используются камеры предварительной сушки и печи-осушители. При всех методах требуется одинаковое внимание к деталям, от быстрой укладки пиломатериалов до надлежащего хранения в сухом месте. Меньший вес, повышенная прочность, лучшее склеивание и снижение вероятности порчи — вот лишь некоторые из многих преимуществ, которые правильная сушка дает конечному пользователю.

Многие жители также могут захотеть высушить небольшое количество древесины лиственных пород для собственного использования; поэтому им необходимо понимать основные принципы сушки древесины. Этот информационный бюллетень предоставляет местным производителям основные термины, различные доступные методы сушки пиломатериалов лиственных пород и предложения по применению каждого из них.

Некоторые основные определения

Содержание влаги (MC): Масса воды, содержащейся в плите, выраженная в процентах от сухой массы плиты в печи.Пятидесятипроцентное содержание влаги означает, что вес воды составляет половину веса сухой древесины. Это можно измерить электросчетчиком.

Сухой вес в печи (OD): Вес образца древесины, высушенного до постоянного веса (вся влага испарилась) в сушильном шкафу при температуре 215°F.

Равновесная влажность (EMC): Влажность, при которой древесина не получает влагу из воздуха и не выделяет влагу. Деревянная мебель в доме достигает равновесия с воздухом при 6–8% СВ.

Точка насыщения волокна (FSP): Стадия сушки древесины, когда полости клеток не содержат воды, но стенки клеток все еще насыщены. В большинстве пород древесины это 28–30 % MC. Ниже этой точки древесина начинает усыхать, так как вода продолжает испаряться со стенок клеток. Это может произойти только после того, как вся вода будет удалена из полостей клеток.

Температура по сухому термометру: Температура воздуха, показываемая термометром без мокрого тканевого покрытия.

Температура по влажному термометру: Измеряется вторым термометром (идентичным сухому термометру), покрытым гладкой, чистой, мягкой, пропитанной водой тканью. Испарение воды с мокрой ткани снижает указанную температуру. Это испарение и понижение непосредственно связано с относительной влажностью воздуха.

Разрежение по влажному термометру: Определяется путем вычитания показаний температуры по влажному термометру из температуры по сухому термометру (разрежение по влажному термометру = по сухому термометру – по влажному термометру).Относительную влажность воздуха можно определить по диаграмме влажности с учетом температуры по сухому термометру и разрежения по влажному термометру.

Относительная влажность: Отношение, описывающее количество воды в воздухе по сравнению с максимальным количеством воды, которое воздух может удерживать при той же температуре, выраженное в процентах. Относительная влажность влияет на скорость высыхания древесины, поскольку снижение относительной влажности приводит к более быстрому высыханию. Конечная влажность штабеля пиломатериалов также зависит от этой меры.

Чек: Дефект, при котором волокна древесины отделяются в результате неравномерной сушки на ранних стадиях. Поверхностные зазоры появляются вдоль плоских поверхностей доски, а торцевые зазоры развиваются на кромках.

Соты: Возникновение растрескивания внутри куска дерева, обычно поперек годового кольца, в результате ускоренной начальной сушки.

Цементация: Состояние напряжения и усадки в сухой древесине, при котором наружные волокна вдавливаются внутрь, а внутренние волокна вытягиваются наружу.

Воздушная сушка

Рисунок 1. Надлежащим образом наклеенный, приподнятый и закрытый штабель пиломатериалов для сушки на воздухе.

Осушка воздуха менее затратна с точки зрения энергии, поскольку зависит от ветра и температуры наружного воздуха. Он не требует сложных зданий, электрических вентиляторов, электронного управления или источников тепла. Пиломатериалы из твердой древесины следует сушить медленно, чтобы предотвратить дефекты выдержки, такие как растрескивание и образование сот.Более длительный график сушки, присущий этому методу, может быть совместим с целями тех, кто хочет сушить небольшие количества пиломатериалов.

В жарких и сухих условиях июля и августа свежераспиленные пиломатериалы из огнеупорных пород могут слишком быстро сохнуть. Внешняя оболочка досок из дуба и гикори может высыхать и давать усадку быстрее, чем внутренняя сердцевина, что приводит к чрезмерному растрескиванию и затвердеванию. Они также могут довольно быстро обесцвечиваться. Желтый тополь и мягкий клен менее подвержены повреждениям при быстрой сушке.Другие виды занимают промежуточное положение по своим характеристикам сушки. Торцевое покрытие досок из пород, которые легко трескаются и раскалываются, раствором на основе воска, который можно наносить кистью или распылением, может помочь свести к минимуму деградацию.

Воздушная сушка требует такой же осторожности при штабелировании пиломатериалов, потому что небрежное обращение может снизить ценность высококачественных досок. Доски должны быть уложены в штабель в течение нескольких часов после распиловки. Наклейки должны быть изготовлены только из высушенных в печи пиломатериалов и должным образом выровнены по всей стопе.Пожалуйста, обратитесь к информационному бюллетеню Университета штата Огайо Укладка пиломатериалов для сушки, F-8, для получения подробной информации о надлежащих методах наклеивания и штабелирования. Разделение видов не обязательно при воздушной сушке, но рекомендуется, особенно если позже будет иметь место сушка в печи.

Во избежание обесцвечивания штабеля пиломатериалов для воздушной сушки должны располагаться на прочном основании, обеспечивающем достаточное пространство между грунтом и нижним слоем досок (рис. 1).Не менее 12 дюймов воздушного пространства под сохнущими пиломатериалами должно быть свободным от растительности и поверхностных вод. Несущий фундамент должен быть ровным и стоять на прочных основаниях. Неравномерная осадка фундамента в период высыхания вызовет коробление и искривление пиломатериалов. Сухие деревянные брусья обычно используются для фундамента, но важно соблюдать осторожность, чтобы предотвратить гниение. Уложенные ряды должны находиться на расстоянии не менее 4,5 футов друг от друга.

