Изготовление сушилки для пиломатериалов своими руками. Сушилка для досок: создание и использование сушильной камеры Как сделать вакуумную сушилку для древесины

Все фото из статьи

Сушилка для досок своими руками делается в том случае, если возникает необходимость в обработке большого объема неподготовленной древесины. Конечно, можно сразу приобретать заготовки с оптимальной влажностью, но в этом случае затраты на покупку материала будут весьма высоки. Так что сооружение специального приспособления может оказаться вполне эффективным с экономической точки зрения.

В нашей статье мы расскажем. Как осуществляется высушивание дерева, и приведем рекомендации по самостоятельному обустройству сушильной камеры.

Теоретические аспекты

Влага в дереве

Перед тем как приступать к конструированию сушилки, нам необходимо понять, зачем она нужна. Как следует из названия, подобные устройства предназначены для удаления из древесины излишков жидкости, и здесь стоит уделить внимание теории.

Вся влага в древесине делится на две группы:

свободная — находится в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Содержание свободной влаги в первую очередь определяется условиями, в которых росло дерево, а также условиями хранения спиленных заготовок. При высушивании свободная влага выходит из древесины довольно быстро;
связанная (структурная) – жидкость, входящая в состав клеточных стенок. Для каждой породы дерева в норме характерен свой уровень содержания структурой влаги. При этом удаление связанной жидкости происходит очень медленно, потому в естественных условиях сушка может занимать от нескольких месяцев до нескольких лет.

Как правило, предел насыщения древесины влагой находится на уровне 30%. Дерево с большей влажностью считается сырым и для работы практически никогда не используется.

Показатели влажности для разного материала отличаются:

Зачем необходима сушка

Итак, с самой влагой мы разобрались, теперь давайте проанализируем, зачем нам необходимо снижать ее .

При удалении влаги естественным путем изменяется конфигурация древесных волокон, за счет чего происходит уменьшение размеров доски – она «усыхает».
При этом заготовка теряет влагу неравномерно, потому деформация также может происходить в разных плоскостях с разной скоростью.
За счет этого внутри древесины формируются линии напряжения, которые в дальнейшем дают начало трещинам.

Обратите внимание!
Как правило, доска трескается вдоль волокон, начиная с торца.
Это обусловлено наименее прочными связями между продольными волокнами.

Кроме растрескивания возможна также поперечная деформация доски: деталь либо выгибается дугой, либо за счет неравномерного поднятия краев формируется так называемый «пропеллер». Объясняется такое поведение просто: не все волокна высыхают одновременно, а значит, их длина уменьшается также по-разному.

Как видите, если использовать для постройки сооружений или изготовления различных конструкции древесину с высоким содержанием влаги, со временем отдельные детали могут прийти в негодность. Избежать этого можно одним способом – до начала работы подготовить сырье, высушив его тем или иным способом.

Режимы сушки

Использование сушильных камер позволяет существенно сократить время, которое требуется на подготовку пиломатериалов к работе. При этом, контролируя режим обезвоживания, мы можем управлять эксплуатационными свойствами получаемого материала.
На сегодняшний день специалисты выделяют три режима сушки:

Режим	Особенности
Мягкий	Температура в камере поднимается постепенно, за счет чего сохраняется не только естественная прочность древесины, но и ее цвет. При этом скорость обезвоживания сырья несколько снижается.
Стандартный	Используется для доведения материала до конечной влажности с практически полным сохранением прочности. При этом возможно незначительное изменение оттенка.
Форсированный	Форсированная сушка применяется для максимально быстрой подготовки пиломатериала к работе. После высокотемпературной обработки сохраняется прочность на изгиб, сжатие и растяжение, но может несколько снизиться прочность на раскалывание. Также возможно потемнение древесины и появление характерного запаха.

Создание сушильной камеры

Готовое помещение

Итак, тезис о том, что пиломатериалы необходимо готовить к использованию путем высушивания, мы аргументировали. Теперь давайте разбираться, как сделать сушилку для досок своими руками.

Для начала нам необходимо подобрать помещение, в котором будет происходить процесс сушки:

Поскольку удаление влаги из древесины требует значительных затрат энергии, то площадь сушилки нужно выбирать исходя из планируемых объемов материала .
Оптимальная высота комнаты составляет 2 – 2,5 м (чтобы не нагибаться) . Ширина должна позволять размещение одного либо двух штабелей досок по 1,8 – 2 м с проходом между ними.
Окна в сушилке обязательно закладываем кирпичом . Двери расширяем таким образом, чтобы мы могли беспрепятственно загружать обрабатываемый материал.

