Сушка древесины – необходимый этап изготовления пиломатериалов. Вакуумный метод один из самых эффективных, но требует специального оборудования, которое можно купить в готовом виде или построить самостоятельно.
Пусть термовакуумный принцип в самодельных камерах и недоступен для полной реализации, такие приспособления для сушки тоже эффективны.
Особенности применения вакуума
У технологии вакуумной сушки есть как положительные, так и отрицательные стороны. Ввиду общей дороговизны она применяется для работы с наиболее ценными и привередливыми породами.
Плюсов в этом методе больше. Применение вакуумной сушки позволяет избежать разрушения пиломатериалов, их растрескивания, коробления или других возможных дефектов. При этом кусок дерева просохнет равномерно вне зависимости от его толщины и длины. На это уйдет сравнительно меньше времени, ведь испарение влаги из дерева в условиях разреженной среды происходит очень быстро.
Необходимое для этого оборудование легко перевозить и монтировать, так что применять его можно в самых разных местах, даже непосредственно на вырубке леса.
Однако техника для вакуумной сушки стоит дорого, поэтому малые предприятия и домашние хозяйства почти никогда не могут себе ее позволить. Несмотря на малый объем камер (до 10 кубометров), устройство потребляет много электроэнергии. Пожалуй, этим ограничиваются его недостатки.
Профессиональная сушка
Корпус профессиональной камеры для сушки древесины производится из нержавеющей стали. Для полной герметизации его верх покрывается эластичной резиной, оформленной в рамку из металла. Внутри устанавливаются датчики для измерения влажности.
Специалист управляет камерой снаружи – необходимое для этого оборудование ставят в отдельный тамбур. Обязательно наличие вакуумной помпы, мощности которой хватит на откачку воздуха и скопившегося конденсата.
Для прогревания используются алюминиевые радиаторы (в виде пластин) с водой, которую греют при помощи бойлера снаружи камеры. Из-за отсутствия сложных элементов управлять такой машиной просто.
Для контроля над процессом используются датчики температур и вакуума. Если что-то пойдет не так, то специалист отследит это по показаниям на мониторе.
Но профессиональное оборудование стоит дорого – за камеру среднего объема придется заплатить сумму от 3 миллионов рублей. Зато оно справляется с сырым деревом всего за две недели, в то время как при естественной сушке древесина сохнет годами.
Конкретный срок высушивания зависит от типа и состояния древесины:
- доски из свежесрубленного дуба будут сохнуть около месяца, а свежего сруба и тонкого распила – 15 дней;
- влажные (30%) дубовые доски сушатся от 16 дней, но в тонком варианте (25 мм) – чуть больше недели;
- доски из только что срубленной сосны сохнут 8 суток, а меньшей влажности (30%) – всего 6 дней;
- строительный брус с размерами меньше 150 х 200 мм и влажностью 65% высохнет за 12 дней, однако толстые виды (200 х 300 мм) – примерно 21 сутки.
Время также варьируется из-за различий в настройках приборов для разных пород. Одни породы выносливы, а другие следует обрабатывать в щадящем режиме, постепенно, не спеша.
Работа вакуумной сушилки
Вакуумная сушка древесины делится на несколько этапов. Сначала древесину загружают внутрь камеры. При этом пиломатериалы размещают послойно между алюминиевыми пластинами для нагревания. Специалист настраивает параметры сушки (температуру и давление). Это необходимо для работы с разными породами дерева, после чего можно включать устройство. При сушке давление поддерживается на одном уровне, а температура может меняться.
Обратите внимание! На стадии прогрева используется обычное давление, вакуумная помпа отключена. Это необходимо для предотвращения появления дефектов.
Когда древесина нагревается до необходимой температуры, включают вакуумную помпу. Она удаляет воздух из сушильной камеры, тем самым создавая нужное давление. Влага в древесине перемещается от центра к внешним слоям. Так как при этом материал увлажняется, использовать дополнительные средства не требуется. Равномерное распределение влаги спасает древесину от порчи.
Вышедшая на поверхность материала влага испаряется из-за высокой температуры, оседает на стенках корпуса и выводится помпой.
