На основании условий эксплуатации определяем Устойчивую влажность древесины с учетом гистерезиса сорбции-десорбции. Другими словами диапазон изменения влажности древесины не приводящий к изменению размеров изделия.

Подробнее об этом можно прочитать в статье "Стабильность - это сколько %? Нам поможет гистерезис".

Точное целевое значение влажности древесины до которой нужно сушить - 6,5%. Так как электроды кондуктометрических датчиков ставятся в зону максимальной влажности в центре толщины доски, то верхний слой имеет влажность ниже центра, около 4,5-5% в зависимости от реальной влажности на конечном этапе сушки. В наших камерах это 4-5%. Заключительной влаго-теплообработки мы не проводим, в этом нет необходимости. Клей ПВА используемый в склейке щита имеет водяную основу, склеиваемые поверхности увлажняются, разогрев производится токами высокой частоты - ТВЧ. Все это ведет к выравниванию влажности по толщине щита. Вырезка дефектов уменьшает длину деталей, что ведет к уменьшению искривления Острожка с двух сторон по 1-1,5мм не ведет к значительной разбалансировке напряжений, а возможные напряжения отдельных ламелей компенсируются в щите. Щит после склейки лежит в пачках, что тоже препятствует короблению и напряжения из упругих переходят в пластические.

На основании вышеизложенного выбираем целевую конечную влажность - 7% ± 1%.

Разброс в абсолютный 1% - это, конечно, высокое требование, вполне хватит и 2%, но при условии занижения среднего значения, т.е. оптимально сушить до 6%+2%, но симметричный разброс привычнее.

1.2 Сравнение существующих режимов

Приведенные данные не отобраны каким-то специальным образом. Я взял те, что были мне доступны в момент разработки режима. Данные на сером фоне посчитаны мной и являются справочными.

1.2.1 ГОСТ 19773-84 Режимы сушки в камерах периодического действия

Таблица 4в

Режимы низкотемпературного процесса сушки пиломатериалов из древесины дуба, граба и ореха. Толщина 22-32мм

Таблица 1.1

Влажность древесины, %	t_с, C	t_м, С	Δt, разница сух/мокр	TG градиент	φ, % влажность воздуха	УВД w_p,%
выше 35	53	50	3	2,2	0,84	16
35-25	56	51	5	2	0,76	12,5
влаготермообработка	64	62	1-2		0,91	17,5
25-20	70	50	20	3,8	0,35	5,2
20-15	70	50	20	3,8	0,35	5,2
менее 15	70	50	20	3,8	0,35	5,2
влаготермообработка стадия 1	78	76	1-2		0,92	16,4
влаготермообработка стадия 2	снижение до 40С со скоростью 5-13С/час

1.2.2 Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки пиломатериалов, 2000 (РТМ-2000)

Дуб 22-32мм, нормальный режим 6-В

Таблица 1.2

Влажность древесины, %	t_с, C	t_м, С	Δt, разница сух/мокр	TG градиент	φ, % влажность воздуха	УВД w_p,%
выше 30	57	53	4	2,1	0,81	14
30-20	66	59	7	1,9	0,70	10,4
влаготермообработка 6 часов	74	72	1,5 - 2			16,7
менее 20	77	54	23	4,3	0,32	4,6
кондиционирование	77					+1% к конечной

Режим 7-Б на одну ступень мягче для повышения качества сушки

Таблица 1.3

Влажность древесины, %	t_с, C	t_м, С	Δt, разница сух/мокр	TG градиент	φ, % влажность воздуха	УВД w_p,%
выше 30	52	49	3	1,9	0,84	15,7
30-20	55	50	5	1,6	0,76	12,5
влаготермообработка 6 часов	74	72	1,5 - 2		0,92	16,7
менее 20	70	49	21	4	0,33	5,0
кондиционирование	70					+1% к конечной

1.2.3 Соколов В.П. Сушка древесины 1968

Дуб 25-30мм, режим 12 для II категории качества. Для I категории качества нужно брать режим на один номер больше, это режим 15.

Таблица 1.4

выше 40	50	47	3	2,5	84	16
Влажность древесины	t_с, C	t_м, С	Δt, разница сух/мокр	TG градиент	φ, % влажность воздуха	РВД w_p,%
40-30	54	50	4	2,1	80	14
30-20	57	49	8	2	63	10
влаготермообработка 9 часов	65					+4% к текущей
20-15	61		11	1,9	52	8
15-10	63		15	1,4	42	7
ниже 10	66		20	1,7	33	6
влаготермообработка

1.2.4 Кречетов И.В. Сушка древесины. 1997

Приводит режимы сушки дуба из Millen J. &Wengert E. Drying eastern hardwood Lumber, USA, Washington, 1978

Дуб 25 - 32мм,

Таблица 1.5

Влажность древесины, %	t_с, C	t_м, С	Δt, разница сух/мокр	TG градиент	φ, % влажность воздуха	РВД w_p,% оригинал	РВД w_p,%
выше 50	43	41,4	1,6		90,7	17,5	19,8
50-40	43	40,8	2,2		87,3	16,2	17,8
40-35	43	40,2	2,8		84,0	13,3	16,2
35-30	43	38,6	4,4		75,7	9,9	13,2
30-25	49	41	8		61,5	5,4	9,7
25-20	54	37	17		34,0	3,0	5,7
20-15	60	35	25		19,6	2,6	3,6
ниже 15	72	44	28		21,0	3,3	3,4
выдержка	78	54	24		30,5	4,4	4,3
кондиционирование	82	76,5	5,5		79,2	11,2	11,1

Приведенные данные вызывают сомнения и вопросы. Точность измерения температуры до десятых градуса ничем не обоснована и видимо получилась в результате перевода единиц измерения. Указанная равновесная влажность древесины РВД, сильно отличается от расчетных значений. Книга Кречетова отличается низким уровнем корректуры, видимо в этом причина этих несоответствий.

