---

Сушка древесины – неотъемлемая операция  в подавляющем большинстве технологических процессов  деревообработки. Сушкой древесины называется процесс удаления влаги  из древесины путем испарения. Она является энергоемкой операцией, связанной со  значительным расходом  тепловой и электрической энергии.

В результате сушки древесина из природного сырья  превращается в промышленный материал, так как она  только после достаточной просушки приобретает:

• биологическую стойкость против гниения;
• способность сохранять форму и размеры деталей в изделиях;
• максимальную механическую прочность  при наименьшей плотности;
• хорошую обрабатываемость;
• минимальную теплопроводность, электропроводность;
• повышенную теплоту сгорания.

Задачей технологической сушки пиломатериалов является  получения их прямоугольной формы в  сухом виде с  заданными потребителем качествами. Технологические процессы сушки  и применяемое оборудование специфичны и достаточно сложны.  Правильная организация и проведение сушки  невозможны без специальных  знаний и высокой квалификации  операторов сушильных установок и укладчиков пиломатериалов.

Для достижения цели – качественной сушки, а в конечном итоге – качественной продукции – необходимо двигаться по трем  главным направлениям:

• выполнять операции по охране древесины  от неконтролируемого высыхания (бревна и пиломатериалы);
• правильно организовать сушильное хозяйство (выбор камеры, расстановка оборудования  и т.п.);
• рационализировать процесс сушки, охватывая как технологию, так и  оборудование.

Другим важным вопросом в организации сушильного дела  на предприятии остается  проблема  квалифицированных кадров. Операторам доверяется использование дорогостоящего  оборудования и  обработка десятков или сотен кубометров ценного сырья.

Из практики,  даже однотипные камеры имеют свои особенности, поэтому надо знать не только режимы сушки, но и особенности камер. Оператор-сушильщик – это не сторож, дежурный  при камере, а  квалифицированный работник. Следовательно, для обучения его премудростям технологии конвективной  сушки древесины и некоторым вопросам древесиноведения  не стоит жалеть времени и средств.

Вода в древесине  делится на  свободную и связанную:

• Свободная вода – вода, заполняющая полости клеток и удерживаемая в них механически. Именно поэтому она первой  удаляется из  древесины.  Это большая часть воды, содержащейся в древесине.  Процесс удаления влаги протекает быстро и  оказывает незначительное влияние на  свойства древесины, требует невысоких  температур и  определенной осторожности.
• Связанная вода – вода, содержащаяся в стенках клеток, удерживаемая в основном физикохимическими связями. Изменение её содержания существенно отражается на  большинстве свойств древесины. Её удаление значительно труднее и требует более высоких температур.

Максимальное количество связанной влаги  называется влажностью предела насыщения  древесины и составляет приблизительно 30%.

Процесс сушки древесины сопровождается  неравномерным распределением влаги по  толщине сортимента. Это вызывает неравномерную усушку древесины  и приводит к образованию в ней  внутренних напряжений.

Если  внутренние напряжения в какой-либо точке сортимента достигнут предела прочности, то произойдет его  разрушение, которое проявится  в виде трещины в зоне действия растягивающих напряжений, то есть на превой стадии сушки – на поверхности, а  на конечной стадии – внутри сортимента.

Избежать напряжений в древесине при конвективной сушке  невозможно. Однако, при правильном проведении процесса  возникающие напряжения  не превышают предела прочности.  Кроме того, внутренние напряжения могут быть уменьшены и даже  ликвидированы  путем  влаготеплообработки древесины.

Влаготеплообработка состоит в том, что древесину обрабатывают  воздухом  повы- шенной температуры с высокой степенью насыщения. Она обычно проводится по окончании  процесса сушки  или несколько  раньше, в момент смены напряжений. Увлажнение пове -рхностных слоёв при влаготеплообработке вызывает их разбухание, и, как следствие этого, возникновение  дополнительных сжимающих напряжений на поверхности.  При повышен- ной податливости  древесины (влажной и нагретой)  в поверхностном слое  развиваются остаточные деформации  укорочения, которые компенсируют  ранее появившиеся  остаточные деформации удлинения. Тем самым устраняется причина  напряжений,  возникающих  в древесине к концу сушки.