Обратите внимание!
Для вентиляции оставляется либо небольшая форточка, либо продух, в который в дальнейшем мы выведем воздуховод.

Если сушка досок планируется в достаточно большом помещении, то желательно сделать в нем отдельную выгородку . Перегородки возводим из кирпича или достаточно толстого бруса, чтобы обеспечить теплоизоляцию.

Постройка сушилки

Впрочем, найти подходящее помещение (чаще всего в этой роли выступает гараж или сарай) получается не всегда.

Именно поэтому будет полезно узнать, как сделать сушилку для досок с нуля:

Под конструкцию закладываем ленточный или столбчатый фундамент. Поскольку масса сооружения будет невелика, то и основание делаем неглубоким.
После того как бетон фундамента высохнет, из алюминиевого или стального оцинкованного профиля собираем каркас. Детали каркаса соединяем с помощью болтов и специальных кронштейнов.

Обратите внимание!
Цена алюминиевых конструкций значительно выше, но при этом они отличаются существенно большей устойчивостью к коррозии в теплой и влажной среде.
Так что использование более дорогих несущих элементов вполне оправдано.

Стенки и кровлю обшиваем стальными листами, которые фиксируем к каркасу саморезами по металлу (с буром). Для максимальной эффективности выполняем двойную обшивку, закладывая между металлическими листами слой минераловатного утеплителя мощностью 100 – 150 мм.

На пол укладываем плотную гидроизоляционную мембрану, которую засыпаем слоем опилок.
Устанавливаем двери, которые должны закрываться как можно плотнее. Для дополнительной герметизации можно усилить дверную коробку брусьями с прикрепленными резиновыми листами.
Как и в случае с использованием уже готового помещения, обязательно обустраиваем вентиляционные продухи для циркуляции воздуха.

После завершения работы проверяем герметичность помещения, при необходимости устраняя дефекты обшивки. Теперь нам осталось оборудовать нашу сушильную камеру.

Обратите внимание!
В закрытой сушилке не должно быть щелей, обеспечивающих поступление неконтролируемых потоков воздуха.
Связано это с тем, что наличие малейшего сквозняка может спровоцировать неравномерную обработку досок, вызвав их растрескивание или деформацию.

Оборудование

Инструкция по обустройству сушилки может быть самой разной, ведь комплектация камеры во многом зависит как от наших запросов, так и от финансовых возможностей.

И все же общую схему сформулировать вполне реально:

Для начала делаем опоры, на которые будет устанавливаться штабель досок. На полу закрепляем , позволяющие приподнять высушиваемый материал примерно на 10-15 см над уровнем пола доля обеспечения циркуляции в нижнем слое воздуха.

Вместо опор можно использовать настенные стеллажи. При этом на несущих поверхностях закрепляем кронштейны из металла, предназначенные для укладки штабелей вдоль стен сушильной камеры.

Обратите внимание!
Этот вариант чаще всего используется при временном переоборудовании под сушилку части хозяйственной постройки.

Далее устанавливаем нагревательный прибор. Это может быть печь, камин, тепловая пушка, тепловентилятор и т.д. – все зависит от ваших предпочтений. Ключевым параметром будет мощность устройства, которая рассчитывается исходя из объема загружаемой древесины: для сушки 1м3 досок необходимо не менее 3 КВт тепловой энергии, соответственно, чем больше сырья нам нужно, тем более мощный аппарат нам потребуется.
Вместе с нагревательными приборами устанавливаем вентиляторы, которые будут обеспечивать движение воздуха. Конечно, можно сэкономить на покупке вентиляционной системы и обойтись естественной вытяжкой, но в этом случае время подготовки досок к работе существенно увеличится, а значит, возрастут и расходы на обогрев камеры.

Вентиляторы и нагревательные приборы располагаем таким образом, чтобы теплый воздух шел поперек воздушного потока. Такая установка позволяет существенно снизить аэродинамическое сопротивление системы, так что сушилка будет работать эффективнее.

Поскольку для функционирования нашей камеры потребуется большое количество электроэнергии, к ней желательно подвести отдельный кабель питания. При этом все используемые агрегаты подключаем к распределительному щитку через УЗО с соответствующими партерами мощности. Такая предосторожность будет не лишней, поскольку дерево, даже не полностью высушенное, способно загореться от малейшей искры, появившейся при замыкании.

Совет!
Также желательно становить автоматическую систему управления температурой и вентиляцией.
Стоит она довольно дорого, но зато ее использование позволяет управлять параметрами внутренней среды сушилки, обеспечивая тем самым максимальное качество обработки дерева.

