СУШКА ДРЕВЕСИНЫ

ПРОВЕДЕНИЕ СУШКИ

Перед загрузкой пиломатериалов камеру необходимо прогреть теплым сухим воздухом. Чем суше стены, потолок и пол, тем мень­ше будет потерь тепла при работе камеры.

Перед началом сушки материал прогревают при закрытых при­точных и вытяжных каналах с работающей вентиляционной уста­новкой. В этот период необходимо предотвратить возможность суш­ки материала, допуская небольшую конденсацию влаги на нем. Контрольные образцы в результате прогрева не должны увеличи­вать свою влажность более чем на 1—2%.

Температуру сушильного агента в камере во время прогрева поддерживают на 8—10° С выше температуры первой ступени ре­жима.

Холодный материал влажностью более 30% начинают прогре­вать более сухим агентом сушки. Это значит, что в начале прогрева психрометрическая разность может быть значительной, затем ее следует постепенно уменьшать до 1—0° С. Если же влажность ма­териала меньше 30%, то психрометрическую разность устанавлива­ют по равновесной влажности древесины для полусухого материа­ла. Например, если в камеру загружен материал влажностью всего 18%, а его прогрев производится при 70°С, то психрометрическая разность прогрева должна быть 3° С.

Ориентировочная продолжительность прогрева (часто называе­мого «пропаркой») при загрузке материала в неостывшую камеру составляет на каждые 25 мм его толщины для сосны и ели 2—3 ч, березы и ольхи — 5—6 ч, бука, дуба и ясеня — около 10 ч. Время отсчитывается с момента достижения в камере параметров прогре­ва, заданных для данного материала,

В паровых камерах материал часто прогревают неправильно, впуская в камеру только увлажнительный пар, без предваритель­ного прогрева холодного материала и оборудования камер. В ре­зультате оборудование и стены камеры вскоре становятся мокрыми й пока, они не прогреются, холодные пиломатериалы впитывают образующийся конденсат, увеличивая свою влажность. В этом слу­чае прогрев следует производить с предварительно включенным калорифером на время, необходимое для прогрева холодного ма­териала и оборудования камер. Состояние агента сушки, входящего в штабель, должно соответствовать заданному режиму. Для рядо­вого материала могут допускаться отклонения температуры ±3° С. Например, если задана температура 70°С, а психрометрическая разность равна 5° С, то можно допускать температуру в пределах 67—73° С, а величину психрометрической разности в пределах 4— 6° С. При сушке ответственных материалов эти отклонения умень­шаются.

При регулировании температуры и психрометрической разности в камерах сушильщик должен иметь при себе предыдущие записи, чтобы знать, нарастает или падает температура и психрометриче­ская разность, и в соответствии с этим регулировать. Если нужно поднять температуру, когда она постепенно нарастает, приоткры­вать больше вентиль не следует, хотя температура и не достигла заданной.

При появлении в материале значительных напряжений сушку временно приостанавливают и материал подвергают промежуточ­ной обработке воздухом повышенной температуры и влажности (термовлагообработке).

Промежуточную обработку в процессе сушки применяют обыч­но для пиломатериалов твердых лиственных пород и крупных сече­ний хвойных пород. Обработка сосновых и еловых пиломатериалов, например толщиной 75 мм, продолжается до 15 ч, в зависимости от предъявляемых к ним требований. При сушке рядовых хвойных пиломатериалов толщиной до 60 мм по III категории качества эту обработку не проводят.

В случае высушивания материалов с повышенным требованием к качеству сушки промежуточную обработку во второй половине процесса проводят неоднократно, по мере нарастания напряжений. В первой же половине процесса промежуточную обработку приме­нять не следует, так как она способствует увеличению пластических Деформаций.

