Сушка лиственницы

Лиственница представляет собой один из самых сложных типов древесины в плане сушки. Она имеет высокую природную плотность/твердость, упругость, что объясняется особенностями природного строения и структуры расположения годичных колец.

Именно эти особенности позволяют использовать пиломатериал из лиственницы снаружи здания в качестве садовой мебели или для обустройства уличной террасы. Но чтобы материал из этой породы был действительно качественным, важно соблюдать технологию ее сушки и не допускать ошибок. А именно, лишний перегрев пиломатериалов может привести к возгоранию содержащихся смол, появлению трещин и короблению.

Правильная сушка лиственницы в камере осуществляется особыми методами, подразумевая более тщательный выбор режимов работы. В другом случае вместо качественного пиломатериала можно получить просто дорогие дрова.

Сушка доски лиственницы в домашних условиях может занять несколько месяцев, в зависимости от способа. При сушке атмосферным способом остаются риски коробления и трещин, т.к. воздействие температур на внешние и внутренние слои происходит неравномерно. Хранение лиственницы должно быть в условиях микроклимата не превышающего необходимой нам влажности. Иначе доска наберет влажность, расширится и уровняется с окружающей средой.

К особенностям этой породы древесины следует отнести:

• высокую плотность,
• большой вес,
• отменную упругость.

Из-за всего этого в ней всегда остается большое количество влаги, которая портит свойства как строительного материала. Важно качественно высушить ее, что можно выполнить только при использовании высокотехнологичного сушильного оборудования как пример вакуумной технологии.

Проблемы, возникающие в процессе сушки лиственницы (сложности и причины)

Прежде, чем приступить к рассмотрению проблем, возникающих в процессе сушки пиломатериалов из лиственницы, необходимо разобраться в причинах, их вызывающих.

Рассмотрим их в свете подхода к данной проблеме кандидата технических наук, сотрудника СГУ им. Решетнёва Шакура Зарипова.

В общедоступном изложении, его взгляд на проблему, следующий.

В основе всех существующих технологий сушки пиломатериалов лежат физические процессы капиллярных явлений. Пиломатериалы, в данном случае, рассматриваются в роли проводящей открытой системы. То есть их сравнивают с системой, состоящей из огромного количества односторонне открытых микротрубок. Вода, испаряющаяся с поверхности древесины, восполняется посредством сил, возникающих на стенках сосудов. Фактически организуется вытягивание влаги из центра пиломатериала на его поверхность.

Подобный подход обеспечил математическое обоснование процесса удаления воды из пиломатериалов, являющихся пористыми капиллярными телами. Значительный вклад к это внёс академик Лыков А.В.

Взгляд с другой стороны

Но лиственница, в отличие от древесины иных пород, в эту теорию не вписывается. Упомянутая теория не учитывает запуск процесса гидролиза в подобной древесине при повышении температуры.

Поэтому более верным является рассмотрение процессов массопереноса не в открытой, а в закрытой системе.

Лабораторные испытания показали, что максимальный вывод воды из пиломатериалов лиственных пород регистрируется в течение первых суток (24-30) часов. Затем наступает кратное снижение (в 2 и более раз). На эти процессы плотность материала не влияет.

Основным параметром, влияющим на интенсивность водоотделения из лиственничных пиломатериалов, являются (содержащиеся в древесине) экстрактивные вещества.

При сушке подобной древесины температура в центральной части доски периодически достигала аналогичного показателя для внешней среды. Причиной этого может быть только наличие неучтённого источника энергии. В его роли выступают химические процессы, комплексно протекающие в древесине при увеличении температуры.

Особенности сушки

При низкотемпературной сушке на поверхность выступают: экстрактивные вещества в водных растворах и парогазовая смесь. Вода и смесь испаряются (сливаются). Экстрактивные вещества остаются. Уже при температурах 40-45 градусов из лиственницы выделяется значительное число веществ, включая формальдегид и фенол.

В процессе сушки, благодаря избыточному давлению, на поверхность вытесняется содержимое клеточного пространства. Это приводит к формированию на поверхности пиломатериалов полимерной плёнки. Последняя блокирует вывод влаги из древесины.