Древесину необходимо сушить таким образом, чтобы было обеспечено требуемое качество  высушенного материала и  одновременно — минимальный срок сушки. Для этого в процессе сушки  того или иного  древесного материала по особому расписанию изменяют параметры сушильного агента (его температуру и  степень насыщения) или, иными словами, ведут сушку по режиму.

При сушке пиломатериалов  необходимо создать такие условия, при которых  возникающие напряжения  не превышали бы  предела прочности. В начальной стадии процесса для этого требуется  поддерживать малую величину  перепада влажности по толщине, что достигается применением  сушильного агента  с высокой степенью  насыщения. По мере высыхания древесины степень  насыщения целесообразно понижать, чтобы довести материал до  заданной конечной влажности. Температуру  среды к концу сушки следует повышать.  При снижении влажности  повышение температуры  не вызовет снижения прочности, но в то же время существенно ускорит процесс.

Таким образом,  пиломатериалы рационально сушить режимами, которые характеризуются  понижающей степенью  насыщенности и  повышающей температурой в ходе сушки.

Одним из важнейших условий, гарантирующих  надлежащую эксплуатацию  сушильных камер и высокое качество сушки, является  правильная укладка  пиломатериалов в штабеля.

При укладке должны обеспечиваться:

• механическая прочность штабеля,
• стабильность его формы и уложенных в него пиломатериалов,
• равномерное омывание всех досок циркулирующим сушильным агентом.

При правильной укладке  значительно снижается процент брака  от коробления и улучшается  равномерность просыхания  пиломатериалов в штабеле.

Подштабельное  основание должно быть прочным  и жестким, верх основания должен быть горизонтальным. Длина его должна равняться длине штабеля.

Штабель укладывают  без шпаций (промежутков между  досками в рядах  штабеля) из досок одной породы и одного сечения. Допускается укладывать доски с разной шириной, но обязательно  с одинаковой толщиной. При сушке разнотолщинных  досок (низкое качество распиловки) более тонкие сортименты, вследствие незажатости, подвергнутся короблению. Более толстые и более тонкие доски  должны быть отсортированы и  уложены в штабель отдельными рядами.

Необрезные доски  укладывают комлями  в разные стороны. Желательно, кроме того, смежные сортименты класть попеременно вверх наружной  и внутренней  пластью, что способствует повышению  емкости штабеля.

Горизонтальные  ряды пиломатериалов  в пакетах или  штабелях  должны разделяться прокладками. Число прокладок по длине пакета  или штабеля устанавливается  в зависимости от породы древесины,  толщины и длины  укладываемого пиломатериала. У концов штабеля прокладки  размещают с несколько меньшим  шагом.

Образование в высушиваемом материале  поверхностных и внутренних трещин, при прочих равных условиях  пропорционально связано  и  с шероховатостью поверхности междурядных прокладок. Этот вид брака характерен  для нижних слоев высокого  штабеля, уложенного на нестроганные прокладки. Усушка древесины составляет  12-15% в поперечном сечении , а это  значительные линейные размеры, особенно для широкой доски. Если поверхность междурядной прокладки  не является ровной, то ее  выступы  препятствуют  смещению при усушке, что приводит к  созданию таких внутренних напряжений, что в соответствующих местах  образуются  наружные и внутренние  разрывы древесины.

В процессе  сушки  от многократных  разбуханий и усушки  прокладки приходят  в негодность. По данным  научно-технической литературы, оборачиваемость  простых прокладок  составляет  13,6  раза,  а пропитанных – до 80 раз. Поэтому перед укладкой прокладки  осматривают  и при необходимости измеряют  их размеры. Прокладки, имеющие  отклонения от  установленных размеров, а также  деформированные  и поломанные  использовать не разрешается.

Сушильная камера представляет собой  интенсивно работающий  агрегат (круглосуточно, с редкими перерывами или непрерывно), поэтому оборудование  и ограждение ее  надо поддерживать в исправном состоянии.

Особое внимание  уделяется работе  психрометрического блока. Проверяется  идентичность характеристик  используемых датчиков.

Обязательно  проверяется система увлажнения камеры. Открывается кран  подачи воды  в систему  увлажнения. Следует убедиться в  наличии воды  и работоспособности форсунок  (вода мелко распылена – аэрозоль).