Температура воздуха во время промежуточной обработки уста­навливается на 6—10° С выше температуры, поддерживаемой в ка­мере. Что же касается психрометрической разности, то она долж­на исключать возможность испарения влаги из материала, а во второй половине обработки даже допускать небольшое увлажне­ние его поверхности. Промежуточная обработка материала про­должается до устранения в нем напряжений, что выявляется при вырезании силовых секций. Термовлагообработкой уничтожается плесень, которая может появиться на поверхности материала в ка­мерах с естественной циркуляцией воздуха при низкой температуре процесса сушки.

Ппи поомежуточной обработке материала вентиль калорифер, закрываю? полностью или частично, в зависимости ОТ ДавлеНйіз пара времени года и герметичности камеры. Чем выше давлецИе пара' тем с большей температурой он поступает в камеру и, след0. вательно, тем меньше требуется теплоотдача калорифера для ком. пенсации теплопотерь камеры. Если во время обработки матерцаЛа нужно создать в камере небольшую психрометрическую разность то следует полностью перекрывать пар, поступающий в калорифер'

Иногда подача пара в калорифер прекра^ щается до начала промежуточной обра. ботки материала. Вопрос о необходимо­сти и продолжительности промежуточной обработки должен решаться в каждом конкретном случае в зависимости от со­стояния материала и его назначения.

Характер и величину напряжений контролируют по силовым секциям.

Из силовых секций, отрезанных ца расстоянии 0,5 м от торца досок, выпи­ливают гребенки или раскалывают их на полоски вдоль пласти досок. На рис. 85 приведены схемы выпиловки гребенок из досок толщиной до 50 мм и более н пока­заны возможные деформации.

Если зубцы секции сразу после рас­кроя изгибаются наружу (форма 1), это значит, что в наружных слоях материала имеются растягивающие напряжения, а во внутренних слоях — сжймающие. Форма же 2 зубцов указывает на сжатие поверхности и растяжение центральной зоны. Форма 3 зубцов указывает на отсутствие напряжений.

Изгибание зубцов или полосок секций сразу после раскроя по­казывает только характер напряжений в данный момент, но не ха­рактер остаточных деформаций.

По положению зубцов секции после ее выдержки в течение 2—3 ч в теплом месте судят, имеются ли в древесине остаточные деформации. Форма 3 (зубцы прямые) указывает на то, что оста­точных деформаций в древесине нет, т. е остаточные деформации устранены промежуточной обработкой. Указанная форма зубцов может наблюдаться и в самом начале процесса сушки, когда оста­точные деформации не успели появиться. Форма 2 (зубцы изогну­ты внутрь) характерна для процесса сушки, проводимого без обра­боток. В процессе собственно сушки деформации по форме I (зубцы изогнуты наружу) не возникают, но они могут появиться после слишком интенсивной обработки.

По силовым секциям можно судить о характере распределения влажности по толщине материала. Для этого сравнивают формы секций сразу после раскроя и после выдержки. Если форма секций

Процессе выдержки не изменилась, значит влажность по толщи - ъ материала была распределена равномерно. Если зубцы секции «осле выдержки дополнительно деформировались (изогнулись), значит влажность по толщине материала была распределена не­равномерно. Изгиб зубцов по сравнению с первоначальным их положением (до выдержки) всегда происходит в сторону влажных слоев. Так, если сразу после раскроя секция имела форму 1, а пос­ле выдержки приобрела форму 2, значит влажность во внутренней зоне материала больше, чем на поверхности.

При прекращении подачи пара в калорифер процесс сушки ох­лаждающего материала не прекратится, а даже может временно усилиться за счет тепла, заключенного в нагретой древесине. По­этому кратковременное прекращение подачи пара в калорифер не увеличивает продолжительности сушки материала.

Вследствие увеличения интенсивности испарения влаги при охлаждении материала понижать температуру толстого материала следует с большой осторожностью. Быстрое же нагревание его не представляет опасности.