Использование сушилки

Если сушильная камера была собрана по всем правилам, то пользоваться ею будет достаточно просто. Для этого мы укладываем доски штабелем, прокладывая между рядами бруски толщиной до 20 мм, и загружаем штабель в сушилку.

После этого начинаем изменять температуру, постепенно увеличивая нагрев.

Схем высушивания существует множество, но начинающим мастерам стоит использовать низкотемпературный режим, как обеспечивающий максимальное качество с минимальным риском появления брака:

Нагрев – поднимаем температуру до 45 – 50 0С со скоростью 5 — 70 С в час.
Выдержка – сохраняем 50 0С в течение 5 часов.
Сушка – уменьшаем влажность дерева с 30 до 8%, постепенно увеличивая температуру до 60 0С. Этот этап занимает около 48 часов. Приточная и вытяжная вентиляция включается на половину мощности.
Кондиционирование – температуру поддерживаем на уровне 600С в течение еще 12 часов. Вентиляция при том должна активно работать.
Остывание до температуры окружающей среды с выключенным обогревом и вентиляцией.

В результате мы должны получить доски, пригодные для большинства видов плотницких и столярных работ.

Заключение

Как видите, сушилка для доски своими руками делается довольно просто (но надо признать — с определенными финансовыми затратами). При этом использование этого приспособления позволяет получить большое количество строительного сырья, которое при покупке у производителя обошлось бы значительно дороже.

Для более подробного ознакомления с технологией камерной сушки древесины советуем всем, кого заинтересовала данная тема, изучить видео в этой статье.

Строительная индустрия сегодня переживает активный этап технологического развития, что отражается и на применяемых инструментах, и на методологии выполнения ремонтно-монтажных операций, и, конечно, на материалах. При этом за счет доступности и низкой стоимости по-прежнему сохраняют свою востребованность традиционные материалы, среди которых древесина. Другое дело, что использовать ее в чистом виде нельзя, поскольку даже твердотельные породы уже не соответствуют строительным нормативам в защитных свойствах. Преодолеть этот барьер позволяют специальные операции подготовки, в том числе сушка древесины в сушильных камерах - технология, благодаря которой улучшается целый спектр технико-физических показателей материала.

Технология выполнения сушки в камерах

Принцип сушки в вакуумных камерах базируется на законах испарения и циркуляции воды. То есть главные задачи метода сводятся к обеспечению оптимально быстрого вывода влаги из структуры дерева, но без негативных последствий для эксплуатационных качеств. На выполнение этого процесса и ориентирована рассматриваемая технология. На практике она выполняется с помощью специальных установок, обеспечивающих циркуляцию воды по древесной структуре в направлении от сердцевины к наружной части. Далее производится выведение воды и с поверхности посредством испарения. Но важно понимать, что избавление от влаги - не единственная задача, которую реализует сушка древесины в сушильных камерах. Технология также позволяет устранять физические дефекты, но для этого применяется дополнительное оборудование наподобие прессов. Что касается технической реализации процесса, то он обычно выполняется путем ручной загрузки материала в соответствующую камеру. Далее за счет нагревательных пластин агрегат производит автоматический прогрев на фоне интенсивного испарения.

Особенности метода вакуумной сушки

По сравнению с традиционными сушильными камерами, новые технологии цилиндрической вакуумной сушки позволяют добиваться высокой скорости процесса. Связано это не столько с принципом воздействия на материал, сколько с механикой загрузки и расположением заготовок относительно функциональных пластин. Но и тепловое воздействие имеет свои особенности. Поскольку древесный материал сжимается между пластинами под давлением, обеспечивается высокая интенсивность воздействия на структуру - соответственно, выпаривается большее количество влаги. В части энергопотребления тоже имеет свои отличия вакуумная сушка древесины. Особенности технологии по этому параметру обуславливаются повышением температуры пластин и оптимизацией физического перемещения материала внутри камеры. Поэтому для достижения одинаковых с альтернативными способами сушки результатов такие камеры затрачивают меньше энергии.

Этапы сушки

Автоматизированные камеры позволяют без участия пользователя реализовывать стандартный набор технологических этапов, который выглядит следующим образом:

Прогрев материала. Первичная термическая обработка, в ходе которой структура древесины подготавливается к последующим этапам.
Непосредственно сушка. На этой стадии выполняется комбинированная операция увлажнения-сушки, позволяющая максимально размягчить материал в целях дальнейшего иссушения.
Охлаждение. По сути, это этап кристаллизации структуры, благодаря которому ставшая податливой из-за тепловой обработки древесина вновь обретает оптимальные характеристики твердости.