Ценные доски должны быть защищены от солнца во время сушки.Укрытие от дождя и снега также поможет сократить время сушки. Рекомендуется крыша, временная или постоянная. Эту крышу можно соорудить прямо поверх пиломатериалов и снять после завершения сушки. Если место будет использоваться год за годом, может быть желателен сарай для сушки пиломатериалов без боковых стен. Обеспечьте достаточный поток воздуха через навес, чтобы предотвратить образование плесени на задней стороне и дне штабеля. Также рекомендуется следить за активностью птиц и грызунов, чтобы свести к минимуму деградацию из-за помета.

Предварительная сушка

Предварительная сушилка выглядит как большой коммерческий амбар, но ее размеры могут подходить для небольшого производителя. Он оснащен паровым нагревом, несколькими вентиляторами и вентиляционными отверстиями для поддержания идеальных условий осушения воздуха круглый год. Автоматическое управление контролирует температуру сухого и влажного термометров. Эти элементы управления открывают вентиляционные отверстия на крыше для выпуска влажного воздуха и вентиляционные отверстия на боковых стенках для поступления свежего воздуха. Вентиляторы направляют воздух вниз между штабелями пиломатериалов.

Предварительная сушка обычно используется для трудно поддающихся сушке видов.Это здание требует крупных капиталовложений, но снижает энергопотребление сушильной печи. Он используется производителями мебели и их поставщиками для подготовки пиломатериалов к сушке в печи. Связки пиломатериалов обычно складываются с помощью штабелеукладчика и помещаются в предварительную сушилку с помощью автопогрузчиков. Средний график сушки пиломатериалов из зеленого дуба до 20% MC может составлять 60 дней.

Обычная сушильная печь

Рисунок 2. Печь промышленного масштаба может сушить большие объемы древесины лиственных пород.

Некоторые производители предлагают эти коммерческие устройства различных размеров со всеми необходимыми инженерными услугами (рис. 2). Обычные сухие печи работают при температуре от 100 до 200°F. В то время как обычным источником тепла является паровой котел, некоторые получают горячий воздух непосредственно из печи. Кора и опилки являются обычным топливом. Автоматическое управление поддерживает желаемую комбинацию скорости воздуха, температуры по сухому термометру и температуре по влажному термометру, чтобы оптимизировать время сушки и свести к минимуму деградацию.

Пиломатериалы из твердой древесины обычно сушат ниже точки насыщения волокна перед сушкой в ​​печи, но иногда сырые пиломатериалы из трудносохнущих пород помещают непосредственно в печь. Сушка пиломатериалов начинается в мягких условиях, за которыми следует серия повышений температуры и снижения относительной влажности, характерных для конкретных видов, что называется графиком печи . Более поздним этапом графика обжига лиственных пород является выравнивание влажности всех досок на уровне 6–8 %. Последний шаг требует короткого периода высокой влажности, чтобы снять напряжение высыхания в плитах.Различные породы не следует загружать в печь одновременно из-за часто различающихся графиков работы печи.

Печи для осушения

Сушка осушителем происходит медленно и подходит для деревообрабатывающей промышленности. Принципиальное отличие от обычной сухой печи заключается в том, что вода удаляется из воздуха внутри сушильной печи. Поскольку весь осушитель находится внутри печи, тепло от машины используется для нагрева циркулирующего воздуха. Эти устройства являются энергоэффективными, потому что тепло сохраняется, а не выбрасывается, как в обычной печи.Максимальная температура обычно составляет 150°F, а время сушки такое же, как в обычной печи. Качество пиломатериалов, высушенных в осушителях, также может быть таким же, как и в обычных печах, при условии, что обе они работают должным образом.

Печь для осушения является экономичной альтернативой для небольшого производителя пиломатериалов лиственных пород (Рисунок 3). Капитальные вложения для этого типа печи намного меньше, и небольшие блоки можно построить для домашнего использования. Фанера и изоляция из стекловолокна являются обычными строительными материалами. В холодные зимы могут потребоваться дополнительные электрические нагреватели для поддержания температуры сушки.Рекомендуется осторожно использовать образцы содержания влаги.

Рисунок 3. Печь для осушения – недорогой вариант для небольших компаний, занимающихся производством пиломатериалов твердых пород.

Солнечные печи

Университеты и Лаборатория лесных товаров в Мэдисоне, штат Висконсин, протестировали несколько конструкций сушильных камер с солнечным обогревом. Большинство из них небольшие, простые в сборке и хорошо подходят для домашнего использования.Солнечная печь может сушить пиломатериалы в три раза быстрее, чем сушка на воздухе. Однако температура и скорость сушки в солнечной печи часто могут вызывать серьезные дефекты сушки. Чтобы избежать этой проблемы, требуется тщательный мониторинг и использование образцов содержания влаги.

Хранение сухого конца

Пиломатериалы из твердой древесины все еще подвержены деградации после сушки в печи. Надлежащее хранение необходимо для сохранения качества платы. Хранение высушенных пиломатериалов в среде с высокой влажностью вызовет вздутие и может сделать их восприимчивыми к грибковой активности.Насекомые могут заражать древесину, высушенную на воздухе, а также древесину, высушенную в печи, где присутствует чрезмерное количество мусора.

Высушенные пиломатериалы следует хранить вдали от солнца и атмосферных осадков (рис. 4). Открытые Т-образные навесы — краткосрочный вариант. На них не должно быть мусора и не должно быть зеленых, частично высохших и испорченных бревен и пиломатериалов. За активностью животных следует следить. Стопки также могут быть покрыты сетчатым воздухопроницаемым материалом, чтобы уменьшить появление внешних источников порчи.

Рисунок 4.Хранение сухого конца с использованием Т-образного навеса и штабелей, покрытых сеткой (фотографии любезно предоставлены доктором Кевином Рагоном, Quality Pole Inspection and Maintenance, Inc.).

Дополнительная информация

Сушка пиломатериалов на воздухе , Сушка пиломатериалов твердых пород и Руководство по эксплуатации сушильной камеры представляют собой исчерпывающие брошюры с инструкциями от Лесной службы США; в этих публикациях содержится информация о сушке древесины. Если вам необходимо дальнейшее изучение, вы можете выполнить поиск на веб-сайте отдела лесных операций и продуктов Университета штата Огайо по адресу ohiowood.osu.edu для получения этих публикаций, а также контактную информацию Школы окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо.