Вакуумная среда ускоряет этот процесс, ведь испарение начинается уже при температуре в 40 градусов – этого бы не случилось при обычном давлении. Окружающий древесину воздух никогда не нагревают до температуры больше 70 градусов. Верхнее резиновое покрытие камеры при откачивании втягивается внутрь и давит на доски, создавая своеобразный пресс.
Завершающий этап – кондиционирование. Его применяют только после достижения древесиной необходимой влажности. Нагревание приостанавливают, но вакуумную помпу не отключают. Дерево постепенно остывает, продолжая находиться под прессом, который необходим для предотвращения изменений в форме материала. Когда температура становится комнатной, помпу отключают и достают древесину из устройства.
Оборудование помещения своими руками
Вакуумная сушилка для древесины, сделанная своими руками, обойдется дешевле, чем покупка профессионального устройства. Для этого потребуется выделить камеру и обустроить ее источником тепла и вентилятором.
Использование недорогой тепловентиляции вместо мощного насоса – основный пункт экономии. Поэтому установить агрегат лучше в просторном помещении. Оно должно быть проветриваемым, чтобы воздух внутри корпуса мог постоянно обновляться, крытым и достаточно сухим, иначе дерево может заразиться плесенью или другими болезнями.
Камера
Самый хороший вариант корпуса для сушильной камеры – железный конвейер. Дешевле использовать бывший в употреблении (их активно используют на железной дороге), но придется побеспокоиться о его чистоте.
Для дела подойдет контейнер для морских транспортировок, нужно лишь поискать более герметичную модель. А также можно использовать старый металлический лом и сварить камеру самостоятельно. Это самый экономный вариант.
Для сохранения внутреннего тепла стены надо утеплить пенопластом и отделать вагонкой. Лучше приобрести специальный утепляющий материал для отражения, но можно использовать фольгу или пенофол, при этом второй вариант предпочтительнее.
Оборудование
Когда камера готова, приступают к сборке и установке нагревательного прибора и вакуумного насоса. Отопительную систему сушилки нужно монтировать отдельно от общего отопительного контура, ведь она должна стабильно и независимо функционировать. Подбирают радиатор, способный нагревать воду до 65-90 градусов.
Важно! Чтобы тепло при сушке распределялось равномерно, потребуется установить вентилятор.
Это обязательный этап, так как неравномерный нагрев портит качество древесины. При собственноручном строительстве сушилки уделяют большое внимание пожарной безопасности.
Для облегчения загрузки дерева нужна система погрузки. Так, можно использовать тележки на рельсах или вилочный погрузчик. Сырье можно сушить как на полках, так и прямо на полу. Если важна сохранность древесины, то необходимо установить датчики температур, что поможет контролировать процесс. Это особенно важно для дорогих пород дерева. Если конструкция построена правильно, то температура в камере будет меняться равномерно.
Эффективность сушилки
Следует учитывать, что подобная самодельная сушилка не совсем вакуумная. При применении самодельного оборудования фактически осуществляется обыкновенная сушка в помещении. Однако при этом создаются благоприятные условия благодаря нагреву и вентиляции, так что такой подход все равно эффективнее, пусть и не сравнится с настоящим вакуумным методом.
Самодельная конструкция высушит дерево примерно за три-четыре недели, когда профессиональная справится с задачей не более чем за полмесяца. Это неоспоримое достоинство дорогих средств, однако производство аналогов обходится в несколько раз дешевле.
Процесс вакуумной сушки привлекателен, прежде всего, тем, что он отличается реальной возможностью существенно уменьшить длительность сушки, сохранив при этом высокое качество высушенных пиломатериалов, а в некоторых случаях даже повысив его.
Вакуумные камеры для сушки древесины
В вакуумных камерах лесоматериалы сушатся в условиях высокого давления 700 мм рт. ст., но низкой температуры 45 С. В этих устройствах специально создается вакуум, что влечет за собой большие затраты электроэнергии.
Вакуумная сушка является крайне дорогим методом сушения лесоматериалов по ряду причин:
- дорогостоящие вакуумные камеры
- огромное количество мощности электроэнергии для правильной работы
- небольшая загрузка, примерно 5-8 м 3 .
В подобных устройствах лесоматериалы сушатся на протяжении одного-двух дней. Например, чтобы высушить 40 м 3 доски понадобится примерно от 8-16 дней. А если осуществляется вакуумная сушка бруса, то времени понадобится еще больше.