Как отмечалось выше, все стадии процесса сушки контролирует автоматика, а оператор следит за показателями индикаторов безопасности. Но еще до начала мероприятия от пользователя требуется установка оптимального режима сушки. В частности, он устанавливает давление и температуру, ориентируясь на характеристики материала. К примеру, для хвойных заготовок толщиной 2,5 см требуется давление на уровне 500 кг/м2. Что касается температурного режима, то он в данном случае может составлять 80 °C.

Устройство сушильной камеры

Современные камеры выполняются в форме параллелепипеда или цилиндра. Выходная сторона конструкции снабжается крышкой, через которую и производятся операции загрузки/выгрузки материала. Причем структура крышки включает резиновый лист, фиксированный на металлической раме - это решение позволяет создавать почти идеальный вакуум с повышенной герметизацией. Каждый пласт пиломатериала подкладывается нагревательными пластинами, которые обычно выполняются из теплопроводных сплавов алюминия. Для осуществления перемещений пластины снабжаются роликовыми механизмами. Благодаря движению нагревателей обеспечивается сбалансированная сушка древесины в сушильных камерах. Технология изготовления камер также предусматривает подключение контуров с циркулирующей водой. Бойлеры с жидкостью размещаются отдельно и предусматривают собственный подогрев. Для стабильного поддержания вакуума внутри камеры размещается специальная помпа.

Применение гидравлического пресса

Уже говорилось выше, что в процессе прохождения этапов сушки структура древесины размягчается и становится податливой. Данное состояние именно в рамках сушильного процесса является побочным и избыточным. Собственно, для устранения этих последствий и предусматривается финальный этап охлаждения. Однако размягченную структуру материала можно подвергать воздействию гидравлического пресса, который избавит заготовку от физических дефектов - как минимум обеспечит ее выпрямление. Такие прессы вводятся в общий комплекс мощностей, на которых производится сушка древесины в сушильных камерах. Технология прессования, в свою очередь, устраняет и возможные дефекты, которые были приобретены материалом в камере. Конечная же заготовка будет «правильно» деформирована с теми параметрами, которые нужны для рабочего пиломатериала.

Методы сушки

На данный момент развития технологии выделяют три основных метода вакуумной сушки. Первые два способа уже были рассмотрены - это непосредственно сушка и пресс-вакуумная подготовка материала. Но есть также метод паровой обработки в вакуумной камере. Его актуальность обусловлена возможностью исключения из конструкции камеры нагревательных пластин, поскольку горячий пар охватывает все пространство, не требуя специального направления потоков на отдельные участки заготовок. Данный подход дает немало плюсов, которые обеспечивают паронагревательные методы сушки древесины. Сушильные камеры, например, позволяют выполнять загрузку не только трудоемким ручным способом, но и с помощью вилочных грузчиков.

Какой эффект обеспечивает сушка?

Сама по себе сушка как процесс оптимизации гигроскопического свойства наделяет древесину относительно высокими показателями прочности. Этого уже достаточно для того, чтобы материал соответствовал базовым требованиям строительных регламентов. Но крупные деревообрабатывающие комбинаты используют вышеописанные технологии и способы сушки древесины лишь как подготовительный этап для дальнейшей обработки материала. В частности, для пропиток, которые дополнительно придадут заготовкам качества огнеупорности, влагостойкости, морозоустойчивости и т. д.

Организация сушки своими руками

Для изготовления собственной сушилки доступными средствам в первую очередь потребуется отдельное помещение. По размерам оно может соответствовать небольшой подсобке или хозблоку. Сооружение желательно выполнять из кирпича или бетона, а внутренние поверхности изолировать и утеплить слоями пенопласта с фольгированным покрытием. В итоге получится хоть и не вакуумная, но герметизированная сушилка для досок. Как сделать элементы теплового воздействия? Для этого следует предусмотреть несколько конвекторов или радиаторов - их количество будет определяться конструкционными возможностями помещения и требованиями к самой сушке. Отопительное оборудование и будет обеспечивать эффект испарения. Для большей эффективности можно дополнить функцию термического воздействия вентиляторами.

Заключение

В ходе строительных и ремонтных операций часто возникает вопрос выбора между разными материалами. Ограниченные финансовые возможности нередко исключают металлические сплавы и высокопрочные пластики, оставляя безальтернативный вариант древесины. Но и это решение во многих случаях себя оправдывает по техническим характеристикам, если используется сушильная камера для пиломатериалов. Своими руками без затрат на недешевые радиаторы такую камеру тоже выполнить не получится, но в долгосрочной перспективе ее применения вложения себя оправдают. Как показывает практика эксплуатации конструкций на основе правильно высушенной древесины, материал может даже в суровых условиях служить годами, не утрачивая первичных свойств. Другое дело, что многое будет зависеть и от породы дерева, которое планируется использовать для таких целей.