Благодарность

Этот информационный бюллетень является переработкой более раннего издания, подготовленного Робертом Д. Тоусом, OSU Extension Forester, и прошел рецензирование.

Убедитесь, что вы покупаете правильно высушенные пиломатериалы для Северной Америки

Мы знаем, что пиломатериалы должны быть высушены перед их использованием в строительстве, и большинство из нас знают, что нужно просить пиломатериалы, высушенные в печи.

(Мы знаем это, верно? Пожалуйста, скажите «да»)

Но знаете ли вы, что не все пиломатериалы, высушенные в печи, одинаковы? В зависимости от того, откуда поступает древесина, содержание влаги в высушенном в печи материале может быть не таким, как вы думаете.

6-8% — допустимое содержание влаги в высушенных в печи пиломатериалах в Северной Америке. Но в Европе, где климат более влажный, 12-15% — это нормальный диапазон камерной сушки. Это может показаться не такой уж большой разницей, особенно если вы планируете использовать древесину для наружных работ, и поскольку ее влажность будет повышаться в соответствии с местным климатом.Однако при работе в засушливом климате или выполнении любых внутренних работ, требующих климат-контроля, разница в 4-7% влажности может оказаться катастрофической.

«Но я в Северной Америке, какое мне дело до того, как в Европе сушат пиломатериалы??»
– Дружелюбный сварливый плотник по соседству

Хороший вопрос, мистер Ворчун. Когда речь идет об экзотических пиломатериалах, поступающих откуда-то из-за границы, большинство заводов сушат по европейским стандартам. На самом деле многие из этих заводов принадлежат европейским компаниям.(См. книгу по истории, см. «Эпоха империализма»). Я говорю в основном о европейских и африканских породах, таких как Французский дуб, Сапеле, Ютиле, Венге, Африканское красное дерево, Европейский бук и другие. Когда эта древесина прибывает на наши берега, она не такая сухая, как вы думаете. Именно по этой причине мы повторно высушиваем материал в соответствии со стандартами Северной Америки. Но это не так просто, как просто засунуть его в печь, когда он прибудет к нам во двор.

Контроль качества важен

На нашем складе существует несколько этапов контроля качества, которые сначала начинаются с измерения влажности в нескольких местах на пачке пиломатериалов.Крайне важно, чтобы мы измеряли не только внешний слой досок, но и доски, спрятанные в жевательной нуге в центре пачки экзотических пиломатериалов.

Как только у нас есть по крайней мере 3 показания в каждом месте в пакете, эти числа задокументированы в контрольном листе, а затем пиломатериалы отправляются через нашу систему Vision Tally для получения точного метража доски и подсчета; затем пиломатериалы отправляются на наши площадки для воздушной сушки, чтобы они могли начать акклиматизироваться к местным условиям здесь, на нашем складе на восточном побережье.

Сушка образцов в печи для проверки содержания влаги. Иногда типичный влагомер дает нам широкий диапазон значений, и в этом случае мы хотим быть уверенными, поэтому мы вырезаем образец и проводим тестирование в печи. Здесь измеряют вес образца, затем сушат в печи, чтобы удалить всю влагу, и снова взвешивают. Немного простой математики с использованием нескольких пальцев рук и ног, и у нас есть подтвержденное содержание влаги в рассматриваемой древесине.

Независимо от цифр на пиломатериалах все оказывается на воздушной сушке.Это очень важный шаг в этом процессе. Влажность только что прибывших пиломатериалов может вызывать подозрения, потому что внутри транспортных контейнеров в любое время года неблагоприятная среда, и это неизбежно влияет на уровень влажности пиломатериалов. Оставив пиломатериалы лежать штабелями на блоках и наклеенными для доступа воздуха в течение нескольких недель, мы получаем более точный и стабильный процент влажности для всей упаковки. Это также будет сушить пиломатериал дальше, так как наш климат более сухой, чем родной пиломатериал. Время, в течение которого пачка пиломатериалов находится в сухом воздухе, зависит от породы и окончательного определения содержания влаги. Торопить пиломатериалы в печь может быть худшим, что вы можете сделать, и это может вызвать всевозможные проблемы в будущем.

Устойчивость к сушке

Сушка пиломатериалов в печи укрепляет стенки ячеек древесины (подумайте о разнице между хлебом и тостами) и делает ее более стабильной в использовании. Хотя разница между европейским стандартом и североамериканским стандартом может показаться незначительной, реальная стабилизация ячеек происходит, когда пиломатериал снижается ниже 8%.

Я особо подчеркиваю это, потому что многие пиломатериалы сразу же начинают впитывать влагу, когда выходят из печи. В нашем регионе на восточном побережье равновесной влажностью может быть 10-12%, поэтому камерная сушка до 6-8% может показаться ненужной. Но именно укладка клеточных стенок является важной частью процесса сушки. Как только древесина правильно обожжена, она будет медленнее впитывать влагу и терять ее быстрее, а это означает, что резкое движение (деформация, скручивание, изгибание) не произойдет так часто, когда ливень дует в город на несколько дней и движется дальше. Таким образом, хотя уровень влажности может резко возрасти в течение нескольких дней, маловероятно, что древесина в вашей отделке, полу, стенах и т. д. поднимется так же высоко. Что еще более важно, когда процент действительно растет, это происходит медленно, предотвращая трещины в древесине или другие повреждения от быстрой замены. Для получения более подробной информации о камерной сушке у нас есть другая статья, которая может вам понравиться.

Суть

Одна из наших сушильных камер как раз завершает график сушки. Все это может показаться бейсболом на складах пиломатериалов, но как строитель, подрядчик, производитель, использующий древесину, важно знать по двум основным причинам.

• Качество : вам нужен долговечный продукт, который не растрескивается и не деформируется при перемещении со склада пиломатериалов на строительную площадку, а затем в течение многих лет при смене сезонов.
• Цена : дополнительная сушка требует времени и денег, поэтому древесина, высушенная должным образом для этого региона, неизбежно будет стоить дороже. Это чрезвычайно важно, потому что независимо от того, было ли оно пересушено или нет, все это можно честно назвать «высушенным в печи».

