Сушка древесины: мифы и реальность

  С каждым годом деревообрабатывающих предприятий становится все больше, однако не для всех из них использование даже дорогостоящего оборудования оборачивается гарантией успеха.

  Неудачи связаны в первую очередь с отсутствием опыта и знаний технологии в области переработки, ведь при современном уровне оборудования у многих может сложиться ложное представление о простоте изготовления изделий из древесины. При организации предприятия, планирующего выпускать, например, дверные и оконные блоки, мебель, столярные изделия и т.п., возникает необходимость в определенном количестве сухой древесины. На начальных этапах предприятия пытаются покупать сухую древесину у сторонних организаций. Однако в дальнейшем приходят к тому, что сушильная камера должна быть своя: это позволяет четко планировать и организовывать весь технологический процесс.

  Как правило, сушке древесины на деревообрабатывающих предприятиях отводится второстепенная роль; процесс сушки ошибочно считается несложным, и участок сушки пиломатериалов финансируется по остаточному принципу. К тому же неверное представление о процессе сушки древесины и возможностях сушильных камер часто является причиной неправильного выбора типа сушильной камеры и даже неправильной эксплуатации всего сушильного участка предприятия.
 

  О возможностях сушильных камер и технологии сушки в них, особенно благодаря рекламе, ходят самые разные утверждения. Попытаемся разобраться в наиболее распространенных из них и выяснить, что и насколько соответствует действительности.
 

Миф 1. Металлические сушильные камеры лучше построенных камер
  Построенные сушильные камеры - это камеры, ограждающие конструкции которых (стены, перекрытие) выполнены из различных строительных материалов (кирпич, строительные блоки и др.). Обследование большого количества сушилок показало, что кирпичные стены с монолитными железобетонными перекрытиями сушильных камер, которые давно работают на нормативных режимах сушки, эксплуатируются 50 и более лет без разрушений ограждений. Ограждения металлических сушильных камер из листовой стали, в т. ч. нержавеющей, требуют ремонта через три- четыре года.

  Проектные организации исчисляют амортизацию ограждений металлических сушильных камер сроком 5-10 лет. По их данным, для низкотемпературных режимов стоимость кирпично-бетонных ограждений на 40-60% ниже стоимости утепленных металлических конструкций для ограждений камеры. Долговечность металлических ограждений меньше, чем кирпично-бетонных или сложносоставных. При этом основным достоинством металлических сушильных камер является их быстрая сборка на месте эксплуатации из готовых утепленных панелей заводского изготовления.
 

Миф 2. Естественная сушка лучше камерной сушки древесины
  Преимуществом естественной сушки пиломатериалов почему-то считают более высокое качество высушенной древесины, отсутствие внутренних напряжений в ней, отсутствие температурной нагрузки на древесину. На самом деле это не так. Процесс естественной сушки пиломатериалов неуправляемый и зависит от множества факторов, таких как погодные условия местности, сезонность, направление ветра и т.д.
 

  Основное требование, которое сегодня предъявляется к сушильным камерам,- это обеспечение равномерности просыхания древесины вне зависимости от объема камеры. Также немаловажным является запланированное количество сухой древесины в определенный срок (месяц, год). При естественной сушке, например, до конечной влажности древесины 8% процесс является очень длительным, древесина высыхает неравномерно. Естественную сушку древесины можно рассматривать лишь как технологическую необходимость, например на лесопильных предприятиях сразу после распиловки для первоначальной подсушки пиломатериалов.
 

Миф 3. Основным залогом качественной и экономичной сушки древесины является хорошее сушильное оборудование
  По данным статистики, около 60% успеха хорошей сушки древесины зависит от укладки пиломатериала в сушильной камере, 10% - от организации хранения сырья и околосушильного хозяйства, 20% - от грамотного выбора режима и лишь 10% - от точного его поддержания.

  Таким образом, от самой сушильной камеры зависит от 10 до 30%; остальные 70% и более зависят от квалификации работников - укладчиков штабелей и мастера сушильного цеха. Утверждение, что от сушилки зависит практически все, усиленно поддерживают продавцы оборудования для сушки пиломатериалов, которые, пытаясь влиять на рынок сбыта, преуменьшают главное и раздувают второстепенное.
 