Вследствие дороговизны процесса вакуумная сушка древесины осуществляется, преимущественно, для дорогостоящих сортов лесоматериалов, таких как дуб, ясень, бук, кедр. В таких случаях требуется высушить не большое количество пиломатериала. Для массового изготовления пиломатериалов применяют конвективные сушильные камеры, потому что они более доступны и имеют низкую себестоимость.
Несколько примеров вакуумной сушки:
- дубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 28 — 35 дней
- дубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 16 — 18 дней
- дубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 15 дней
- дубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 9 дней
- сосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 5 -6 % примерно за 8 дней
- сосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 5-6 % за 6 дней
- строительный брус 100 х 100 мм и 150 х 200 мм с уровнем влажности 65 % высохнет до уровня влажности 6 % на протяжении 8 — 12 дней. Брусу 200 х 300 мм для достижения таких же параметров понадобится 22 дня.
В условиях вакуума сушка древесины происходит более мягко. Однако и при таком методе сушения возможно растрескивание. Дерево — это живое сырье. Древесины присущи разные виды напряжений. Эти напряжения зависят от местности, в которой выросло дерево, от метода распила, от возраста. Во время сушки древесины даже в таких камерах не все напряжения снимаются равномерно.
Как происходит вакуумная сушка древесины
Нагнетание вакуума внутри камеры, где осуществляется высушивание лесоматериалов, в значительной степени изменяет физический характер протекания тепло-массообменных процессов в древесине. Сушка реализуется по действием постоянного вакуума 0.95 Мпа и пара, образующегося из влаги лесоматериалов. Поскольку происходит естественное движение агента сушки со скоростью до 0.3 м/сек нет необходимости использовать вентиляторы, системы увлажнения пиломатериалов, устанавливать сухой /мокрый термометр. Контролируют сушку датчики влажности пиломатериала. К примеру, в ходе сушки дубовых пиломатериалов от начального уровня влажности 65 % до остаточного — 6%, выделяется около 450 литров влаги. Если загрузить в камеру максимальные 12 м 3 дуба толщиной 55 мм, то суммарное количество влаги достигнет 5 400 литров.
Сегодня все компании, выпускающие сушильные вакуумные камеры, имеют сертификаты соответствия европейским стандартам. В таких устройствах можно сушить одновременно различные сорта древесины.
- остаточный уровень важности составляет от 6 до 0.5%
- перепад уровня влажности по штабелю не превышает 1 %
- перепад уровня влажности по толщине и длине доски не превышает 0.9 %.
Вакуумная сушка древесины своими руками
Процесс сушки очень выгоден при осуществлении своими руками. Однако приобретать заводскую вакуумную камеру дороговато, в этом разделе мы расскажем, как сделать ее своими руками. Сушку в домашних условиях можно осуществить в специальной камере, для обустройства которой нужно просторное помещение, источник тепла, а также вентилятор для распределения тепла внутри камеры.
Наилучшим вариантом для создания камеры является железный конвейер. Не обязательно покупать новый, можно найти и б/у. Кроме этого можно сварить камеру самостоятельно из старого железа.
Для того, чтобы сохранить тепло внутри камеры стены нужно утеплить пенопластом и обделать вагонкой. Кроме пенопласта подойдет минеральная вата и любой другой утеплительный материал. Для того чтобы тепло отражалось от поверхности необходимо постелить специальный материал. Можно воспользоваться фольгой или пенофолом. Кстати, теплоотражающие и сохраняющие качества пенофола намного выше.
После этого можно приступать к сборке нагревательного прибора. Всю отопительную систему обязательно монтируют отдельно от других отопительных контуров, она должна постоянно функционировать. Подойдет отопительный радиатор, который нагревает воду до 65-90 градусов. Для равномерного распределения тепла в камере стоит приобрести вентилятор. Без него сушка будет происходить не равномерно, а конечный продукт будет иметь низкое качество. Не забывайте про правила пожарной безопасности во время создания вакуумной сушилки.