В статье Ш. Г. Зарипова и В. А. Корниенко «Влияние технологии сушки лиственничных пиломатериалов на длительность процесса обезвоживания» («Лесной журнал», 2020, № 4, с. 134–146) рассматривается конвективная сушка. Авторы описывают измерения избыточного давления в центре доски: по описанию авторов, в самом начале удаления влаги оно не превышало 10–20 кПа. Это давление внутри древесины, а не разрежение в вакуумной камере. Такие результаты не задают универсальный режим для камер Terawood: его подбирают под конкретную партию и оборудование.

На втором этапе давление существенно возрастает, а интенсивность сушки снижается. Лабораторным путём установлено, что в парогазовой смеси содержится, в среднем. 139 различных компонентов. В водном растворе присутствует значительное количество водорастворимых веществ, основную часть которых составляет арабиногалактан.

Этот материал способен удерживать большое количество воды. Накапливаясь на поверхности пиломатериалов, он интенсивно впитывает её изнутри доски и из воздуха. Это провоцирует набухание, и образование на поверхности водяных пузырьков.

При любом изменении температуры они интенсивно лопаются, формируя полимерную плёнку, наличие которой многократно снижает интенсивность процесса сушки.

Этот процесс можно объяснить защитной реакцией древесины на неблагоприятные внешние условия.

Совершенствование технологии сушки

Этот процесс предусматривает более точный учёт всего многообразия факторов, влияющих на сушку, своевременный переход на иные температурные уровни. Всё это позволяет поддерживать максимальную интенсивность удаления воды, снижает время сушки и энергозатраты на процесс её организации.

Основные рекомендации

По результатам исследований было выработано несколько предложений, позволяющих интенсифицировать процесс, сократить время сушки и добиться повышения качества пиломатериалов.

• Сушку лиственницы требуется осуществлять с использованием многоступенчатой структуры применяемых режимов, в основу которой положена восходящая закономерность;
• на первой ступени температура ≤ (40-42) °С, что позволит добиться максимальной интенсивности выведения воды;
• шаг температур между ступенями сушки (5-8) °С;
• момент необходимости перехода устанавливается по интенсивности водоудаления.

Учёт усреднённого значения содержания воды в пиломатериале необходимой информации получить не позволяет.

• Влаготеплообработка в версии, предлагаемой РТМ, при сушке лиственницы малоэффективна;
• Для выравнивания влагосодержания в подобных материалах, прошедших сушку, следует выдерживать их 72 часа при температурах планируемой эксплуатации;
• осушение агента сушки в камерах, работающих периодически, проводится по технологии, используемой в моделях непрерывного действия, по следующему принципу: сколько воды вытеснено, столько же должно быть удалено;
• рациональной можно считать технологию осушения воздуха в камере, позволяющую удалять воду по замкнутому циклу.

Для этого часть парогазовой смеси рекомендуется прогонять через конденсатор, хладоагентом в котором выступает водопроводная вода.

Предлагаемая структура режимов сушки не приводит к увеличению процента трещин и поперечного коробления.

Промышленное применение результатов данной работы позволяет снизить время сушки лиственных пиломатериалов почти на 10%. Оптимальным решением является использование вакуумных сушильных камер. В них создаются условия, исключающие формирование блокирующего поверхностного слоя.

При определении экономической эффективности предлагаемого пакетного решения базовыми считались режимы, задаваемые согласно нормативу 19733-84. Их главным недостатком является неэффективное расходование теплоэнергии, обусловленное увеличением межступенчатых временных периодов.

Своевременный переход, обеспечиваемый вакуумной камерой, позволяет значительно экономить её.

Кроме этого рациональная технология осушения агента, исключает выброс в атмосферу значительного объёма тепловой энергии.

Базовые технологии, используемые при сушке лиственницы

Вопросы естественной сушки в настоящей статье не рассматриваются, в силу продолжительности процесса, низкой эффективности и значительного процесса брака.

Поэтому кратко рассмотрим только сушку лиственничных пиломатериалов в сушильных камерах различных типов.

Что предлагает рынок

Лиственница относится к хвойным породам. При камерной сушке лиственничных пиломатериалов режим выбирают с учётом размеров заготовок и исходной и требуемой влажности партии. В процессе сушки они последовательно подвергаются:

• нагреву;
• увлажнению;
• охлаждению;
• последующей сушке.

Циклы повторяются. При этом текущая влажность регулярно меняется.

Это универсальный метод обработки любых пиломатериалов.