Регулируют процесс сушки в камерах, несмотря на сравнитель­ную простоту, часто неправильно. В большинстве случаев непра­вильно используют приточно-вытяжные трубы. Воздухообмен в ка­мере должен осуществляться для удаления из нее только избытка влаги. Между тем очень часто приточно-вытяжные трубы держат открытыми или приоткрытыми, когда по показанию психрометра в камере нет избытка влаги и даже ощущается недостаток ее и 'этот недостаток неправильно восполняется пуском увлажнительно­го пара.

Удаление влаги из камер в тех случаях, когда ее недостаточно для процесса сушки древесины, что устанавливается по психро­метру, н восполнение удаляемой влаги увлажнительным паром не только влечет за собой прямую и к тому же значительную потерю пара, но и ухудшает режим сушки, делая его менее устойчивым и более зависящим от давления пара.

При сушке толстых пиломатериалов, которые должны высуши­ваться очень влажным воздухом, нужно стремиться сохранить вла­гу в камере. В случае сушки тонкого материала воздух можно несколько осушать, применяя организованный воздухообмен. При сушке толстых пиломатериалов (особенно твердых лиственных по­род) все задвижки должны быть хорошо закрыты. Влага в избыт­ке удаляется через неплотности камеры. Поэтому для поддержа­ния в камере небольшой психрометрический разности приходится Даже пускать в нее увлажнительный пар. Пускать в камеру пар в этом случае можно только при закрытых шиберах на приточно - вытяжных трубах. Категорически запрещается открывать одновре­менно (хотя бы частично) приточно-вытяжные трубы и вентили ; Увлажнительных труб. Приточно-вытяжные трубы можно открывать 'Для удаления избытка влаги только при закрытом вентиле увлаж­
нительных труб, если психрометрическая разность в камере меньще заданной.

Если в нижней части у загрузочных дверей большие щели, через них будет подсасываться в камеру холодный наружный воздух и тогда материал, находящийся вблизи дверей, не будет равномер.' но просыхать. Увеличивается опасность недосушки материала и в нижней части штабеля. Отверстия, остающиеся у рельсовых путей рекомендуется засыпать опилками, песком или закрывать щитками'

Чем герметичнее камера, тем легче регулировать в ней процесс сушки материала.

Рис. 86. График форсированного процесса сушки соснового пило­материала

Рис. 87. График процесса суш­ки елового пиломатериала в среде перегретого пара

На рис. 86 приведен график форсированного процесса сушки соснового пиломатериала сечением 85X85 мм при температурах выше 100° С, а на рис. 87 — график процесса сушки елового пило­материала сечением 60x160 мм в среде перегретого пара.

Процесс сушки считается законченным, когда материал достиг­нет влажности, заданной техническими условиями. Следует учиты­вать, что контрольные образцы теряют влагу несколько быстрее, чем сам материал в штабеле. Это объясняется более быстрым ис­парением влаги через торцы и нахождением контрольных образцов в боковых рядах штабеля. Поэтому материал нужно оставить в ка­мере на некоторое дополнительное время.

Когда влажность контрольных образцов приблизится к влаж­ности, требуемой техническими условиями, из зон замедленного й быстрого просыхания материала в штабеле вырезают по две-три контрольные секции для проверки конечной влажности.

Пиломатериалы, в которых должны быть сняты напряжения и

БЫровнен перепад влажности по толщине досок (заготовок), необ­ходимо по окончании сушки подвергать конечной термовла - гообработке. При конечной обработке температура воздуха поддерживается выше, чем на последней ступени режима.

Конечная обработка способствует выравниванию влажности вы­сушенного материала в различных местах штабеля. Продолжи­тельность ее устанавливается опытным путем с учетом требований, предъявляемых к материалу, и контролируется по фактическому еГо состоянию (силовым секциям и секциям послойной влажно­сти)-

Оптимальные условия для конечной термовлагообработки соз­даются при параметрах среды, соответствующих равновесной влаж­ности, превышающей требуемую конечную влажность древесины на 4—6%. Влажность воздуха повышается впуском в камеру пара из увлажнительных труб. Эффект конечной обработки усиливается, если температура воздуха увеличивается примерно на 10°С посрав» нению с последней ступенью режима сушки.