Еще один важным моментом можно назвать создание системы погрузки пиломатериала в камеру. Для этой цели можно воспользоваться тележками, которые двигаются по рельсам или вилочным погрузчиком. Сырье на просушку складывают на полки или же прямо на пол. Чтобы осуществлять контроль за процессом сушки нужно установить специальные датчики — термопары и датчики давления. Если грамотно подойти к этому мероприятию, то у вас получится камера для сушки качественных пиломатериалов.
После загрузки сырья в камеру дверь плотно закрывается и начинается процесс сушки. В таких условиях связанная и свободная жидкость будет плавно перемещаться от центра к периферии, что гарантирует качественную и равномерную сушку материала. Сухие верхние клетки пиломатериала впитывают жидкость из клеток, находящихся ближе к сердцевине. Вначале просыхают тонкие места, далее влага из толстых слоев перемещается в уже высохшие, делая их влажными.
Для предотвращения смещения на пиломатериалы наносят специальную смесь, которая делается из мела и олифы. Чаще всего эту смесь наносят на торцевые части заготовок.
Вакуумная сушка – это процесс, который уже давным-давно стал неотъемлемой частью множества видов производств. Ключевой отраслью, которая на данный момент не может существовать без этого процесса, является мебельная промышленность.
По сути – это специальная обработка дерева, которая в мебельной отрасли играет далеко не самую маленькую роль. Дабы мебель была максимально качественной, и могла долго держать свою форму, дерево должно обязательно пройти процесс вакуумной сушки, который уберет из материала все ненужные вещества, уберет влагу и сделает дерево более стойким и практичным в плане применения.
Но на самом деле, это еще далеко не единственная отрасль, где вакуумная сушка играет столь большую роль. Стоит также выделить и производство продукции, которое также нуждается в подобном процессе. В случае других отраслей, вакуумная сушка работает совершенно другим образом, так как в других направлениях требуется решение немного иных задач.
Структура самого процесса является довольно сложной, и этому есть огромное количество причин.
Первое – это нужда в большом количестве оборудования, дабы процесс вакуумной сушки был максимально качественным.
Второе – это высокий уровень производительности оборудования, без которого достичь высоких показателей качества попросту не получится.
И третье – это местность, а именно наличие специально предназначенной комнаты, которая будет подходить по всем критериям влажности и температуры, так как, не придерживаясь всех этих норм, процесс вакуумной сушки уже не будет столь эффективным.
Что касается стоимости проведения подобной операции, то это вопрос в некоторой степени двухзначный. Цена вакуумной сушки зависит от того, какой именно материал будет поддаваться подобной обработке, какое вакуумное оборудование будет при этом применяться, местность в которой будет происходить данный процесс, время, которое будет затрачено на проведение этой операции и так далее.
Все эти моменты являются более чем важными и их в любом случае надо учитывать, если ваша ключевая задача – это получения качественно обработанного материала, который можно будет активно использовать в дальнейших целях.
Технология вакуумной сушки
Ранее мы уже говорили о том, что вакуумная сушка – это весьма сложный процесс, который требует больших усилий. Сейчас мы рассмотрим технологию вакуумной сушки, и сделаем это на примере древесины, так как именно в данной отрасли вакуумная сушка обрела наибольшей популярности.
Перед тем, как делать мебель из древесины, она в любом случае должна пройти процесс сушки, который является его ключевой частью. В процессе проведения вакуумной сушки, древесина значительно теряет свою массу, и уменьшается в размерах.
Сейчас мы рассмотрим главные процессы, входящие в вакуумную сушку:
- Удаление воды из древесины, методом выпаривания
- Циркуляция воды через древесину
Первым происходит процесс циркуляции, который к слову, протекает намного дольше, нежели испарение. Скорость вакуумной сушки древесины напрямую зависит от того, как будет происходить процесс циркуляции воды.
Но ни в коем случае не стоит забывать, что процесс сушки подразумевает полное высушивание древесины и в некоторых случаях процент воды в ее составе достигает отметки в 30 процентов, при которых точка насыщения волокон значительно уменьшается.
Но это не так страшно, Так как в любом случае, в вакуумной сушке существует правило, которое гласит, что необходимо удалять абсолютно всю воду с поверхности древесины. Пройдя этот процесс, влага, находящаяся в сердцевине дерева, будет выходить наружу при помощи циркуляции.