По мере того, как многие крупные брокеры и конгломераты начинают в больших масштабах выводить на рынок африканские лиственные породы, мы начинаем замечать колебания цен, с которыми многие верфи с трудом справляются.Как правило, когда между поставщиками возникает большая разница в цене, какой-то шаг в процессе контроля качества был пропущен, и вы должны быть уверены, что получаете правильный продукт.

Другими словами, спросите у своего поставщика, были ли пиломатериалы повторно высушены в соответствии со стандартами Северной Америки. Если вы чувствуете себя действительно смелым, спросите их об их процессе сушки и контроле качества, чтобы вы могли быть уверены, что действительно получаете продукт, который хотите.

Сушка небольших количеств пиломатериалов из твердой древесины – понимание влияния влаги на древесину

FNR-37

---

ФНР-37

МАРКЕТИНГ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Университет Пердью

Совместная служба поддержки

Уэст-Лафайет, IN 47907

---

---

---

---

Дэниел Л.

Кассенс, специалист по маркетингу и использованию лесных товаров

---

До половины веса большинства свежесрубленных пиломатериалов лиственных пород составляет вода или сок. Почти вся эта вода должна быть удалена до пиломатериал можно использовать для многих целей. Простая воздушная сушка пиломатериалов делает не делает его пригодным для использования в помещении. Если древесина не была высушена перед к его использованию, он будет сохнуть во время эксплуатации, сжимаясь и оставляя зазоры между досками, которые изначально были плотно прижаты друг к другу.Некоторая деформация и проверка также может привести. Чтобы свести к минимуму эти проблемы, пиломатериалы, произведенные промышленно сушат в печах до средней влажности соответствует тому, что было найдено там, где древесина будет в конечном итоге использоваться. печи представляют собой большие закрытые помещения, в которых температура может повышенной, иногда достигающей 240F, и влажность может быть контролируемый. Коммерческие компании обычно не занимаются сушкой мелких количество пиломатериалов под заказ. В результате многие мелкие у деревообрабатывающих компаний и любителей часто возникают проблемы с поиском экономичные источники хорошо просушенных пиломатериалов лиственных пород.

Другие люди хотят использовать пиломатериалы, вырезанные из собственного запаса. деревья или бревна. В этом случае качественные деревья подходят для шпона. не следует распиливать на пиломатериалы. Возможно, будет выгоднее собирать урожай. деревья более низкого сорта или даже купить пиломатериалы, а затем продать шпон качественные деревья. В этой публикации будут объяснены эффекты, которые удаление влаги на древесине и наметит правильную сушку на воздухе процедуры. Способ сушки небольших партий пиломатериалов для помещений использование также дается.Коммерческие компании и частные лица, желающие для получения дополнительной информации следует обращаться к ссылкам, приведенным в конце данного издания.

Влажность пиломатериалов

Влажность пиломатериалов является критическим фактором. Зеленый пиломатериал тяжелый и может окрашиваться, плесневеть и даже гнить, если с ним не обращаться должным образом. В виде влажность древесины падает ниже 30 процентов, усушка начинается и может сопровождаться серьезными дефектами, такими как окончание расщепление, проверка поверхности, купирование, изгибание и скручивание.Сухая древесина также может набрать влагу и набухнуть. Поэтому, зная влажность Содержание пиломатериалов имеет первостепенное значение для понимания того, как обрабатывать и работать с материалом.

В таблице 1 указана влажность свежесрубленных пиломатериалов для некоторых распространенный вид из Индианы. Как видно, влажность колеблется от низкой от 44 процентов в заболони белого ясеня до 160 процентов в сердцевина тополя. Влажность также может меняться в зависимости от расположение в дереве.Тем не менее, влажность не кажется существенно различаются между сезонами года.

Влажность от 28 до 30 процентов в лесах Северной Америки является критический момент при сушке пиломатериалов. Эта точка называется волокном . точка насыщения (FSP). Сравнительно большие изменения приводят к физико-механические свойства древесины как влажность опускается ниже этой точки. Любая влага, удаляемая ниже FSP, называется «связанная вода» и поступает из клеточной стенки.Таким образом, ФСП является уровень влажности, при котором усадка и, следовательно, потенциал для коробления, проверки и раскалывания пиломатериалов. Влага выше ФСП удерживается в виде «свободной воды» в полостях клеток. Его удаление не повлияет на усадку древесины. Термин ФСП относится влажности отдельных клеточных стенок, а не всей кусок дерева. Поэтому, когда начинают проверять свежеспиленный пиломатериал, его не обязательно означает, что FSP был достигнут на протяжении кусок, а только для некоторых ячеек.

Стандартный метод определения влажности называется печной сушке, а влажность древесины выражается как процент сухого веса в печи. Сухой вес определяется нагревая древесину при 105°С до достижения постоянного веса. То формула, используемая для расчета содержания влаги:

                 ИВ-ОД
            МС = ------ х 100
                  ОД
                   
   где
      MC = содержание влаги в процентах
      IW = первоначальный вес древесины
      OD = сухой вес древесины в печи,
 

Электрические влагомеры также могут использоваться для определения влажности. содержание древесины.Хотя они не так точны, как сушка в духовке, приборы могут давать разумные показания в диапазоне от 7 до 25 процентное содержание влаги; однако электрические влагомеры может привести к ошибке при неправильном использовании. Менее дорогие модели начинаются с около 150 долларов.

Таблица 1. Содержание влаги в процентах от духовки сухая масса свежесрубленной древесины.

                     Содержание влаги (%)
    Заболонь
---------------------------------------------------------
    Ясень (белый) 46 44
    Липа 81 133
    Бук 55 72
    Вишневый 58 --
    Коттонвуд 160 145
    Вяз (американский) 95 92
    Каркас 61 65
    Хикори 51 49
    Клен (серебро) 58 97
    Клен (сахар) 65 72
    Дуб (Прут) 80 69
    Дуб (белый) 64 78
    Сладкая резинка 79 137
    Платан 114 130
    Блэкгам (Тупело) 87 115
    Грецкий орех 90 73
    Желтый-Тополь 83 106
-----------------------------------------
 

Усадка древесины

Изменения влажности древесины ниже FSP приводят к усыхание и разбухание древесины. Виды и рисунок зерна будут также влияют на степень усадки. То важность этого размерного изменения в древесине не может быть преувеличенный. По мере высыхания и усадки древесины возникают напряжения и затем облегчаются развитием дефектов, таких как коробление, поверхностный проверка и окончание разделения. Распространенные проблемы, связанные с об усадке и разбухании древесины, уже находящейся в эксплуатации, свидетельствуют скрипящие деревянные полы и торчащие двери и окна.