Миф 4. Импортные сушильные камеры лучше отечественных
  Установленное на импортных сушилках программное обеспечение, как правило, рассчитано на древесину, произрастающую в стране производителя камеры. Для использования его в наших условиях потребуется весьма значительная корректировка. При этом ручное управление процессом сушки весьма ограниченно, а изменение режимов пользователем практически невозможно из-за несовпадения терминологии сушки и введения фирмой-изготовителем собственных режимных параметров.
 

  У большинства зарубежных камер корпус имеет недостаточную тепловую изоляцию и механическую прочность несущих конструкций. Отсутствие обводных линий на подаче теплоносителя к калориферам выводит из работы весь блок камер при нарушении работы в одной из них.
 

  Управление процессом сушки с единого компьютера останавливает процесс сушки во всех камерах блока при сбое в программе. Чаще всего восстановить управляющую систему самостоятельно невозможно, необходим вызов специалистов фирмы-изготовителя, что сопоставимо с первоначальной стоимостью всей системы. Для вентиляции штабелей применяются низконапорные вентиляторы небольших диаметров. При глубине по потоку воздуха свыше 5 м и отсутствии реальной возможности экранирования перетока агента сушки помимо штабеля это приводит к значительному снижению скорости агента сушки в штабеле против расчетной и, соответственно, увеличивает продолжительность процесса и неравномерность распределения конечной влажности по объему штабелей. Проблема решается фирмами за счет увеличения времени кондиционирования и установкой большого числа датчиков - измерителей влажности древесины, т. е. за счет снижения производительности камер и увеличения стоимости оборудования.
 

  Большинство производителей сушильных камер используют систему UGL - контроля влажности воздуха. Данный метод измерения основан на том, что существуют материалы, влажность которых зависит от состояния окружающей среды - так называемые гигроскопичные материалы (древесина, целлюлоза и другие). Если такой материал некоторое время выдерживать в неизменных условиях, его влажность будет стремиться к определенной величине, называемой устойчивой влажностью или равновесной влажностью. Эта влажность измеряется теми же методами, что и влажность древесины - кондуктометрическим, диэлектрическим и др. Точность измерения этим методом несколько хуже, чем психрометрическим, что связано с гистерезисом сорбции материала измерительной пластинки (обычно это целлюлоза) и недостаточной точностью измерения влажности пластинки. Для исключения вносимых погрешностей фирмы используют различные приемы, что делает их автоматику, основанную на этом методе измерения, более сложной и, соответственно, более дорогой.
 

  Внешне камеры зарубежных производителей выполнены просто блестяще, оснащены автоматикой на самом высоком уровне; все это подкупает неискушенных потребителей. Иностранным фирмам использование таких камер чрезвычайно выгодно, поскольку эти камеры ориентированы на сушку до транспортной влажности и способствуют увеличению потока пиломатериалов из России.
 

Миф 5. Сушка древесины в вакууме самая качественная и быстрая
  Вакуумная сушка - это сушка в среде с пониженным давлением. Принцип действия камеры основан на снижении температуры кипения воды при снижении давления. В зависимости от способа нагрева пиломатериалов камеры подразделяют на вакуум-диэлектрические, вакуум-конвективные, вакуум-аэродинамические и другие. При вакуумной сушке продолжительность процесса по сравнению с конвективными сушильными камерами сокращается в 3-5 раз на сортиментах большого сечения, а также труднососохнущих пиломатериалах твердолиственных пород. На хвойных и мягколиственных породах нормальной толщины ускорение процесса сушки незначительно. Процесс загрузки-выгрузки этих камер достаточно трудоемок и пока не поддается автоматизации и механизации; отсутствуют четкие обоснованные режимы и технологические рекомендации. Как правило, объем разовой загрузки не превышает 5-10 м3, а стоимость в 4-5 раз выше, чем у традиционных сушильных камер.
 

  Сушка в вакууме происходит в условиях выше точки кипения воды при соответствующем давлении. Это означает продвижение влаги из центра сортимента на поверхность преимущественно в виде паровой смеси, как при высокотемпературной сушке при обычном давлении. Процесс более интенсивный и требует более тщательного и точного соблюдения режима ввиду более высокой вероятности ошибки, которая может привести к порче древесины.
 