Сушильные камеры для пиломатериала являются незаменимым оборудованием при производстве заготовок на основе древесины. Прежде чем отправить дерево на обработку, его обязательно следует просушить. В противном случае существенно возрастает риск деформации, ухудшения качества готовой продукции. Сушка выполняется в специальных камерах при определенных условиях. При этом многие собирают камеры сушки своими руками для применения в домашних условиях.

Далеко не каждый точно знает, зачем сушить дерево перед обработкой. Потому расскажем некоторые нюансы данного процесса.

Уже много веков древесина выступает как основной материал при производстве мебели.
Мебель изготавливали из леса, который был срублен несколько лет назад.
В случае использования сырой, непросушенной древесины, доски быстро рассыхаются, покрываются трещинами.
При высыхании дерево сжимается, потому конструкции, возведённые из изначально сырого материала, со временем могут покоситься, утратить прочность, геометрию.
Сырое дерево — это прекрасное место для развития плесени.
Одновременно с этим чрезмерно пересушенный стройматериал также плох, поскольку такой материал активно впитывает влагу, увеличивается в объеме из-за разбухания. Потому к мебели, прочими конструкциями происходит эффект, обратный высыханию.

Сушка осуществляется в сушильных камерах. При этом на поверхность пиломатериала подается пар или горячий воздух. Этот процесс занимает длительное время и обходится достаточно дорого производителю. Во многом из-за этого мебель, изготовленная на основе натуральной древесины, значительно дороже МДФ, ДСП и пр.

Применение сушильных камер позволяет получить следующие свойства пиломатериала:

Повышенная прочность;
Защита от вероятности изменения форм;
Сохранность первичных размеров при применении;
Увеличенный срок службы и пр.

Задача сушильных камер — повысить качественные характеристики пиломатериала. Потому сушка — это обязательный этап обработки древесины.

Особенности процесса

Для сушки пиломатериалов могут использоваться различные режимы. В собранных своими руками камерах повышение температуры происходит поэтапно, что позволяет постепенно выводить из материала лишнюю влагу.

Режим и особенности сушильного процесса в камерах определяются с учетом анализа следующих параметров:

Порода высушиваемой древесины;
Размеры материалов;
Начальный показатель влажности;
Показатель влажности, которого следует достичь;
Конструктивные и технологичные особенности сушильных камер, применяемых для обработки;
Категория качества обрабатываемого пиломатериала.

Виды сушки

Высушивание своими руками древесины внутри камеры бывает двух видов:

Низкотемпературная;
Высокотемпературная.

Высокотемпературный процесс обработки выполняется в два этапа. Переход ко второй стадии наступает, когда влажность заготовки снижается до 20 процентов. Данная технология актуальна при применении древесины в качестве материалов для возведения второстепенных конструкций.

Низкотемпературный режим делится на три категории.

Мягкая сушка. Здесь пиломатериалы сохраняют свои характеристики, свойства. Потому изменений цвета или параметров прочности изделия не наблюдается.
Нормальная сушка. Цвет может меняться, но незначительно. Параметры прочности несколько снижаются.
Форсированная сушка. Выполняя раскалывание или скалывание сырья, высушенного в форсированном режиме, оно может становиться хрупким. Также меняется цвет, древесина становится темной.

Источники тепла

Сушильные камеры могут использовать разные источники тепла, задача которых заключается в достижении нужного уровня влажности пиломатериала.

Выделяют следующие тепловые источники:

Подогретый пал;
Лучистые излучатели;
Подогретые стеллажи;
Электрический ток;
Высокочастотное электромагнитное поле.

Конструктивная камера обязательно включает три компонента:

Система вентиляции и вытяжки;
Теплосберегательный узел;
Система увлажнения.

Сушилки

Сушилки отличаются между собой способами движения воздуха внутри камеры. На основе этого параметра выделяют следующие разновидности:

Системы с естественным перемещением воздуха;
Сушильные системы, где используется принудительный принцип воздухообмена.

Построить своими руками проще систему, где используется естественный воздухообмен. При этом показатели ее эффективности значительно уступают принудительной циркуляции воздуха. По этой причине все реже встречаются камеры естественного типа.

Сушилки различают по принципу их действия. Это одна из основных характеристик, на которую следует обращать внимание при выборе сушильного оборудования или проектировании сушильной камеры для ее строительства своими руками.