Рисунок 1 иллюстрирует текстуру пиломатериалов по отношению к усадка. Уменьшение размера параллельно кольцам роста или по окружности называется тангенциальной усадкой . Сокращение размер, параллельный лучам древесины, или радиальный, называется радиальным усадка . Обычная или распиленная доска сужается по касательной по ширине. или радиально по толщине. Доска, распиленная на четверть, сжимается в радиальном направлении. по ширине и по касательной по толщине.Древесина редко распиливается как идеальная распиленная или распиленная доска. В результате ожидаемая усадка по ширине доски обычно составляет какой-то процент между приведенными для радиальной и тангенциальной усадки. Продольная усушка древесины обычно составляет от 0,1 до 0,2% зеленое измерение и считается незначительным.

Рис. 1. Полураспиленные (А) и распиленные (В) доски, вырезанные из бревна.

Таблица 2.Общие значения усадки обычных лесов Индианы, выраженные в виде процент зеленых размеров.

                      Усадка до 0 процентов Усадка до 6 процентов
                         содержание влаги содержание влаги
                    Радиальный Тангенциальный Радиальный Тангенциальный
Разновидность              (%)            (%)            (%)           (%)
-------------------------------------------------- -------------------------
Ясень (белый) 4.9 7,8 3,8 6,2
Липа 6,6 9,3 5,3 7,4
Бук 5,5 11,9 4,1 8,8
Вишня 3,7 7,1 3,0 5,7
Тополь 3,9 9,2 3,1 7,4
Вяз (американский) 4,2 9,5 3,4 7,6
Каркас 4,8 8,9 3,8 7,1
Хикори 7. 4 11,4 5,9 9,1
Клен (серебро) 3,0 7,2 2,4 5,8
Клен (сахар) 4,8 9,9 3,9 7,6
Дуб (красный) 4,0 8,6 3,2 6,6
Дуб (белый) 5,6 10,5 4,2 7,2
Суитгам 5,3 10,2 4,2 7,9
Платан 5,0 8,4 4,1 6,1
Блэкгам (Тупело) 5.1 8,7 3,5 6,2
Грецкий орех 5,5 7,8 4,4 6,2
Тополь желтый 4,6 8,2 3,2 5,7
-------------------------------------------------- -------------------------
 

Порода древесины также влияет на величину усадки, которая произойдет. по мере высыхания древесины ниже FSP. Тяжелые, твердые породы дерева, такие как гикори или бук обычно сжимается и набухает больше, чем легкая древесина, такая как как желтый тополь и серебристый клен.В таблице 2 приведены значения усадки в радиальное и тангенциальное направления для некоторых распространенных лиственных пород в сушка от зеленого (влажность 44-160 процентов) до шести и нуля процентов содержание влаги. Древесина влажностью от шести до восьми процентов подходит для использования внутри помещений.

Значения усадки в таблице 2 можно преобразовать в полезные единицы. измерения. Каждые три процента усадки в радиальном или по касательной, примерно эквивалентно уменьшению ширины или толщина 1/32 дюйма на дюйм.Например, тангенциальный (пиленая доска) усушка дуба белого от зеленого до шести процентов влажность 7,2% (табл. 2). Следовательно, усадка на дюйм ширины:

             7,2 1
 --- х --- = 0,08 дюйма
              3 32
 

Равновесное содержание влаги

Древесину обычно сушат до определенного содержания влаги в зависимости от по его конечному использованию. Однако дерево является гигроскопичным материалом.Следовательно, он постоянно собирает или выделяет влагу для поддержания равновесие с окружающей средой. Таким образом, древесина постоянно усыхает. или опухоль. Количество влаги, которое древесина приобретет или потеряет зависит от температуры воздуха и относительной влажности. В при постоянно поддерживаемой температуре и относительной влажности древесина будет достичь равновесия, при котором он не теряет и не приобретает влаги. В В этот момент говорят, что древесина достигла равновесной влажности. содержание (EMC).На рис. 2 показана ЭМС древесины по отношению к температуры и относительной влажности.

Рис. 2. Равновесная влажность древесины по отношению к воздуху температуры и относительной влажности.

В нормальных условиях ЭМС и, следовательно, усадка и набухание древесины неодинаково в зависимости от времени года. На рис. 2 показано что при температуре 70F и относительной влажности 30 процентов, результирующая ЭМС древесины составляет около шести процентов.Эти условия бы быть типичным для отапливаемого дома без увлажнения зимой месяцев в Индиане. В летние месяцы при 70F относительная влажность будет ближе к 70 процентам, а результирующая электромагнитная совместимость будет немного ниже. менее 13 процентов. Изменение EMC на семь процентных пунктов древесины приведет к существенному изменению размеров.

ЭМС древесины и, следовательно, усадка и разбухание не могут быть полностью контролируется в большинстве ситуаций.Однако для предотвращения ненужные проблемы с изменением размеров, такие как трещины проявляясь в мебели или напольном покрытии, древесина высушивается до влажности содержания, что является средним показателем ЭМС для области, в которой он будет использоваться. В таблице 3 показаны эти средние значения содержания влаги для различных целей. и места в Соединенных Штатах.

Как сохнет древесина

Пиломатериал сохнет, потому что влага в древесине будет перемещаться из зон с высоким концентраций в зоны пониженных концентраций.Таким образом, древесина будет сохнуть сначала на поверхности. Затем влага из внутренней части плиты перемещается в сторону поверхности и в конце концов испаряется.

В процессе сушки могут действовать несколько сил. одновременно перемещать воду. К этим силам относятся:

1. Капиллярное действие, которое заставляет свободную воду течь, в большинстве случаев часть, через клеточные полости и небольшие отверстия в клеточной стенке (ямы).