Продолжительность конечной обработки зависит от породы, се­чения материала, конечной влажности, категории качества сушки и режимных условий. На каждом предприятии в зависимости от местных условий следует установить необходимую продолжитель­ность конечной обработки для материалов соответствующей харак­теристики.

Рекомендуемая ориентировочная продолжительность конечной термовлагообработки в зависимости от породы и толщины пило­материалов приведена в табл. 25.

ТАБЛИЦА 25

Ориентировочная продолжительность конечной термовлагообработки пиломатериалов

Продолжительность термовлагообработки дана для материа- I дов, высушиваемых по I и II категориям качества. Для материала ЇІІ категории она уменьшается приблизительно на одну треть. Продолжительность обработки корректируют по фактическому со­стоянию материала.

Для снятия напряжений в пиломатериалах, высушенных в ка­мерах непрерывного действия, штабеля перекатывают в свободные камеры периодического действия, где и производят конечную обра­ботку. Если камер периодического действия на предприятиях нет,

А конечную термовлагообработку проводить необходимо, то цеде_ сообразно построить для этой цели специальные камеры.

После конечной обработки материал охлаждают в камере. Вре. мя охлаждения составляет примерно 1—2 ч на каждый сантиметп толщины материала. Выкатывать из камеры без охлаждения можно только материалы IV категории качества сушки.

При охлаждении материала выключают калориферы, вентиля­торные установки, полностью открывают приточно-вытяжные ка­налы, приоткрывают загрузочную дверь.

Для проведения после сушки конечной термовлагообработки пиломатериалов ВНИИДМАШем рекомендуется три типа специ­альных камер: одна одноштабельная стационарная с кирпичными ограждениями и две металлические бескаркасные из сборных утеп­ленных щитов-секций на один и два штабеля по длине.

В камерах установлены калориферы 1 (рис. 88) из ребристых труб с поверхностью нагрева в одноштабельной камере 72 м2, в двухштабельной —144 м2 и парораспределительные увлажнитель­ные трубы 6.

В камерах осуществляется реверсивная циркуляция паровоз­душной смеси по материалу. Достигается это путем попарного пе­рекрестного включения увлажнительных труб. Камеры могут быть оборз'дованы автоматикой для поддержания во времени постоянной температуры по сухому термометру, психрометрической разности и переключения подачи пара в увлажнительные трубы (для ревер­сирования паровоздушной среды).

В камерах можно выполнять разные режимы термообработки по температуре от 70 до 100° С (при температуре ниже 70° С не обе­спечивается нужный эффект термовлагообработки), психрометри* ческую разность нужно поддерживать постоянно на заданном уров­не от 2 до 10° С.

Необходимое количество камер определяют из объема пилома­териалов, подлежащих данной обработке. Например, для сосновых досок толщиной 50 мм, высушиваемых по II категории качества туніки из расчета продолжительности процесса обработки 20 ч, производительность одноштабельной стационарной и металличе­ской камер составляет 6 тыс. м3 и двухштабельной металлической — 12 тыс. мг в год.

Указанные камеры целесообразно иметь при газовых камерах й камерах непрерывного действия. Металлические камеры следует устанавливать в помещении или под навесом, и они должны при­мыкать к траверсному пути сушильных камер.

Основные элементы сушильного процесса: показатели конечной влажности, равномерности просыхания пиломатериалов, перепадов влажности по толщине материала и ограничения напряжений — нормализованы. Остальные показатели сушки учитываются техни­ческими условиями на изделия.

Нормализованы методы контроля качества сушки, режимы суш­ки для различных древесных пород и сечений материала, методы учета работы лесосушильных камер.