Конвективные камеры. Внутри них пиломатериалы обдуваются за счет потоков горячего воздуха. Передача тепла осуществляется конвекционным методом. Такие сушилки делятся на камерные и туннельные. Туннельная камера предполагает загрузку древесины с одного конца и ее выгрузку с другого. Постепенно, перемещаясь на сушилке, материал приобретает необходимые характеристики и параметры влажности. Цикл сушки в туннельных камерах составляет 4-12 часов, применяются на крупных лесопильных производствах. Камерный тип сушилок отличается компактностью, внутри них поддерживается равномерный микроклимат по всему объему камеры. Подобные конструкции позволяют достичь нужных характеристик пиломатериалам различного типа. Это привело к тому, что подавляющее большинство производств, которые занимаются работой с древесиной, применяют именно камерное оборудование.
Конденсационные камеры. Здесь влага, которая выделяется из пиломатериалов, оседает на охладителе, после чего накапливается внутри специальной емкости и выводится наружу. Подобные сушильные устройства отличаются повышенным коэффициентом полезного действия. Одновременно с этим процесс подготовки древесины занимает достаточно много времени и наблюдаются внушительные тепловые потери. Лучше всего конденсационная технология показывает себя при подготовке небольших партий древесины, которая отличается повышенной твердостью. Стоимость самого оборудования и себестоимость эксплуатации конденсационных камер делает его предпочтительнее по сравнению с конвективными агрегатами.

Выбор оборудования для сушки древесины — вопрос достаточно серьезный, требующий детального изучения технических характеристик самих камер и особенностей процесса подготовки пиломатериалов к их дальнейшей обработке. Потому при возникновении вопросов рекомендуем посоветоваться со специалистами.

Иногда изготовление сушилки своими руками предпочтительнее покупки заводского оборудования. Но если вы решите собрать устройство своими руками, четко придерживайтесь технологии изготовления. Нарушение рекомендаций может повлечь за собой неприятные последствия для древесины и вложенных в изготовление оборудования средств.

От правильно выполненного процесса просушивания древесного материала напрямую будет зависеть качество производимой продукции из данного материала. Вакуумная сушка древесины своими руками позволяет значительно сэкономить временные отрезки, затраченные на просушку древесного сырья.

При таком методе высыхания древесины в значительной мере исключаются возможности разнообразного деформирования высушиваемого дерева.

Процесс просушивания дерева в вакуумной среде имеет свои положительные стороны:

значительное ускорение процессов высыхания древесного сырья;
меньшие денежные расходы на затрачиваемую энергию;
более равномерные методы просушивания древесины.

Данное оборудование является довольно простым по своему управлению, не требует особой подготовки персонала.

Мини вакуумная сушилка

Вакуумный способ высушивания обладает также некоторыми отрицательными параметрами:

большие габаритные размеры самого оборудования;
нет способов по управлению для просушки разных пород древесины;
характерно для больших производств.

Как построить вакуумную сушилку своими руками?

В большинстве случаев, начинающие бизнесмены не обладают достаточной суммой для приобретения заводской установки по вакуумному методу сушки, поэтому подробнее рассмотрим такой вариант, как вакуумная сушка древесины своими руками.

Для обустройства самодельных вакуумных сушилок для дерева необходимо наличие подходящего помещения, а также наличие какого-либо контейнера.

Необходимо обустроить его герметичное закрывание. Либо можно выстроить данную сушилку с применением железобетонных конструкций: при этом варианте одну из стен выполняют из дерева.

Следует произвести тепловую изоляцию самой камеры - для этого можно воспользоваться разнообразными видами минеральных ват, либо использовать обычный пенопласт. Также следует обтянуть утеплитель специальной пленкой, которая будет способствовать отражению тепловых потоков внутрь камеры.

В качестве нагревательных элементов следует воспользоваться радиаторами для отопления - при этом, данные радиаторы должны прогревать воду до семидесяти градусов. Необходима будет установка вентилятора достаточной мощности: данный элемент способствует более правильному потоку воздушных масс внутри камеры.

Самодельная вакуумная сушилка

Для нагревания водной массы используется бойлер, от которого, при помощи водяного насоса, вода будет подаваться к нагревательным элементам. Кроме того, будет необходимо вмонтировать аппарат для создания вакуумной среды. Также будут нужны датчики по контролю за режимами влажности.

Управляющая этим оборудованием система выносится за пределы самой камеры - обычно, делается какой-нибудь отдельный тамбур. Загружать и выгружать материал для просушки можно либо вручную, либо с применением погрузчика.

Следует произвести регулировку температурного режима таким образом, чтобы изменения данного параметра происходили плавными темпами.

