Новости:







13.03.2007 00:00    Версия для печати

Наиболее экономичный способ начать сушку древесины.

Предлагаем вашему вниманию научно-практическую информацию о солнечной сушке из польского журнала "Suszarki do drewna". Возможно, эта технология заинтересует вас своей простотой и экономичностью, как она в свое время заинтересовала нас.

Естественная сушка на открытом воздухе
Сухая древесина складируется на открытом месте или под навесом. Источником энергии, необходимой для удаления влаги из древесины, являются солнце и ветер. Интенсивность процесса сушки, а также конечная влажность древесины зависят от текущих погодных условий и, следовательно, изменяются во времени. Типичные для средней части Европы изменения температуры и влажности воздуха на протяжении года, а также соответствующие им кривые равновесной влажности древесины показаны на рисунке 1.

 


Из рисунка видно, что в летние месяцы теоретически можно высушить пиломатериал до 12-13% влажности. В действительности влажность древесины в штабеле на несколько процентов выше, так как влажность внутри древесины достигает равновесной влажности с некоторой задержкой. В осенне-зимнее время конечная влажность древесины гораздо выше. Возможности влияния на протекание процесса сушки весьма ограничены и сводятся только к способу укладывания досок, а также установки штабеля на площадке. В зависимости от типа и толщины древесины естественная сушка продолжается от 3-х месяцев до 3-х лет. Огромное значение имеет месяц, когда был выставлен штабель. Во время исследований, проведенных в 70-е годы на Хайновских деревообрабатывающих предприятиях, свежие дубовые доски, уложенные в штабели в июле, сохли до влажности около 20% в течение 15-18 дней, а такие же доски, уложенные в октябре, достигали данного уровня влажности только через 220-240 дней. При равномерном укладывании в течение года, большинство досок (около 54%) достигала желаемого уровня конечной влажности в мае. Таким образом, существует проблема обеспечения непрерывности производства.
Зависимость времени сушки хвойного пиломатериала толщиной 20-30 мм от времени года в условиях Санкт-Петербурга показана на рисунке 2.

 


Естественная сушка требует наличия больших производственных запасов, а также площадки большого размера.
Несомненным преимуществом этого способа сушки является высокое качество продукции. Согласно немецким данным, немногочисленные повреждения появляются только в случае чрезвычайно интенсивного солнечного излучения или действия горного ветра в начальный период сушки

Сушка древесины в солнечных сушильных камерах в Канаде
Возможность использования энергии солнечных лучей для сушки древесины была подтверждена экспериментально сначала в странах с тропическим климатом (Пуэрто Рико, Индия, Тайвань, Уганда, Филиппины, Гана, Пакистан), позже - в зоне умеренного климата. В 1977-1979 гг. были проведены эксперименты по солнечной сушке древесины в канадской провинции Онтарио (географическая широта 48о).
Исследования показали преимущество солнечной сушки по сравнению с естественной сушкой с точки зрения скорости и качества, а также конечной влажности древесины. Выявлено, что самым благоприятным периодом для солнечной сушки в данной климатической зоне является лето. Однако, древесина, которая сушилась зимой, содержала меньше дефектов. Канадские эксперименты доказали, что солнечная сушка древесины возможна в географических широтах, близких к российским.
В 1978 г. были проведены опыты по сушке досок в экспериментальной солнечной сушилке с воздушной системой, которая была установлена на географической широте 48о. На рисунке 3 представлены одновременно солнечная сушка и естественная сушка в одинаковых погодных условиях. Солнечная сушильная камера и штабель древесины под открытым навесом для естественной сушки находились рядом. Сушилась еловая доска толщиной 40 мм, шириной 90 мм и длиной 4 м. Из рисунка видно, что первые две недели (с 11 мая по 20 июня 1978 г.) солнечная сушка протекала медленнее по сравнению с естественной. Возможно, это происходило потому, что вентиляторы в солнечной сушильной камере работали только в течение дня, средняя скорость воздуха между досками штабеля во время работы вентиляторов составляла 0,2-0,3 м/с, а средняя скорость ветра в этот период была 0,6 м/с, и контрольный штабель вентилировался в течение полных суток. 