Работоспособность системы подачи  теплоносителя в калориферы камеры определяется  следующим образом. Проверяется чистота поверхностей  нагрева калориферов (в случае  загрязнения  провести очистку  гидропневматическим способом). Система  теплоснабжения  тщательно осматривается на предмет  выявления подтекания воды  в калориферах, фланцевых соединениях, арматуре или трубопроводе (в случае обнаружения – принять меры  к устранению  выявленных  неплотностей).

Далее подлежит проверке  вентиляторные  установки. Осматриваются лопатки рабочих  колес  вентиляторов (не должно быть вмятин, прогибов  или разрывов, пылевых или  иных отложений).

Проверка работоспособности приточно-вытяжных каналов  выполняется в следующей последовательности:

1. Камера переключается на ручное управление.
2. При горящем индикаторе  «Шибер открыт»  для увеличения влажности в камере  нажать и удерживать кнопку «Увеличение влажности».
3. Шибер должен закрыться,  одновременно должен загореться индикатор «Шибер закрыт».
4. При горящем индикаторе  «Шибер закрыт» для уменьшения влажности в камере нажать и удерживать кнопку «Уменьшение влажности».
5. Шибер должен открыться,  одновременно  должен загореться индикатор  «Шибер открыт».

Древесине  свойственно неизбежно приобретать  так называемую  равновесную влажность, к которой она стремится  при длительном соприкосновении с окружающим воздухом. Этим вызвана необходимость  выбирать  конечную влажность  сушки древесины  в зависимости от  функционального ее назначения.

Для многих  изделий влажность древесины  нормирована стандартами и техническими условиями. Иногда таких указаний нет и приходится придерживаться  уровня влажности в сходных изделиях с учетом  аналогичных условий  их эксплуатации.

Необходимо иметь в виду, что влажность древесины, выгружаемой  из сушильных камер, должна быть  на 2-3% ниже влажности, указанной  техническими условиями для деталей в готовых изделиях. Так как  при изготовлении деталей  сострагивается наружный, обычно более сухой слой досок и заготовок, кроме того, древесина несколько увлажняется в процессе изготовления изделий, а также дополнительная  влага вносится во многих случаях  с клеем.

Древесину, предназначенную для изделий, используемых в отапливаемых помещениях, следует  высушивать до влажности 8-2%.

Для  пиломатериалов, высушиваемых до транспортной влажности,  конечная влажность  назначается в зависимости от толщины (более 32 мм – 16%,   38-50 мм – 18%, менее 50 мм – 20%).

Недосушенная древесина  медленно отдает влагу  в условиях  эксплуатации окончательно изготовленных изделий,  а это  приводит к сокращению поперечного сечения деталей, их деформации, расслаблению и нарушению  соединений,  ухудшению качества и быстрой порче изделий. Особенно это  опасно  для изделий,  подвергаемых в условиях эксплуатации механическим воздействиям (мебель, окна, двери, тара, детали сельскохозяйственных машин, вагонов, автомашин и др.).

Режимом сушки  называется расписание  параметров сушильного агента, координированное  по времени или состоянию материала.

Рациональным является такой режим сушки, применение которого  обеспечивает наименьшую продолжительность процесса при  соблюдении его безопасности и сохранении  в заданной степени прочности  и других  естественных  свойств  древесины.

Интенсивность испарения влаги при сушке  в среде заданного состояния  характеризуется  жесткостью  режима. Жесткость режима   увеличивается  с увеличением психрометрической  разности (уменьшением степени насыщения воздуха). При одинаковой степени  насыщенности  более  жестким является режим  с повышенной  температурой, а при одинаковой температуре – режим  с пониженной степенью насыщенности.

При сушке пиломатериалов применяются режимы  с повышающейся по ходу процесса  жесткостью.  В начальной стадии при определенной  заданной температуре поддерживается  высокая степень насыщенности,  затем при снижении  влажности материала температура повышается ,  а степень насыщенности уменьшается.  Такой характер изменения параметров  сушильного агента  обусловлен  особенностями  развития  в древесине  внутренних напряжений  и требованием  сохранения  целостности  высушиваемых досок и  заготовок.

Свойство  режима  обеспечивать целостность  древесины  при сушке материала определенной породы и толщины  характеризуется понятием  «безопасность режима».