2. Различия относительной влажности в древесине, вызывающие появление воды. пар перемещается по различным каналам за счет диффузии.

3. Различия во влажности, которые перемещают связанную воду. через небольшие проходы в клеточной стенке путем диффузии.

Когда зеленая древесина начинает сохнуть, испарение воды из поверхность создает капиллярные силы, которые притягивают свободную воду в зонах древесины под поверхностью, что приводит к течению. Этот процесс подобен движению воды в фитиле. Большая часть свободная вода в заболони движется таким образом.

Движение влаги путем диффузии происходит из-за различий в относительная влажность и содержание влаги между поверхностью и внутри или между любыми двумя зонами древесины. Влага в древесине движется к поверхности за счет одновременной диффузии пара и связанного вода. По сравнению с капиллярным движением диффузия является медленным процесс.

Таблица 3. Рекомендуемые значения влажности для различных изделий из древесины при время установки.

                                              Влажность для
                                 Большинство районов Сухой юго-западной Влажный, теплый
                                 Прибрежные районы США
------------------------------------------------
                                      Инди- Инди- Инди-
                                      видуал видуал видуал
                             Средние штуки Средние штуки Средние штуки
-------------------------------------------------- --------------------------------------------------
Интерьер:
 Изделия из дерева, полы, мебель, 8 6–10 6 4–9 11 8–13
 деревянная отделка, клееный брус,
 фанера холодного прессования

Внешний вид:
 Сайдинг, отделка деревом, каркас, 12 9-14 9 7-12 12 9-14
 обшивка, клееный брус
-------------------------------------------------- ------------------------------------
 

Скорость прохождения влаги через древесину зависит от водопроницаемость высушиваемых пород.Обычно светлая древесина сохнет быстрее, чем тяжелые. Заболонь сохнет быстрее, чем ядровая древесина, так как ее косточки «открыты», и она не содержит экстрактивные вещества или другие препятствия, как это часто бывает в сердцевине.

Влага движется через древесину и в продольном направлении. как сбоку. Хотя диффузия примерно в 10-15 раз быстрее продольно, сушка в этом направлении (кроме торцевой проверки и расщепление) не имеет практического значения, кроме короткого Предметы.Из-за быстрой продольной диффузии большие напряжения могут развиваются на концах досок. Эти напряжения могут привести к конце проверки и глубокие шпагаты на широком прикладе. Торцевые покрытия иногда используются для контролировать продольную диффузию и, таким образом, уменьшить количество дефектов на концах кусок.

Поскольку поверхность или «оболочка» доски высыхает первой и начинает сжиматься, стресс может накапливаться. Стресс может привести к проверке поверхности, а иногда и в тяжелых случаях, например, при неправильной сушке в печи или при очень быстрое высыхание на воздухе, стресс может даже привести к коллапсу или проверке состояния внутренняя часть платы или сердцевины.

По мере высыхания оболочка доски начнет сжиматься, но ядро попытается сохранить свои первоначальные размеры. Следовательно, оболочка доски находится под напряжением, и чеки поверхности откроются вверх. Эти дефекты поверхности характерны для дуба, когда он начинает сохнуть. Потом, по мере того как сердцевина в конечном итоге высыхает, она сжимается и освобождает часть напряжение в оболочке, и чеки могут закрыться. Однако иногда оболочка платы может стать «натянутой» и помешать проверкам закрытие полностью.Или когда сердцевина начнет сохнуть, она будет сдерживается оболочкой, и будет развиваться внутренняя проверка. Под надлежащие условия, большинство дефектов сушки можно предотвратить. Однако, если высыхание становится слишком быстрым, что может привести к серьезному повреждению древесины.

Пиломатериалы воздушной сушки

Большое количество влаги в свежесрубленных пиломатериалах лиственных пород может быть удаляются воздушной приправой. Правильно уложенные пиломатериалы сохнут примерно до Влажность от 15 до 20 процентов.Время, необходимое пиломатериалу для высыхания на воздухе зависит от климатических условий (температуры, относительной влажности и движение воздуха или ветер), порода древесины, толщина пиломатериала и укладка метод. Время выдержки на воздухе для зеленых пиломатериалов толщиной один дюйм для некоторых распространенные лиственные породы даны в Таблице 4. Применяются минимальные сроки пиломатериалы, сложенные в кучу в хорошую сухую погоду, как это бывает в весна и лето. Пиломатериалы, сложенные в конце лета, или пиломатериалы, сложенные осенью или зимой, обычно не достигают влажности содержание 2С процентов до следующей весны.Это составляет максимальные периоды, указанные в таблице.

Порода древесины также влияет на скорость высыхания. В целом, относительно легкие породы, такие как тополь желтый, клен серебристый, и липа будет транслировать сезон более быстрыми темпами, чем относительно тяжелые породы дерева, такие как дуб, орех, вишня и бук. Дуб отмечен как медленная и трудная для сушки древесина, а также некоторые серьезные проверки и расщепление может произойти даже при воздушной сушке.

Для пиломатериалов толщиной в два дюйма потребуется в три-пять раз больше времени. до эфирного сезона, чем время, указанное в таблице 4.Пиломатериал толще, чем два дюйма, особенно из трудносохнущей древесины, такой как дуб, даже труднее проветривать сезон и потребуется значительно больше времени периоды времени.

Таблица 4. Приблизительное время до высыхания на воздухе зеленый 1-дюймовая древесина до 20-процентного содержания влаги.

                                  Время
    Виды (дни)
 -----------------------------------------
    Ясень (белый) 60-200
    Липа 40-150
    Бук 70-200
    Вишня 70-200
    Коттон 50-150
    Вяз (американский) 50-150
    Каркас 30-150
    Гикори 60-200
    Клен (Серебро) 30-120
    Клен (сахар) 50-200
    Дуб (Красный) 70-200
    Дуб (Белый) 80-250
    Сладкая резинка
      Сердцевина 70-300
      Заболонь 60-200
    Платан 30-150
    Блэкгам (Тупело) 70-200
    Грецкий орех 70-200
    Желтый-Тополь 40-150
 -----------------------------------------
 

Рисунок 3.Схема основных особенностей укладки пиломатериалов для правильной приправа.