 

Когда влажность древесины достигла уровня ниже влажности насыщения волокон (около 28%), скорость естественной сушки уменьшалась по мере сушки древесины, однако процесс солнечной сушки шел значительно быстрей (так же, как и в традиционной сушильной камере). Снижение скорости солнечной сушки наблюдалось при меньшей влажности древесины, чем при естественной сушке. Таким образом, в солнечной сушильной камере получена конечная влажность 8,2%, а в контрольном штабеле - 16,7%. Похожие результаты получены и в других опытах, проведенных в той же самой сушильной камере. Только во время сушки в зимний период были получены несколько большие показатели конченой влажности (13-18% в солнечной сушильной камере и 20-25% в контрольном штабеле).
При достижении влажности древесины 30%, время солнечной сушки не отличалось от времени сушки на открытом воздухе. Однако, в пределах влажности 30-20% солнечная сушка протекала в два раза быстрее. Авторы опытов предлагают производить солнечную сушку до среднего показателя влажности 30%, а уже потом досушивать материал в традиционной сушильной камере. В зимний период, с учетом некоторых проблем в работе солнечной сушильной камеры, обосновано использование в ней небольших устройств для обогрева или устройств по осушению воздуха (как в конденсационных камерах). Опыты также показали, что работа вентиляторов должна производиться только на протяжении дня, а доступ воздуха может оставаться постоянно открытым.

Результаты исследований из Польши и Чехо-Словакии
Представленные результаты послужили импульсом к проведению подобных исследований в Польше. Попытка сушки сосновых досок (толщина 32 мм, ширина 200 мм, длина 4 м) с начальной влажностью 15% до уровня влажности 8,4% в сушильных камерах летом дала такие же результаты, как и те, что были получены в Горной Баварии, т.е. подтвердила полезность метода солнечной сушки в польских климатических условиях.
Экспериментальная солнечная сушильная камера для древесины была также сконструирована в Чехо-Словакии. При размерах камеры 7 м3 был установлен солнечный коллектор площадью около 29 м2 с углом наклона в 45о. Проведенные эксперименты показали возможность солнечной сушки в этих климатических условиях, особенно сушки толстой доски лиственных пород.
На рис. 4 представлен процесс солнечной и естественной сушки (без вентиляции штабеля). В первые дни солнечная сушка протекала значительно быстрее. Затем обе кривые изменений влажности древесины во времени становятся практически одинаковыми, однако влажность штабеля в солнечной сушильной камере меньше по значению. Конечная влажность, полученная при естественной сушке, была достигнута в сушильной камере уже после 1/3 времени протекания естественной сушки. 

 


Три варианта солнечных сушилок

На основе этих экспериментов, было предложено три варианта использования сушильной камеры с традиционным и солнечным обогревом:
  - производить предварительную сушку досок исключительно солнечной энергией до уровня влажности насыщения волокон, а затем дальнейшую традиционную сушку;
  - производить предварительную сушку при одновременном солнечном и традиционном обогреве, а затем только традиционную сушку;
  - при неблагоприятных атмосферных условиях использовать исключительно традиционную сушку.

Конденсационно-солнечная камера
В следующей серии опытов солнечная сушильная камера была оборудована дополнительным конденсационным агрегатом, т.е. камера была конденсационно-солнечной. В такой камере влажность древесины снизилась со 100% до 7% в период от 6 до 18 дней в зависимости от времени года (рис. 5). 

 

В сравнении с солнечной сушкой (без конденсационного устройства) наблюдалось уменьшение времени сушки, особенно зимой (рис. 6), при одновременном снижении энергопотребления.

 

Можно утверждать, что комбинация конденсационно-солнечной сушки дает лучшие результаты, чем каждый из этих способов, применяемый отдельно. Это объясняется так: наступает быстрое прогревание камеры и мокрого пиломатериала, уменьшается потребление энергии при сокращении времени сушки, а зависимость условий сушки от погодных условий пропадает. 

Окупаемость солнечной сушки
Солнечная сушка древесины - один из нескольких возможных вариантов сушки в низкотемпературных камерах. С учетом времени сушки (и производительности процесса), а также конечной влажности древесины, солнечная сушка представляет собой промежуточный процесс между естественной сушкой (на открытом воздухе), а также сушкой в вентилируемых штабелях, и традиционной сушкой в средне- и высокотемпературных сушильных камерах. Расходы по солнечной сушке могут быть гораздо больше, нежели расходы по естественной сушке (и даже сушке в вентилируемом штабеле), но дешевле, чем традиционная сушка.
Окупаемость солнечной сушки зависит от инвестиционных затрат, а также стоимости используемой энергии. Ее можно достигнуть в случае использования не слишком сложных конструкций солнечной сушильной камеры.