Процесс удаления влаги из поверхности древесины, также имеет определенные нюансы, о которых не стоит забывать. Главное – это удалять абсолютно всю влагу, которая будет исходить из изделия процессом диффузии.
Но это был лишь явный пример технологии сушки, где главным материалом у нас была древесина.
Сейчас мы рассмотрим другие направления в вакуумной сушке:
- Вакуумная сушка жидковязких продуктов
- Вакуумная сушка молока
- Вакуумная сушка сыра
- Вакуумная сушка порошков
- Вакуумная сушка мяса
Это еще далеко не весь список направлений, где вакуумная сушка является неотъемлемой частью. На данный момент, подобная технология уже успела четко закрепиться в большинстве отраслей, которые уже попросту не могут в полной мере функционировать без проведения данного процесса.
Так что не исключено, что в скором времени процесс вакуумной сушки и вовсе станет применяться во всех отраслях, которые каким-то образом связаны с производством продукции.
Камеры вакуумной сушки
Камера для вакуумной сушки – это то устройство, без которого проведения подобной операции является просто невозможным. Роль вакуумных камер в этом плане максимально велика, и от уровня производительности вакуумной сушильной камеры зависит то, насколько быстро будет происходить процесс сушки, насколько качественным будет результат вакуумной сушки и так далее.
Что касается ценовой политики на подобные вакуумные установки, то на данный момент в этом плане ситуация далеко не самая простая. Большинство подобных установок находятся в высоком ценовом диапазоне, и купить себе такую установку сможет далеко не каждый.
Всего существует огромное количество разновидностей сушильных камер, каждая из которых, предназначена для применения в определенной отрасли. Принцип работы каждой из камер отличается многими моментами, из-за чего весьма проблематично подробно рассказать о принципе работы сушильной камеры
Сейчас мы рассмотрим несколько видов сушильных камер:
- Сушильная камера для сушки пищевых продуктов
- Сушильная камера для древесины
- Вакуумный сушильный шкаф
- Вакуумная камера для сушки фруктов
Принцип работы каждой из камер совершенно разный, и причина этому особенность различных материалов до воздействия вакуумной камеры. Именно поэтому, перед тем покупать подобное оборудование, стоит, как следует ознакомиться с инструкцией эксплуатации, дабы впоследствии не оказаться в неудобном положении.
Вакуумная сублимационная сушка
Сублимационная сушка – это процесс, который происходит путем возгонки кристаллов льда из замороженной продукции. Такой процесс сразу же минует жидкое состояние влаги, и позволяет максимально быстро обезвоживать продукты, причем делать это максимально качественно.
При таком принципе обезвоживания, удается сохранить все свойства продуктов, что является большим преимуществом такого метода сушки. Но это еще далеко не все, что удается сохранить при вакуумной сублимационной сушке, так как в прежнем состоянии остается и анатомическое строение, витаминная активность и даже химический состав продуктов.
Процесс вакуумной сублимационной сушки состоит из трех основных этапов:
- Замораживание продукта, которое является ключевым этапом, без которого дальнейший процесс сушки попросту не имеет смысла.
- Возгонка льда, без помощи тепла, так как лишь таким способом удается держать продукт, в прежнем состоянии
- Окончательная досушка в специальной камере с подогревом, которая придает продукту товарный вид.
Из всего этого, можем сделать вывод, что вакуумная сублимационная сушка – это процесс, который является более чем эффективным, и если в этом есть необходимость, то его можно использовать практически во всех областях.
Вакуумная сушка древесины
Ранее мы уже рассматривали такой тип сушки в качестве примера самой технологии. В такой технологии есть огромное количество нюансов, которые стоит учитывать, дабы впоследствии не испортить дерево, из которого в дальнейшем будут делаться определенные изделия.
Производится процесс вакуумной сушки такого материала лишь в среде, которая будет соответствовать всем нормам влажности, температуры и тому подобных аспектов, которые играют роль в конечном результате.
Стоимость подобного процесса на данный момент варьируется в пределах среднего ценового сегмента, в зависимости от того, где именно вы будете производить вакуумную сушку древесины. Если этот процесс будет проделываться более старой техникой, то обойдется это вполне недорого. Если же речь будет идти о современных сушильных камерах, то в таком случае надо будет, как следует переплатить, дабы получить наиболее высокий уровень качества.