Особенности самодельной камеры для вакуумного метода просушки

При постройке данного оборудования своими силами требуется создание внутри камеры специальных технологических параметров. При сушке в самодельной камере, время просушки может занимать более двух недель.

Загружаемые в камеру материалы следует обрабатывать специальными растворами, включающими мел и олифу.

При строительстве самодельной вакуумной установки следует тщательным образом соблюсти противопожарные параметры, иначе можно столкнуться с непоправимыми последствиями.

19 февраля 2017

В среде российских специалистов по деревообработке довольно давно обсуждается способ сушки пиломатериалов в вакууме. Интерес к проблеме возник после появления сообщений в СМИ об установках итальянского производства, а затем и продукции фирмы WDE Maspell на нашем рынке. Через некоторое время выпуск аналогичных сушильных камер освоили и ряд отечественных компаний: «Энергия-Ставрополь», «МВ-Импульс» и др.

Повышенное внимание к подобным установкам объясняется тем, что их производители анонсируют сушку пиломатериала в небывало короткие сроки: в течение 1-4 суток в зависимости от породы древесины и толщины пиломатериалов - и при этом гарантируют высокое качество получаемых досок или заготовок. Такие сроки сушки вызвали недоверие у тех, кто не имел возможности на практике проверить качество продукции, высушенной в подобных камерах. Развеять эти сомнения не позволяет крайне скудная информация производителей оборудования для вакуумной сушки о сути процесса. Попытаемся разобраться.

Сушка пиломатериалов при пониженном давлении (обычно р абс = 0,15-0,4 бар абсолютного давления или р разр = 0,85–0,6 бар разрежения, чему соответствует температура насыщения t нас = 54,0–75,9 °С) относится к т. н. высокотемпературному процессу сушки. Такой тип процесса имеет место в случае, когда температура древесины t др превышает температуру насыщения t нас водяного пара при заданном давлении. Протекание высокотемпературного процесса сушки отличается большей интенсивностью по сравнению с низкотемпературным процессом, когда температура древесины ниже температуры насыщения (t нас = t кип, t кип - температура кипения). Скорость бездефектной вакуумной сушки в сравнении с нормативным ГО СТовским режимом конвективной камерной сушки выше в 4–5 раз. Так, например, для группы твердолиственных пород (бука, клёна, ясеня, вяза и др.) нормативное время сушки для низкотемпературного конвективного режима при толщине доски 50 мм составляет 12–14 суток, время же сушки в пресс-вакуумных установках для этих же сортиментов - трёх–четырёх суток. Процесс высокотемпературной сушки описан в отечественной литературе еще в 1957 году. Ниже приведена информация по древесиноведению и из теории высокотемпературного процесса сушки.

«Вода может находиться в двух основных структурных элементах древесины: в полостях клеток и сосудов - свободная влага, а в стенках клеточных оболочек - гигроскопическая, или связанная влага. При сушке влажной древесины в первую очередь в пределах клетки полностью удаляется свободная влага и лишь затем, ниже предела гигроскопичности (w пг), одновременно являющегося пределом усушки, начинает испаряться из её оболочки связанная. При уменьшении содержания в древесине связанной влаги древесина усыхает».

«Рассмотрим случай сушки сырой (w н > w пг) древесины в форме неограниченной пластины в газовой среде с температурой t с > 100 °C. На некотором промежуточном этапе процесса из наружных зон пластины толщиной Х удалена вся свободная влага. Влажность этих зон изменяется от равновесной на поверхности до предела насыщения внутри и имеет некоторое среднее значение wпер. Внутренняя зона толщиной (S – 2x) на этом этапе остаётся сырой, её влажность близка к начальной. Температура внутренней зоны поддерживается на уровне точки кипения воды t кип, а в поверхностных зонах и пограничном слое постепенно повышается до t с. На границе зон происходит выпаривание свободной влаги, за счёт чего эта граница постепенно заглубляется».

Объяснить возможность сохранения безупречного качества сушки при столь значительной интенсивности высокотемпературного (даже необязательно с использованием вакуума) процесса можно, учитывая тот факт, что при достижении температуры насыщения t нас сначала на поверхности, а затем и в толще пиломатериала происходит интенсивное испарение свободной воды (псевдокипение) и продвижение образовавшегося водяного пара наружу. В зоне псевдокипения у паровой среды относительная влажность φ пар = 100%, а влажность древесины w стремится к равновесной влажности w р = 10,6 (φ/100) (3,27-0,015t), %, соответствующей пределу гигроскопичности w р = w пг (w пг = 26,1% при t = 54 °С и w пг = 22,6% при t = 75,9 °С). Влажность w п г, %, является функцией только температуры: w пг = (34,66-0,159t) - и характеризуется тем, что является границей, ниже которой свободной влаги нет ни в полостях, ни в стенках клеток древесины. При условии w

Первое заключается в том, что пиломатериал загружается в камеру послойно с плоскими нагревателями - греющими пластинами, чем обеспечивается равномерная и интенсивная теплопередача.