Достоинствами использования сушильных камер является возможность загружать потребный объём материалов на каждый цикл сушки.

Обдуваемый потоками горячего воздуха пиломатериал быстро сохнет с внешней стороны, а изнутри влага остаётся. Из-за этого, при отдельных технологиях камерной сушки пиломатериал может растрескиваться. Чтобы исключить подобный негативный сценарий, предусмотрено чередование режимов: сушка, пропаривание, охлаждение. Весь процесс может занимать до трёх недель.

Речь, в данном случае, идёт о камерах российского, чешского, итальянского изготовления. Значительно реже встречаются финские камеры.

Все существующие камеры подразделяются по принципу работы на ряд разновидностей.

Большая часть рассчитана на конвективную обработку пиломатериалов. Горячий воздух циркулирует по всему объёму камеры, испаряя влагу из древесины, доводя оставшийся процент до заданного значения.

При выборе технологии сушки лиственницы сравнивают оборудование для конкретной партии и требуемого результата. Срок цикла и качество оценивают по измерениям при указанных исходных условиях.

1. Срок сушки зависит от параметров партии, оборудования и условий процесса.

Профессионалы деревопереработки, занимающиеся производством лиственных пиломатериалов, включая их сушку в камерах, не являющихся вакуумными, воспринимают наши утверждения скептически.

В качестве объективной реальности, с которой ничего поделать нельзя, они закладывают в технологические процессы сроки от 20 до 40 суток на получение лиственничной древесины столярной влажности (6-8) %. Всё остальное «от лукавого».

А теперь наши сроки.

• До столярной влажности (6-8) % лиственная доска толщиной 30 мм сохнет за 96 часов, 50 мм – за 120 часов.
• До погонажной влажности (12-15) %:
  1. 30 мм – 36 часов;

• 50 мм – 48 часов.

• Транспортная влажность в 20% достигается, соответственно:
  1. 30 мм – 30 часов;

• 50 мм – 38 часов.

При радиальном распиле коэффициент усушки составляет 0,19, при тангенциальном, 0,4.

Качество партии оценивают по влажности, геометрии, трещинам и другим согласованным требованиям. Долю дефектных заготовок можно указывать вместе с исходными условиями, объёмом выборки и методикой оценки.

Лиственничные пиломатериалы равномерно нагреваются специальными нагревательными панелями, созданными нашими инженерами.

Благодаря многолетнему анализу результатов экспериментальных сушек специалистам компании удалось рассчитать оптимальные температурные режимы сушки, их последовательность, параметры в камере на каждом этапе сушки.

Всё это заложено в программное обеспечение автоматики камеры (собственная разработка). Работы продолжаются. Поэтому клиент, заказавший у нас сушильную камеру, периодически получает обновлённое ПО.

Автоматика управления программируемая, что позволяет выбрать необходимый режим сушки с учётом породы древесины (например, лиственницы), её начальной и требуемой влажности, геометрических размеров материалов, закладываемых на сушку.

В подтверждение всего вышесказанного можете посмотреть это видео, полученное от руководителя компании, производящей пиломатериалы и погонаж из лиственницы на экспорт ((https://rutube.ru/video/0151743c7cd0ab7e3451e6ebae4fa27c/).

При желании можете ознакомиться с иными видео отзывами других покупателей на нашем ютуб-канале или связаться с ними по телефону, который вам предоставит менеджер компании «Фалькон», отвечающий за работу с клиентами.

Преимущества сушки в вакуумных камерах производства компании «Фалькон»

Процесс заключается в интенсивном выведении влаги из толщи материала под действием вакуумной среды. В таких условиях молекулам воды легче высвобождаться. Они движутся вдоль волокон, поэтому быстро и эффективно выходит из древесины. Зафиксированное время сушки доски лиственницы в данных камерах в несколько раз меньше по сравнению с классическими технологиями :

до 6-8% (столярной) влажности

• 30 мм -96 часов
• 50 мм — 120 часов

до 12-15% (погонажной) влажности

• 30 мм — 36 часов
• 50 мм — 48 часов

до 20% (транспортной) влажности

• 30 мм — 30 часов
• 50 мм — 38 часов

Время зависит от выставленных режимов и начальной влажности доски. При термообработки лиственницы, древесина приобретает более темные тона, приобретает улучшенные показатели огнестойкости.