  Миф 6. Древесина, высушенная в конденсационной сушилке, очень высокого качества    
  Конденсационные сушильные камеры принципиально не отличаются от обычных сушильных камер и относятся к одному классу - конвективные, камерные, воздушные, т.е. агентом сушки в них служит влажный и нагретый воздух. Традиционная схема сушки такова: часть агента сушки удаляется из камеры через вытяжной канал, под действием разряжения в камеру через приточный канал поступает свежий воздух. Отношение количества воздуха, удаляемого из камеры, к количеству воздуха, циркулирующего в камере (кратность воздухообмена), определяет влажность агента сушки. Схема работы конденсационной камеры состоит в следующем: агент сушки проходит через теплообменники и нагревается, а когда проходит через штабеля - насыщается влагой из древесины и охлаждается.
 

  Далее агент проходит через холодильный агрегат, в котором избыток влаги конденсируется и удаляется из сушильной камеры в жидкой фазе.
 

  В сушильных камерах данного типа, как правило, отсутствуют режимы. Применяется только стабилизация температуры с уровнем не выше 50 °С (чаще всего 40 °С). Это связано с особенностями используемых хладагентов, которые разлагаются при большей температуре.  

  При таком уровне температур не происходит стерилизации древесины - она может поражаться грибками; снижения уровня гигроскопичности не наблюдается - т. е. древесина легко набирает влагу из воздуха и меняет свою влажность.
 

  Таким образом, отличие состоит лишь в способе удаления избытка влаги из камеры и поэтому при равном гидротермическом воздействии на высушиваемый материал продолжительность и качество сушки будут одинаковы в обоих типах сушильных камер. Длительность процесса сушки пиломатериалов из сосны толщиной 50 мм от 60 до 80% при 50 °С составляет 15 суток, а при 40 °С - 21 сутки.
 

  Можно сказать, что конденсационные камеры имеют совершенно определенную нишу - сушка толстых и трудносохнущих сортиментов твердолиственных пород. Кроме того, конденсационные сушильные камеры с большим объемом загрузки (50-100 м3) можно рекомендовать для подсушки пиломатериалов до транспортной влажности. Для массовой сушки до эксплуатационной влажности конденсационные камеры значительно дороже традиционных конвективных и экономически невыгодны.
 

Миф 7. Опубликованные в РТМ (Руководящие технические материалы, основное руководство по камерной сушке пиломатериалов) режимы целиком и полностью должны использоваться для любого предприятия
  Режимы по ГОСТ 19773-84 созданы для сушильных камер, использующих в качестве теплоносителя и расходного материала для системы увлажнения технологический пар. Этим обусловлены соответствующие рекомендации по выбору параметров ступеней начального прогрева, промежуточной и конечной влаготеплообработки, кондиционирования.
 

  В настоящее время технологический пар имеется у очень ограниченного числа предприятий. Рекомендуемые уровни температур реально недостижимы, если использовать в качестве теплоносителя горячую воду. При использовании холодной воды в системе увлажнения высокая степень насыщенности оказалась явно завышенной. Кроме того, созданы варианты режимов для конкретного типа сушильных камер - периодического и непрерывного действия, газовых и высокотемпературных, с прямым и эжекционным побуждением агента сушки. Поэтому предприятия зачастую пользуются режимами, предусмотренными для другого типа сушильных камер. Режимам по ГОСТ 19773-84 необходима адаптация для условий конкретного предприятия.
 

Миф 8. Нет необходимости в обучении персонала сушке и работе с сушильными камерами
  Приобретая сушильную камеру для своего производства, многие руководители не задумываются об обучении персонала работе с ней, считая систему автоматизации процесса полной заменой человеку. На практике получается не совсем ожидаемый от сушильной камеры результат; дело в том, что технология сушки пиломатериалов специфична и обладает нюансами даже при сушке различных пород древесины.
 

  Современные сушильные камеры - это сложный технологический агрегат, требующий для правильной его эксплуатации специальных знаний. Правильная эксплуатация сушильной камеры, в свою очередь, позволяет эффективно использовать энергоресурсы, а от этого зависят общие затраты на сушку. Кроме того, от умелых и правильных действий оператора напрямую зависит и долговечность всех систем сушильной камеры.
 

Источник: Николай Ладейщиков http://derewo.ru