Второе условие: температура поверхности нагревателей должна превышать температуру насыщения (кипения) при созданном в установке давлении (разрежении) по определению.

Третье условие (не являющееся обязательным для атмосферных установок): в полости камеры создаётся пониженное - относительно атмосферного - давление. Если верхняя крышка камеры выполнена в виде гибкой мембраны (обычно из силиконовой резины), то за счёт разности значений давления создаётся прижимающее усилие между слоями пиломатериала и нагревателями, передаваемое послойно на металлическую конструкцию днища камеры. Это прижимающее усилие обеспечивает идеально плоскую форму досок и плотное прилегание поверхности пиломатериалов к нагревателям, что очень важно в случае, если теплопередача между ними осуществляется кондуктивным способом. При этом варианте необходима точная калибровка по толщине пиломатериала для исключения неплотности прилегания досок к нагревателям.

Чтобы обеспечить равномерность теплопередачи от нагревателей к поверхности досок без их калибровки, разумно организовать нагрев тепловым излучением через небольшой зазор между плоскостью нагревателей и пиломатериалом, специально созданный за счёт специальных выступов греющих пластин (такие выступы есть, например, в установках, которые выпускает компания «Энергия-Ставрополь»). Теплопередача излучением в плоском зазоре не зависит от его величины и от неизбежного разбега пиломатериала по толщине.

Как было сказано выше, вакуумирование для высокотемпературного процесса сушки не является обязательным условием, однако у пресс-вакуумных сушильных камер есть несомненные плюсы, например, возможность понижения давления, а, следовательно, температуры насыщения. Во-первых, снижение температуры процесса способствует уменьшению тепловых потерь в установке и минимизации изменения цвета древесины при сушке. Во-вторых, использование мембранного пресса помогает добиться идеального фиксирования плоскости высушиваемых досок и заготовок. В-третьих, плотный прижим слоёв нагревателей и слоёв пиломатериала обеспечивает равномерность теплопередачи в процессе сушки.

Для сушки толстых сортиментов трудносохнущих пород (например, дуба) применяются специальные режимы на стадиях влажности древесины выше и ниже предела гигроскопичности. Применение этих режимов обеспечивает бездефектную сушку 50-миллиметрового дубового сортимента в течение 6-8 суток.

Процесс пресс-вакуумной сушки древесины реализуется в установках с разовой загрузкой от 0,5 до 10 м 3 , обеспечивая для доски толщиной 50 мм твердолиственных пород (при сушке в течение четырёх суток) семь с половиной оборотов камеры (циклов сушки) в месяц, а в случае сушки пиломатериалов хвойных пород (при сушке в течение двух суток) - 15 оборотов камеры, для доски толщиной 30 мм твердолиственных пород (при сушке в течение двух суток) - 15 оборотов, хвойных пород (при сушке в течение суток) - 30 оборотов камеры в месяц.

Вода, испаряющаяся из древесины (около 250 л на 1 м 3 пиломатериала), конденсируется на металлических стенках камеры, а также в теплообменнике-конденсаторе (если таковой предусмотрен конструкцией). Конденсат сливается в канализацию.

Коротко о некоторых особенностях конструктивного исполнения установок для пресс-вакуумной сушки древесины «Энергия» (производитель - ООО «Энергия-Ставрополь», Россия), а также WDE Maspell (производитель - компания WDE Maspell srl, Италия). В этих установках применяются водяные плоские нагреватели. В камерах других производителей, например, ООО «МВ-Импульс» и ООО «Вояджер-Восток» (обе компании находятся в Уфе), применяются нагреватели с электрическими омическими греющими элементами. Камеры фирмы WDE Maspell комплектуются электрическими водяными котлами, а конструкция камер компаний «Энергия-Ставрополь» позволяет использовать в качестве источников нагрева как электрические, так и газовые водонагревательные котлы.

Соотношение стоимости 1 МДж тепловой энергии, полученной при использовании электроэнергии, пропана и природного газа, составляет сейчас 15:7:1 соответственно, поэтому выгоднее всего для сушки древесины использовать котлы, работающие на природном газе. Понятно, что качество высушенного пиломатериала не зависит от вида используемого энергоносителя, а определяется технологическими режимами сушки и корректной работой автоматики.

Текст: Сергей Бондарь