Высушивать пиломатериалы на воздухе в разумные сроки и предотвращать чрезмерное количество деградации, необходимо выполнить определенные шаги. Фигура 3 иллюстрирует основные характеристики хорошо сконструированного пиломатериала. куча.

Начните с хорошей основы. В коммерческих ситуациях сушка на воздухе дворы часто вымощены или, по крайней мере, застроены дорожным камнем и градуирован так, чтобы вся вода быстро стекала.Деревянные фундаменты иногда изготавливаются с бетонным основанием и обработанным железом или давлением поперечные балки или стрингеры крепятся болтами непосредственно к бетону. То фундамент должен быть построен таким образом, чтобы воздух мог свободно циркулировать под ворсом. Сорняки, трава и другая растительность должны быть устранены вокруг кучи. Фундаменты иногда с наклоном, чтобы дождевая вода могла стекать с кучи пиломатериалов.

Куча пиломатериалов должна быть ориентирована таким образом, чтобы господствующие ветры разлетится по доскам.Коммерческие сваи пиломатериалов часто имеют восемь футов шириной, но более быстрое высыхание вероятно при более узком геморрой. Однако следует проявлять некоторую осторожность, когда сырые пиломатериалы трудносохнущие виды подвержены постоянным жарким сухим ветрам. В В этих случаях древесина может серьезно ухудшиться, если ворс не будет защищенный

Однако древесину можно сушить и без таких сложных оснований. В качестве опоры можно использовать железнодорожные шпалы, тяжелые бревна или цементные блоки. Фонд.Независимо от того, как возведен фундамент, он важно, чтобы он наклонялся спереди назад примерно на один дюйм на каждый футов длины, чтобы обеспечить сток воды. Самая нижняя точка сваи должно быть не менее 12 дюймов над уровнем земли. Убедитесь, что поперечины находятся в идеальном выравнивании, так как любое низкое или высокое место или скручивание с противоположных углов ворса приведет к получению пиломатериала с примерно столько же искривления. Поперечные элементы должны располагаться так тот находится в самом начале стопки, в самом конце куча, и с интервалом около двух футов между ними.Деревянные планки так называемые наклейки размещаются непосредственно над каждой перекладиной, чтобы пиломатериалы. Также может быть полезно покрыть почву под и вокруг груда пиломатериалов с черным полиэтиленом для защиты от влаги перемещение из почвы в древесину и подавление сорняков и травы которые могут ограничить естественное движение воздуха.

Количество складываемого пиломатериала, скорее всего, повлияет на метод использовал. В идеале пиломатериалы должны быть отсортированы по длине и толщине.Пиломатериалы одинаковой длины следует складывать в одну стопку. Если эта практика не представляется возможным, пиломатериалы должны быть сложены в «ящики» (рис. 4). Для каждого ярус пиломатериалов, длинные доски должны располагаться по краям куча. Более короткие доски должны быть внутри и чередоваться. быть на одном уровне с передней и задней частью ворса. Свободные концы должны нельзя допускать нависания без поддержки. Так же проще поставить толстая древесина на дне кучи. Такое расположение предотвращает некоторое обращение с тяжелым прикладом и весом сверху ворс будет сдерживать этот материал по мере его высыхания, предотвращая чрезмерное деформация.Кроме того, толстый материал будет дольше проветриваться. время года. Если вы планируете сначала использовать определенные доски, они должны быть рядом. верхней части стопки для легкого доступа.

Рис. 4. Вид сверху яруса досок, иллюстрирующий систему чередование коротких отрезков для коробчатой ​​укладки. Неподдерживаемые концы досок помещенный внутрь, высохнет с меньшим количеством дефектов, чем если бы ему позволили простираться за конец ворса.

Наклейки используются для разделения каждого яруса пиломатериалов, чтобы воздух может перемещаться между досками.Наклейки должны быть прямыми, равномерной толщины, без коры, гнили и пятен, и тщательно сухой. Наклейки обычно имеют толщину 1 дюйм и ширину 1-1/2 дюйма. То длина наклеек должна быть равна ширине штабеля пиломатериалов. Разбавитель материал можно использовать, но это, вероятно, приведет к более медленному высыханию. Строительный токарный станок удвоенной толщины иногда уместен, если материал стандартного размера недоступен. Будьте уверены, что адекватный имеется поставка наклеек, чтобы можно было складывать зеленую древесину быстро.

Наклейки должны быть размещены непосредственно над перекладинами фундамента, с концами в хорошем вертикальном выравнивании, так что каждый вертикальный ярус наклейки поддерживается перекладиной. Некоторые короткие доски будут столкнулся. Не допускайте, чтобы эти концы досок располагались непосредственно над каждым другие в последующих слоях. Наклейки могут помочь преодолеть случайные щель, но ворс будет ослаблен, и доски, скорее всего, покоробятся, если слишком много пробелов в одном месте.Аналогично, доски, выступающие над конец сваи более чем на фут или два без опоры деформируется сильно во время сушки.

В наклонных штабелях каждый ряд досок должен выступать немного за края доски в предыдущем слое так, чтобы передняя ворс немного наклонен вперед. Чтобы уменьшить серьезные расколы концов, полезно разместить наклейку прямо в конце доски; даже перекрытие примерно от 1/4 до 1/2 дюйма полезно.как куча наращиваются, эти наклейки и доски сжимаются, тем самым уменьшая конец разделяется.

В правильно сложенных пиломатериалах вес пиломатериала помогает предотвратить чрезмерное коробление во всех курсах, кроме верхних. Поэтому низкая оценка доски должны располагаться поверх штабеля. Другие веса, такие как бетонные блоки помогут сдержать верхний ряд пиломатериалов.

Куча пиломатериалов также должна быть покрыта. В коммерческих операциях Крыши изготавливаются из оцинкованного листового металла или из бревен, покрытых с кровельной бумагой.Практически любое устройство, которое сбрасывает воду, может быть использовал. Крыша должна выступать на два фута за пределы передней и задней части куча. Воздушное пространство от четырех до шести дюймов должно быть оставлено между вершина сваи и нижняя сторона крыши.