Безопасным является такой режим, при  применении которого  максимальные напряжения в древесине не превосходят  предела прочности и, следовательно, не вызывают  разрушения  (растрескивания)  материала. Безопасность режима  увеличивается   с уменьшением его жесткости.

Основное отличие  режимов сушки камер фирмы «Универсал» от других режимов, приведенных в ГОСТе и технической литературе в том, что  для удобства пользования  в структуру режима  включены все стадии  изменения параметров агента сушки: прогрев, собственно  сушка, промежуточная и конечная  влаготеплообработка, кондиционирование.

Режимы разработаны для всех основных пород  и толщин  пиломатериалов. Оператору достаточно знать породу, толщину и начальную влажность материала, подлежащего сушке, что значительно ускоряет процесс выбора режима и исключает возможность ошибки.

Итак,  до начала выбора режима сушки  следует определиться с:

• назначением высушиваемого материала;
• категорией качества;
• категорией режима;
• конечной влажностью.

В зависимости от требований, предъявляемых к качеству сухой древесины, пиломатериалы могут высушиваться режимами различной жесткости.  Для материала конкретного типоразмера применяются режимы  определенной  категории.

Для низкотемпературных процессов, применяемых в камерах  ООО «Универсал»», предусматриваются три категории режимов:  мягкие, нормальные и модифицированные.

• Мягкие режимы обеспечивают  бездефектную сушку  пиломатериалов при полном сохранении естественных  физико-механических свойств  древесины, в том числе, ее прочности,  цвета и состояния в ней смолы.  Рекомендуются для сушки древесины по  1 категории качества, предназначенной  на экспорт,  при сушке до транспортной влажности, при повышенных  требованиях  к  прочностным  показателям древесины.
• Нормальные режимы  обеспечивают бездефектную сушку пиломатериалов при практически полном сохранении прочностных показателей  древесины  с возможными незначительными изменениями ее цвета. Рекомендуются при сушке  II и III  категориям качества.
• Модифицированные режимы  обеспечивают бездефектную сушку пиломатериалов при практически полном  сохранении  естественных физико-механических свойств древесины  с возможными незначительными изменениями ее цвета.

Процесс сушки древесины  в сушильной  камере разбит на несколько этапов:

1. Начальный  прогрев древесины.
2. Собственно сушка древесины.
3. Влаготеплообработка.
4. Кондиционирование.

Сушка всегда начинается с  прогрева древесины независимо от  начальной влажности пиломатериалов.  При прогреве замороженной древесины  ступень прогрева проводится дважды. После прогрева  дополнительно измеряется  влажность пиломатериалов, по которой  судят — с какой ступени начинать  собственно сушку. Следует учесть, что  сушка ведется  по самому влажному материалу.

Этап «собственно сушка древесины»  разбит на три ступени, в зависимости от начальной  влажности  древесины. При снижении  влажности древесины  температура воздуха в камере увеличивается, а влажность воздуха понижается.  О переходе  со ступени на ступень при наличии влагомера  судят по его показаниям. При его отсутствии  режим ведется только по времени. Собственно сушка  оканчивается  по достижению конечной влажности по данным всех датчиков. Далее переходят на ступени  влаготеплообработки и  кондиционирующей обработки.

Влаготеплообработке подвергают пиломатериалы, высушиваемые до  эксрлуатационной влажности  по I  и II  категориям  качества сушки. Независимо от категории качества влаготеплообработку  проводят при сушке пиломатериалов твердых лиственных пород и лиственницы.

Для пиломатериалов  I  категории  качества  кондиционирующая обработка обязательна. Ее продолжительность  примерно равна  продолжительности  конечной  влаготеплообработки. Для пиломатериалов  II  и III категории  качества  кондиционирующую обработку  назначают по мере надобности  в соответствии с результатами   контроля  равномерности конечной влажности по предшествующим сушкам аналогичного материала.

При наличии  влагомера  следует  ориентироваться  на его показания.

Переход со ступеней  влаготеплообработки и  кондиционирующей обработки осуществляется только по  времени.

Технологические режимы сушки древесины  не исключают уточнения и корректировки  содержащихся в них рекомендаций  по применению режимов, в зависимости от местных условий,  а также  применения особых режимов сушки, разработанных для специальных  сортиментов или  специальных случаев  использования древесины.