 

Цикличность процесса 
Процесс сушки древесины в солнечных сушилках, в общем, протекает медленнее и мягче по сравнению с традиционными сушильными камерами. Это позволяет получить пиломатериалы лучшего качества и уменьшить количество брака. Кроме того, в случае нехватки дополнительных источников тепла, этот процесс может быть циклическим (прерываемым), поскольку циклическими являются суточные изменения количества подаваемой энергии. Такая цикличность имеет свои плюсы. Известно, что в продолжительном процессе традиционной сушки профили влажности и температуры в разрезе элемента, подвергаемого сушке, направлены в противоположную сторону (рис. 7). Это вызывает торможение процесса диффузии влаги на поверхность, а также способствует проявлению напряжений, вызывающих растрескивание материала. Неблагоприятные явления могут быть уменьшены благодаря перерывам в процесс сушки. При солнечной сушке такие перерывы абсолютно естественны.


Заключительные моменты и выводы


  1. Сушка древесиныв сушильных камерах, использующих солнечную энергию, вызывает  значительное ускорение процесса сушки, а также уменьшение конечной влажности древесины по сравнению с естественной сушкой в вентилируемых штабелях. Эффективность солнечной сушки гораздо ниже эффективности сушки в традиционных сушильных камерах. 

  • Качество пиломатериала, который сушится в солнечных сушильных камерах, гораздо выше того, которое можно получить в случае традиционной сушки. Этому благоприятствует более медленное и мягкое протекание процесса сушки, а также естественная цикличность этого процесса.

  • С учетом мягкости протекания процесса сушки в солнечных сушильных камерах, особенно рекомендуется применение их для сушки древесины лиственных пород больших размеров.

  • В зоне умеренного климата солнечная сушка в зимнее время протекает значительно медленнее и труднее, нежели летом. Для этого, особенно зимой, рекомендуется применение небольшого нагревательного устройства или (лучше) конденсационного агрегата.

  • Окупаемость солнечной сушки, особенно в случае несложной конструкции, а также при подключении системы солнечной сушки к традиционной сушильной камере, возможна. Особенно полезным может оказаться создание конденсационно-солнечной сушильной камеры.
  •  По материалам woodkiln.com

     

    При перепечатке ссылка на www.woodbusiness.ru обязательна!  

    При перепечатке ссылка на www.woodbusiness.ru обязательна!


    comments powered by Disqus



    РАНЕЕ НА ЭТУ ТЕМУ:


    14.02.2007 00:00 /
    Основные критерии формирования стоимости сушильного оборудования от компании "Инос"
    В прошлой своей публикации мы говорили о том, из чего должна состоять бескомпромиссно укомплектованная сушильная камера. В этой статье постараемся понять, как такая комплектация влияет на цену сушильного оборудования. Когда лесопереработчик выбирает оборудование для своего производства, его всегда интересуют технические возможности этого оборудования. Одним из основных параметров является его производительность.


    11.01.2007 00:00 /
    Вакуумные сушилки. История происхождения.
    Ни для кого не секрет, что сушка дерева - непременное условие его переработки. Сырое дерево плохо поддается фрезерованию, плохо склеивается, совершенно не шлифуется, лакокрасочные покрытия на сырой древесине получаются неэстетичными и нестойкими. Даже обыкновенный гвоздь не держится в такой древесине. Кроме того, прочность сырого дерева составляет всего 30-40 % от прочности сухого, а это увеличивает затраты на материалы, или приводит к уменьшению прочности готового изделия.


    17.11.2006 00:00 /
    Какую сушильную камеру выбрать и какие процессы происходят в древесине во время сушки?
    На сегодняшний день существует множество производителей и видов сушильных камер. Как же выбрать ту камеру, которая необходима Вам? Чтобы разобраться в этом вопросе давайте рассмотрим принцип действия сушильных камер и принципы качественной сушки древесины.

    На правах рекламы:


       время выполнения страницы
     0.040031909942627
    2011 Интернет-журнал woodbusiness.ru

    Реклама:   julia@krasdesign.ru
       
    Яндекс.Метрика