Торцевые покрытия

Пиломатериал высыхает в несколько раз быстрее с торцов доски, чем с поверхности или краев. В результате широкие доски часто чекают. серьезно. Эта проверка может быть уменьшена за счет торцевого покрытия.Коммерческий торцевые покрытия доступны, но их может быть проще использовать доступные материалы при работе с небольшими партиями пиломатериалов. Алюминиевая краска на лаковой основе лонжерона или битумный кровельный цемент работать хорошо. Это торцевое покрытие можно наносить на пиломатериалы или даже на бревна до того, как они будут распилены.

Морилка для пиломатериалов и сверла по дереву

Пятна грибкового типа и древоточцы могут представлять серьезную проблему для пиломатериалы из зеленых лиственных пород и могут контролироваться с помощью химические вещества.Однако, если ваши бревна распилены на пиломатериалы вскоре после деревья срубаются, а пиломатериалы укладываются для сушки на воздухе в течение нескольких дней после разрезания проблем не возникнет. Также существенно меньше проблем с грибками (пятна) и насекомыми, когда бревна и пиломатериалы распиливаются в холодную погоду, а не в жару летние месяцы. Для получения дополнительной информации о пятнах и бурах см. обратитесь к списку дополнительных материалов в конце этого публикация.

Дополнительные процедуры сушки

Тщательно выдержанные пиломатериалы пригодны для строительства неотапливаемые гаражи, сараи или другие хозяйственные постройки. Тем не менее, высушенный на воздухе древесина не подходит для использования внутри помещений. Хорошо проветриваемая пиломатериал высушите до содержания влаги от 15 до 20 процентов при использовании пиломатериалов внутри должна иметь влажность всего шесть-восемь процентов. Поэтому необходима дополнительная сушка.

В промышленных масштабах сушильные камеры используются для повышения содержания влаги в пиломатериалы до диапазона от шести до восьми процентов.К сожалению, большинство промышленные печи не могут экономично обрабатывать и сушить небольшое количество пиломатериалов. Однако, если у вас должен быть доступ к сухая печь, убедитесь, что оператор печи установил устройство для снятия напряжения период в конце цикла сушки. Неспособность снять стрессы, установленные в древесине при камерной сушке вызывает защемление пилы и коробление досок когда их порвут.

Если доступ к сушильной печи невозможен, можно использовать некоторые альтернативы. существует.Например, небольшое количество пиломатериалов, хорошо выдержанных на воздухе, может подвергаться дальнейшей сушке на воздухе в местах, подверженных естественному нагреву, таких как чердаки и надземные помещения в гаражах в летние месяцы. В дома без механического увлажнения, небольшие куски колодца воздушно-сухие запасы обычно можно сушить в зимние месяцы за несколько недель до подходящего содержания влаги, просто занося их внутрь.

Ограниченный опыт эксплуатации небольшой сушилки с солнечным обогревом в южной части страны. Висконсин (43 градуса северной широты) показывает, что солнечное отопление можно использовать для сухие пиломатериалы, подходящие для высококачественного использования, например, для изготовления мебели.сушилка снизит влажность пиломатериалов примерно до восьми процентов. Доступна дополнительная информация и планы строительства запросив Технический отчет об использовании лесных продуктов № 7, «Строительство и эксплуатация небольшой сушилки для пиломатериалов с солнечным обогревом» из Лаборатория лесных товаров США, Box 5130, Мэдисон, Висконсин 53705.

Грамотно построенный штабель пиломатериалов на коммерческих условиях.

Независимо от того, какой замещающий метод используется для камерной сушки, необходимо проявлять крайнюю осторожность, чтобы убедиться, что древесина, наконец, достигает влажность от шести до восьми процентов.В противном случае, сжимаясь, деформация и проверка пиломатериалов после ввода в эксплуатацию. вероятно. Один приблизительный способ определить, достаточно ли сухая древесина использовать, чтобы вырезать секцию примерно один дюйм в длину поперек волокна от каждой из нескольких более широких досок. Чтобы избежать последствия более ранней конечной сушки, срез должен быть отрезан от центральной части досок и должен быть в нескольких дюймах от любого узел или другой дефект. Измерьте ширину этой секции доски, чтобы в пределах 1/64 дюйма.Поместите секцию рядом с работающим радиатором, горячим воздушный регистр или печь не менее чем на один день. Если галочки не появляются торцы и не происходит заметной усадки по ширине, древесина равномерно высушивают до содержания влаги около шести-восьми процентов.

Дополнительные показания

Сушка пиломатериалов на воздухе Руководство для промышленности Практики . 1971. С/х. Справочник № 402, Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, 110 стр. (Для продажи суперинтендантом документов, правительственная типография Офис, Вашингтон, Д.С. 20402).

Хранение пиломатериалов . 1978. С/х. Справочник № 531, USDA Forest Служба, 63 стр. (Продается Суперинтендантом Документов, Государственная типография, Вашингтон, округ Колумбия, 20402).

Руководство по эксплуатации сушильной камеры . 1961. С/х. Справочник № 188, Министерство сельского хозяйства США. Лесная служба, 197 стр. (Продается Суперинтендантом по документам, Государственная типография, Вашингтон, округ Колумбия, 20402).

Также можно получить в отделе расширения округа или в публикациях. Комната рассылки, Совместная служба распространения информации, 301 Южная 2-я улица, Лафайет, IN 47905-1092:

E-73 «Борьба с пороховыми жуками», 2 стр.

FNR-90 «Пятна от сока на бревнах и пиломатериалах твердых пород», 6 стр.

Подтверждение

Благодарность за сушку технической древесины публикации Лаборатории лесных товаров США, Лесная служба, Мэдисон, Висконсин.

---

РР 4/92

Совместная консультационная работа в сельском хозяйстве и домашнем хозяйстве, состояние Индиана, Университет Пердью и У.С. Министерство сельского хозяйства сотрудничество; Х.А. Уодсворт, директор West Lafayette, IN. Выдается в в продолжение актов от 8 мая и 30 июня 1914 г. Кооператив Служба распространения знаний Университета Пердью — это позитивное действие / равное институт возможностей.