Начальный прогрев при сушке древесины

12.04.2018

1  Для чего нужен начальный прогрев древесины

1. Начальный прогрев ведет к выравниванию влажности по толщине материала и выравниванию поверхностной влажности различных досок. Параметры режима сушки будут соответствовать большей части досок.

2. Как следствие п.1 происходит снятие напряжений в древесине (упругие напряжения переходят в пластические деформации), что уменьшает риск растрескивания верхних слоев. (Но является основой проблем в заключительной фазе сушки).

3. Температура выше 45-50С убивает грибок ведущий к посинению зараженных хвойных материалов, это особенно актуально летом.

4. При интенсивном начальном прогреве общее время сушки снижается.

5. При сушке зимой обледенелых досок, оттаивание льда приводит к одновременному началу сушки для всех досок.

2  До какой температуры проводить начальный прогрев

1. Камеру перед закладкой материала желательно прогреть, это позволит избежать конденсации влаги на поверхности камеры, особенно - на полу и внизу стен.

2. Все руководства рекомендуют прогревать до температуры выше температуры начала сушки на 3-5С. Т.е. если вы начинаете сушку при 60С, то прогревать нужно до 63-65С. Убедительных объяснений этому превышению не приводится, я прогреваю до температуры начала сушки, без превышения. Если быть точным, то нужно различать температуру до которой нужно прогревать древесину (близка к Тмокрого) и температуру агента (Тсухого), при высокой влажности агента они очень близки, с уменьшением влажности действительно появится разница между целевой температурой прогрева и температурой агента.

3. Многие породы древесины подвержены поражению грибком который развивается при температурах от 10 до 45-50С, поэтому прогревать хвойные породы нужно выше чем 50С и быстрое прохождение этого диапазона уменьшает риск развития "синевы".

4. "Воздействие на древесину температуры ниже 60С независимо от длительности обработки практически не снижает ее эксплуатационной прочности. Воздействие более высоких температур начинает сказываться, если продолжительность обработки превышает при т=80С 40-50 часов, при т=100С 4-5 часов, при т=120С 2-3 часа. При прочих равных условиях снижение эксплуатационной прочности влажной древесины больше, чем сухой." Серговский1987, 38.

   Тут нужно заметить, что для разных пород влияние температуры различно. По собственному опыту воздействие Т=70С в течении более 200часов (цикл сушки) на сосну и ель значительно отражается на качестве острожки сучков и сколах при торцевом резе.

    

5. Температурные деформации не могут вызвать в древесине напряжений нарушающих ее целостность. Растрескивание древесины при резких перепадах температур вызвано перепадом влажности.

   "По расчетам Т. В. Огарковой, изменение изменение температуры древесины на 35С вызывает такую же деформацию, как изменение ее влажности всего на 1%" Чудинов1968,44.

3  С какой скоростью нужно прогревать

1. Скорость прогрева нужно делать максимально возможной. На практике, не получается прогревать быстрее чем 1 час на 1см толщины, т.е доска 50мм прогревается около 5 часов.

Соколов1968, 225 приводит такие данные: 1-1,5ч летом, 1,5-2ч зимой на каждый сантиметр толщины.

2. Скорость прогрева является приоритетом, шибера воздухообмена должны быть закрыты.

3. Для увеличения скорости прогрева, если влажность агента падает ниже установленного значения, необходимо включать систему увлажнения. При отсутствии системы увлажнения нагрев необходимо останавливать при падении влажности агента ниже установленного значения.

4. Нельзя допускать резкого падения температуры в камере во время прогрева! В этом случае верхние слои начнут испарять влагу даже при 100% влажности в камере. В результате чего велик риск растрескивания верхних слоев.

5. Следует учитывать, что все книги советских авторов писались во время повсеместного использования перегретого пара для теплоснабжения камер. Температура пара значительно выше температуры воды используемой сейчас в качестве теплоносителя. Тепловая отдача паровых калориферов как правило, тогда была выше чем водяных сейчас, к тому же подавали перегретый пар непосредственно в камеру через систему увлажнения - это позволяло с самого начала поддерживать температуру агента высокой. Дефицит тепла ведет к замедленному прогреву и невозможности с самого начала прогрева поддерживать температуру агента равному целевой температуре прогрева.

4  Какую влажность агента нужно поддерживать при прогреве

1. О необходимой влажности агента во время прогрева данные разных авторов противоречивы, от "древесина не должна сохнуть" и "древесина не должна менять влажность" до "влажность должна быть максимальной, до 100%".

2. На практике, держать влажность агента значительно выше чем соответствующая равновесная влажность древесины (РВД) в начале сушки +1-2% нет необходимости. Эти 1-2% обеспечивают сохранность верхних слоев, увлажнение пересушенных участков и при этом испарение с влажных участков низкое и быстро сходит на нет при материалах высокой начальной влажности. Т.е. если предполагается начинать сушку при РВД=14%, то прогревать необходимо влажности агента не ниже соответствующей РВД=15-16%.

   При меньшей влажности, верхние слои досок начнут сохнуть, в этом три минуса - возможна слишком жесткая сушка и как следствие риск трещин, энергия необходимая для прогрева тратится на испарение, выравнивание влажности происходит медленнее.

   При большей влажности минус в том, что происходит излишнее увлажнение верхних слоев, что приводит к увеличению срока сушки. В случае материала низкой влажности (меньше 25%) нагрев при влажности близкой к 100% (РВД=30%) увлажняются верхние слои и как следствие увеличиваются внутренние напряжения вплоть до появления внутренних трещин.

3. Прогрев и начало сушки - самые опасные фазы с точки зрения развития поверхностных трещин. Если вы не уверены в системе управления, подаче тепла, работе теплогенератора, то лучше подстраховаться и прогревать на более высокой влажности агента.

4. Теоретически, при прогреве с высокой влажностью, прогрев пройдет быстрее. По двум причинам: отсутствие испарения, дополнительное выделение теплоты адсорбции при увлажнении древесины. Но в дальнейшем, все равно придется потратить эту дополнительную теплоту адсорбции на испарение, а небольшое испарение хоть и замедляет прогрев, но уменьшает время сушки. Я в результате своих сушек, остановился на прогреве при не высокой влажности, к тому же плавное понижение влажности мне представляется оптимальным с точки зрения возникающих напряжений.

5  Заключение

Все вышесказанное имеет смысл только при правильно установленных и исправных камерах. Плохое утепление, мостики холода, негерметичные шибера, низкая скорость агента, неравномерный обдув штабелей, паразитные обходы агента, вода на полу камеры и прочее, значительно ухудшают условия прогрева и сушки.

Отдельно нужно обратить внимание на устойчивость теплоснабжения. Недостаток тепла при стабильном, хоть и низком уровне, предпочтительней резким перепадам температуры теплоносителя. Резкое снижение температуры в камере может привести к браку на любом этапе сушки, включая прогрев.

Эти записки основаны на личном опыте, подходите к ним критически. Я не настаиваю на их безусловной правоте.

Библиография

1. Огаркова Т.В. Температурные деформации древесины при нагревании. - "Деревообрабатывающая промышленность", №5, 1956.

   Если у кого-то есть копия этой статьи, буду признателен, если вышлете мне копию.

2. Чудинов Б.С. Теория тепловой обработки древесины. - Наука, 1968.

3. Соколов_В.П._Сушка_древесины1968

4. Кречетов И.В. Сушка древесины1997

5. Серговский_П.С._Гидротермическая обработка и консервирование древесины1987

6. Шубин_Г.С._Сушка и тепловая обработка древесины.1990

   materiatura@gmail.com