СУШКА ДРЕВЕСИНЫ

РЕЖИМЫ СУШКИ

Режимом сушки называется расписание температуры и влажно­сти сушильного агента, изменяемых или поддерживаемых на одном уровне на протяжении процесса сушки в зависимости от влажности высушиваемого материала. Это расписание может координировать­ся по времени процесса и применяться в отдельных частных слу­чаях.

Расписание режимов сушки общего назначения предусматривает постепенное повышение температуры и понижение относительной влажности сушильного агента.

Все режимы задаются для состояния воздуха (газа), входящего в штабеля, а не выходящего из них. Основными параметрами режимов сушки являются температура и психрометрическая раз­ность (температура по сухому и мокрому термометрам) воздуха (газа).

В зависимости от температуры и влажности сушильного агента интенсивность испарения влаги из пиломатериалов может быть раз­личной. Интенсивность процесса принято называть жесткостью режима. При одинаковой температуре более жестким или менее мягким будет режим, имеющий меньшую относительную влаж­ность сушильного агента по ступеням режима. При одинаковой относительной влажности сушильного агента более жестким или менее мягким будет режим, имеющий более высокую температуру. Номера режимов сушки, рекомендуемые нормативами по камер­ной сушке пиломатериалов, возрастают с уменьшением жесткости режимов.

Режимы назначают в соответствии с породой высушиваемых пи­ломатериалов, их влажностью, толщиной, категорией качества суш­ки и типом лесосушильных камер.

Сушка древесины представляет собой весьма сложный процесс, в котором выступают во взаимосвязи различные физические явле­ния. Повышение температуры сушильного агента способствует ско­рейшему удалению влаги из древесины. Однако длительное воз­действие высокой температуры на древесину снижает ее механи­ческую прочность. Уменьшение влажности агента сушки также способствует интенсивной сушке.

Учитывая состояние материала, предъявляемые к нему качест­венные требования, назначают такой режим сушки, который обеспе­чит выпуск материала заданного качества при минимальной про - должительности процесса.

В зависимости от назначения высушиваемых пиломатериалов остановлены четыре категории качества сушки.

По I категории (высококачественная сушка) высушивают дре­весину, предназначенную для использования в точном машиностро­ении, приборостроении, в производстве моделей, музыкальных ин­струментов, лыж. При этом предусматривается полное сохранение прй сушке механических свойств древесины и соответствие каче­ства сушки первому классу точности механической обработки дре­весины.

По II категории (повышенное качество) высушивают пилома­териалы, предназначенные для столярно-мебельного производства, автомобилестроения, вагоностроения. Качество сушки должно со­ответствовать второму классу точности механической обработки древесины.

По III категории (среднее качество) проходит сушку древе­сина, предназначенная для использования в столярно-строительном производстве (двери, окна, полы), грузовом автомобилестроении и вагоностроении, сельскохозяйственном машиностроении. Предусма­тривается соответствие сушки третьему классу точности механиче­ской обработки древесины.

По IV категории (рядовая сушка) сушат пиломатериалы, ис­пользуемые в строительных конструкциях, производстве рядовой тары и т. п. Качество сушки должно соответствовать техническим требованиям на указанные изделия.

Чем суше материал, тем медленнее испаряется из него влага, поэтому по мере его просыхания повышают температуру сушиль­ного агента и увеличивают психрометрическую разность. Таким образом, состояние сушильного агента в камере следует непрерыв­но изменять.

Чем толще пиломатериалы и плотнее древесина, тем больше опасность их растрескивания, поэтому при сушке таких материа­лов нужно назначать меньшие температуру и психрометрическую разность.

В сушильных камерах со скоростной циркуляцией сушильного агента в начале и отчасти в середине процесса сушки психромет­рическую разность поддерживают меньшей, чем в камерах с есте­ственной циркуляцией.

Совершенно очевидно, что при сушке всегда необходимо созда­вать оптимальные режимные условия, не только ускоряющие про­цесс удаления влаги, но и обеспечивающие сохранение целостно­сти материала.

Нормативные режимы для сушки пиломатериалов в паровоз - Душных камерах периодического действия приведены в табл. 14

Режим выбирают в зависимости от породы, толщины материа­ла и предъявляемых к нему качественных требований. Рекоменда­ции по выбору режимов приведены в табл. 15.