Коэффициент усушки лиственницы при тангенцальном распиле составляет 0,4. при радиальном распиле 0.19.

Из этих данных видно что скорость сушки превосходит стандартные методы в конвективных камерах, не говоря уже о естественном процессе.

Также сушат лиственницу в домашних условиях, но время сушки может достигать больше 2 месяцев, при этом процент влаги в древесине составит около 18%. Так же существует риск коробления и растрескивания.

Кроме этого, процент брака намного меньше, потому что древесина прогревается равномерно по всей длине. Подробные данные и параметры по этой ссылке:

Наша компания сделала ставку на проектирование и производство на заказ камер вакуумной сушки, максимально адаптированных под потребности клиента.

Серьёзные теоретические проработки позволили определить оптимальные материалы и конструкцию камеры и основных элементов, оптимизировать их изготовление.

Необходимые комплектующие (например, датчики) мы используем только собственной разработки!

Мы испробовали датчики от всех известных производителей, к нашему сожалению, в вакуумных камерах в силу специфики датчики выдают некорректные показатели. Пришлось сосредоточиться на разработке собственных командой наших инженеров.

Так же мы решили несколько вопросов, которые интересуют заказчиков в первую очередь:

• Обеспечили возможность доставки готовой камеры в любую точку России и за её пределы обычной автомобильной фурой (внешние размеры не выходят за установленные габариты).
• Максимально упростили монтаж на месте установки (камера поступает заказчику практически в 95% готовности к работе).
• Организовали дистанционный шеф монтаж, когда сборка выполняется сотрудниками компании заказчика, а наши специалисты находятся на связи в специальном чате. Который мы создаём для каждого покупателя нашей печи.
• В процессе сушки все показатели датчиков в режиме онлайн могут передаваться нашему специалисту, что позволяет оперативно консультировать клиента в любых нестандартных ситуациях.

Кроме комплекса мер, упрощающих доставку, монтаж и эксплуатацию, к числу бесспорных достоинств наших камер относятся их эксплуатационные характеристики.

Объём одной закладки рассчитывается с учётом производственных потребностей заказчика. среди наших вакуумных камер, успешно эксплуатируемых по всей России, есть модели, рассчитанные на единовременную загрузку от 1 до 42 кубометров пиломатериалов.

Конструкция камеры допускает возможность:

• одновременной сушки пиломатериалов разных размеров и геометрии;
• изготовленных из древесины различных пород;

• с разными начальными показателями влажности;
• со снижением данного показателя до необходимого, от равновесной (транспортной) до мебельной.

В отличие от иных производителей, компания «Фалькон» не просто поёт дифирамбы своей продукции. Вы можете не просто ознакомиться с рекламными буклетами, но и лично убедиться в том, что наши слова не расходятся с делом.

Для этого можно выбрать один из доступных вариантов:

• созвониться с любым из наших покупателей (телефоны предоставляются по запросу) и напрямую выяснить его мнение о преимуществах и недостатках наших вакуумных камер;
• можно прислать своего представителя непосредственно на нашу испытательную площадку. Здесь на каждой готовой камере, перед ей отправкой заказчику, проводится по три контрольных сушки.

Потенциальный заказчик имеет право присутствовать на любом этапе, задавать интересующие вопросы, лично проводить замеры качества готовых пиломатериалов (влажность, процент брака).

Если оформлен заказ на разработку и изготовление камеры вашей организации, приехавший представитель пройдёт комплексное обучение с практической отработкой всех вопросов. И получит комплект методических материалов по организации эксплуатации и обслуживания камеры.

Выводы

Если вы заинтересованы в развитии собственного бизнеса, нуждаетесь в высококачественных сухих пиломатериалах для собственных нужд, либо планируете их продажу, решение о заказе собственной вакуумной камеры для сушки древесины в компании «Фалькон» является самым взвешенным, в плане соотношения стоимости, сроков изготовления и доставки, производительности и качества готовой продукции.

Кроме этого вы получаете техническое сопровождение ведущими специалистами на весь срок эксплуатации камеры, периодическое обновление ПО, гарантированные поставки запасных частей для выполнения плановых ТО или ремонтных работ.

Умеете считать деньги, нацелены на рост прибыли и расширение рынков сбыта — значит ваша компания, наш потенциальный клиент!