1.2.5 Kollmann F, Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe, 1951

На основе режимов Forest Products Laboratory Inc. Madison, USA доработанных в Германии.

Дуб попадает в три! группы древесины 5, 6 и 7. В 7 группе Дуб каменный. Чем выше группа, тем мягче режим. Возьмем группу 5.

Таблица 1.6

Влажность древесины	t_с, C	t_м, С	Δt, разница сух/мокр	TG градиент	φ, % влажность воздуха	РВД w_p,%
выше 60	40	38	2	3,3	88	18
60-50			2			17
50-40			3			16
40-28			4			14
28-25			5			12,5
25-23			6			11,5
23-21			7			10,5
21-19			8			9,5
19-17			10			8,5
17-15			12			7,5
15-13			15			6,5
13-11			18			5,5
менее 11	60	40	20	2,2	30	5

У меня нет оригинала этого режима, и данных по температуре в записях не было.

1.2.7 Lohmann Ulf, Holz Handbuch,7 Auflage, 2010

Дуб 55мм Начальная влажность 70-80%, конечная 8%,

до переходной границы: температура 30С, UGL=18%,

после переходной границы температура 60С, градиент = 1,5-2,0

Приведу эти данные для сравнения температуры, для 25мм режима нет.

Таблица 1.8

Влажность, %	t_с, С	t_м, С	Δt, C	TG градиент	φ,%	РВД w_p,%
Больше 80	30	28	2	-	86	18
80-27	30	28	2	-	86	18
27-20	45	41	4	1,5	77	13,5
20-15	60	53	7	1,5	67	10
15-12	60	43	17	2	41	6
12-10	60	41	19	2	33	5
10-8	60	37	23	2	25	4
8 Кондиционирование, остывание	55	44	11	1	52	8

1.3 Анализ приведенных режимов

Значительный, почти в два раза разброс температуры на начальном этапе - от 30С у Ломанн, до 57С в РТМ-2000 режим 6-В.
Соколов делает первый переход на влажности 40%, американский режим тоже имеет переход на этой влажности (уже второй), но я его рассматриваю с оговорками из-за несоответствия исходных цифр.
РВД на последнем этапе у всех приблизительно одинакова 4-5%.
В ГОСТ и особенно в РТМ крайне мало ступеней, что вызвано упрощением режима для ручной регулировки сушки. В настоящее время это потеряло смысл.
В России не акцентируется внимание на плотности древесины и дуб из Брянска, Курска и Краснодара, например, просто считается дубом. Американские, немецкие, итальянские режимы все указывают, как правило плотность дуба. Плотность изменяется очень значительно, от 590 до 710 кг/м³, что безусловно должно влиять на режим сушки.
Разница в режимах разных источников так велика, что говорить просто о "режиме для сушки дуба" нет смысла. Нужно писать собственный режим с учетом конкретных требований.

1.4 Разработка режима Маркер Дуб 25мм, 630 кг/м³.

Для начала отработки режима сушки принимаем следующий режим:

Таблица 1.9

Влажность, %	t_с, С	t_м, С	Δt, C	TG градиент	φ,%	РВД w_p,%
выше 40	46	43,5	2,5	2,4	86	17
40-32	48	43	5	2	84	16
30	50	46,5	3,5	2	82	15
28	52	48	4	2	80	14
26	54	49	5	2	76	13
24	56	51	5	1,8	76	13
22	58	53	5	1,8	77	12
20	58	52	6	1,8	73	11
18	58	49	9	2	61	9
16	60	48	12	2	55	8
14	60	46	14	2	46	7
12	60	46	14	1,7	46	7
10	60	46	14	1,4	46	7
8	62	46	14	1,3	41	6
7 и ниже	62	42	14	1,2	31	5

Промежуточных влаготермообработок и заключительного кондиционирования не делаем. Остывание в камере при выключенных вентиляторах до 40С в течении 24 часов.

После проведения первых сушек откорректируем режим если это будет необходимо.

1.5 Заключение

Данные заметки не претендуют ни на полноту ни на универсальность, а представляют собой план реальных работ в условиях действующего производства.

Если кому-то, кроме моих коллег, они будут полезны, время потраченное на их размещение не пропало зря.

Если у Вас есть данные по другим режимам или замечания, буду признателен за их предоставление. materiatura@gmail.com

Materiatura

Nice, 03.04.2018

Дополнительная скидка за оформление заказа через интернет-магазин

Разработка режима сушки дубовой доски 25мм

1 Исходные данные для режима сушки дубовой доски 25мм.

1.1 Определение конечной влажности и разброса