Следует отметить, что по табл. 14, 15 номер режима прибли­зительно соответствует продолжительности сушки (в сутках) от

ТАБЛИЦА

Начальной влажности 60% и до конечной 12% для пиломатериалов столярно-мебельного назначения (II категория качества сушки), высушиваемых в камерах со скоростной реверсивной циркуляцией воздуха. Для сушильных камер с естественной циркуляцией возду­ха следует применять режим, соответствующий предыдущей ступе­ни по толщине материала. Так, если сушка соснового пиломатери­ала толщиной 55 мм по II категории качества в камерах со скоро­стной реверсивной циркуляцией воздуха должна проводиться по режиму 5, то в камерах с естественной циркуляцией воздуха — по режиму 4.

Для пиломатериалов по I категории качества сушки следует применять ближайший больший номер режима, а для пиломатери­алов по III и IV категориям — ближайший меньший номер по срав­нению с указанными в табл. 15.

ТАБЛИЦА 15

В газовых камерах периодического действия рекомендуется при­менять режимы сушки с постоянной температурой мокрого термо­метра (табл. 16). При сушке пиломатериалов хвойных пород тем­пература мокрого термометра поддерживается в пределах 65±5°С.

В противоточных камерах непрерывного действия (паровых и газовых) состояние агента сушки, подаваемого в «сухой» разгру­зочный конец, не изменяется на протяжении всего процесса, поэто­му при назначении режимов сушки задают лишь состояние воздуха или газа в «сухом» конце.

В загрузочном «сыром» конце камеры психрометрическую раз­ность поддерживают в пределах 3—8°. Рекомендуемые режимы для таких камер даны в табл. 17.

При этом жесткий режим применяют преимущественно для СУШКИ узких еловых ДОСОК, а МЯГКИЙ — ДЛЯ сушки СОСНОВЫХ И ШИ­РОКИХ еловых досок. В настоящее время на многих предприятиях

Применяют и более жесткие режимы сушки с температурой в «су­хом» разгрузочном конце до 110—115° С.

С повышением температуры процесс сушки значительно уско­ряется. С повышением температуры сушильного агента до 135° С длительность процесса сушки хвойных пиломатериалов толщиной 25—60 мм может быть уменьшена в 3,5 раза по сравнению с нор­мативной. Такие форсированные режимы вполне приемлемы для сушки пиломатериалов хвойных пород различного назначения, за исключением ответственных, требующих полного сохранения меха­нической прочности и цвета древесины.

В табл. 18 приведены форсированные режимы для камер перио­дического действия со скоростной циркуляцией воздуха или газо­воздушной смеси. По этим режимам можно высушивать также бе­резовые и липовые пиломатериалы.

Разработаны форсированные режимы для тонких дубовых (до 30 мм) и буковых (до 35 мм) пиломатериалов. Указанные режи­мы позволяют в полтора-два раза сократить продолжительность сушки.

Режимы сушки с повышенной температурой для дубовых мате­риалов толщиной 16—30 мм приведены в табл. 19, а для буковых пиломатериалов и заготовок толщиной 25—80 мм — в табл. 20.

Характерная особенность форсированных режимов — поддержа­ние постоянной температуры по мокрому термометру психрометра. Для применения этих режимов необходимо, чтобы ограждения
камер были достаточно герметичными. Кроме того, для сушки хвой ных пиломатериалов требуется увеличивать поверхность нагрев' калорифера на 50—60% по сравнению с обычной, а давление пара в калорифере поддерживать не ниже 3 ати.

При сушке буковых пиломатериалов и заготовок с признака^ гнили следует снижать температуру по всем ступеням на 5—-6°^ с сохранением относительной влажности воздуха.

В табл. 21 приведены двухэтапные режимы для сушки пило­материалов хвойных пород в среде, близкой к перегретому пару при атмосферном давлении в камере. Среда перегретого пара при атмосферном давлении характеризуется температурой по сухому термометру выше 100° С и мокрому в пределах 99—100° С. Режимы названы двухэтапными по признаку разделения процесса на два этапа по жесткости в зависимости от влажности древесины. Пере­ход от первого этапа ко второму осуществляется при влажности древесины 20—22%.

ТАБЛИЦА 21

Обязательное условие для выполнения этих режимов сушки — герметичность ограждений камер. Для этого рекомендуется обли­цовывать стены сушильных камер с внутренних сторон листовым нержавеющим металлом (алюминием или нержавеющей сталью) или устраивать железобетонную футеровку с покрытием ее влаго - изолируюшим составом на битумной основе. При недостаточной герметичности ограждений камер, когда температура по мокрому термометру не может быть доведена до 95° С и выше, эти режимы не дают надлежащего эффекта.

Технические условия на пиломатериалы экспортного назначе­ния предъявляют очень высокие требования к их внешнему товар­ному виду. Не допускается изменение натурального цвета древе­сины, выступление смолы на пластях и торцах досок и т. д. С уче­том указанных требований рекомендуются особые режимы для сушки экспортных хвойных пиломатериалов в паровых каме­рах непрерывного Действия (табл. 22). Режимы отличаются более низкими температурами по сравнению с нормативными.

В отдельных случаях для сортиментов особого назначения (из дубовых, ясеневых, буковых, березовых, грабовых, ореховых и дру­гих пород) применяют специальные режимы сушки.

Московским лесотехническим институтом (П. С. Серговским) разработаны применительно к паровоздушным камерам периоди­ческого действия со скоростью циркуляции в штабеле не ниже 1 м/сек для хвойных и лиственных пиломатериалов разных раз­меров и назначения трехступенчатые режимы сушки (табл. 23) вместо применяемых в настоящее время многоступенчатых.

Каждый режим имеет три ступени состояния среды. Переход с первой ступени на вторую производится при влажности материа­ла 30%, а со второй на третью—20%- В зависимости от назначе­ния каждого конкретного пиломатериала могут применяться три разновидности режимов.

Группа форсированных режимов сушки (Ф) применяется, когда допустимо снижение до 20% некоторых показателей прочности дре­весины для пиломатериалов II, III и IV категории качества сушки, предназначенных для изделий, работающих с большим запасом прочности.

Группа нормальных режимов (Н) применяется для сушки пило­материалов всех качественных категорий сушки, а также для пило­материалов, высушиваемых до транспортной влажности. При ис­пользовании этих режимов прочность древесины существенно не из­меняется.

Группа мягких режимов (М), при использовании которых не происходит каких-либо изменений естественных свойств древесины (в том числе цвета), применяется для сушки экспортных пилома­териалов хвойных пород.

В камерах с естественной и слабой принудительной циркуляци­ей следует применять режимы того же номера, но с последующим порядковым индексом, например вместо режима 3-А режим 3-Б, вместо режима 8-В режим 8-Г и т. д. В камерах с неисправными ограждениями, не обеспечивающих поддержание при повышенных температурах заданной степени насыщения воздуха, применять при­еденные в табл. 23 форсированные режимы сушки не рекомен­дуется и в этих случаях следует применять режимы нормальной ГРУППЫ.

В табл. 24 приведены рекомендации по применению трехступен чатых режимов сушки. В эту таблицу не включена часть дополни­тельных режимов, приведенных в табл. 23.

Высушивать пиломатериалы из ели, пихты и кедра рекомендует­ся так же, как сосновые; из ольхи, осины и тополя — как березо­вые; из клена, береста и ясеня — как буковые; из ореха и граба — как дубовые.

Все приведенные режимы сушки являются ориентировочными. Для установления оптимальных режимов на каждом предприятии следует учитывать требования, предъявляемые к качеству сушки пиломатериалов, и опыт данного сушильного цеха. Так, для широ­ких досок или тонких еловых досок с выпадающими сучками сле­дует назначать более мягкие режимы, для узких досок, брусков или досок радиальной распиловки, а также пиломатериалов менее ответственного назначения — более жесткие режимы с более высо­кой температурой или большей психрометрической разностью или Тем и другим вместе.

Если нельзя выдержать указанную в режимных таблицах тем­пературу, то надо сохранить заданные психрометрические раз­ности.

На предприятиях, не располагающих пока надлежащим котель, ным хозяйством и испытывающих затруднения в снабжении камер паром нужного давления, можно использовать в сушильных каме­рах с естественной циркуляцией воздуха (особенно при сушке сос­новых заготовок и узких пиломатериалов толщиной до 50 мм) режимы с меньшей, чем это рекомендуется нормативами, относи­тельной влажностью воздуха на всем протяжении процесса сущкй при фактически достижимых температурах.

Интенсификация процессов возможна лишь при условии, что высушенный материал не ухудшает своих свойств. Для материа­лов, требующих полного сохранения механической прочности дре­весины, например для лыж, деталей специального назначения и т. п., режимы сушки должны быть ограничены температурами" до 100° С.