5.2 Способы сушки древесины

Сушкой называется процесс удаления из материала влаги путем ее испарения или выпаривания.

Основные способы сушки основаны на удалении влаги из древесины в виде пара и по способу передачи тепла подразделяются на 4 вида [4,5]:

1. Конвективная сушка - передача тепла материалу путём конвекции от газообразной или жидкой среды. Конвекцией называется передача теплоты за счёт перемещения слоёв жидкого или газообразного вещества.

Основные способы конвективной сушки:

а) атмосферная - это сушка на открытых складах над навесом без подогрева воздуха. Воздух подводит к материалу тепло и в соответствующем количестве забирает и уносит из материала влагу, но уже в состоянии пара.

б) газопаровая - сушка древесины в нагретой газовой среде (пар, влажный воздух, топочные газы при атмосферном давлении) в специальных установках – сушильных камерах.

в) жидкостная - сушка в гидрофобных жидкостях и в солевых водных растворах;

г) ротационная - сушка древесины на вращающихся каруселях в нагретой газовой среде с использованием центробежного эффекта.

д) вакуумная - газопаровая сушка при давлении ниже атмосферного

2. Кондуктивная сушка - передача теплоты древесине происходит путём теплопроводности при контакте с нагретыми поверхностями (агент сушки - воздух).

3. Радиационная сушка – сушка осуществляется при передаче тепла материалу путём облучения лучистой тепловой энергией (излучения, инфракрасное), (агент сушки - воздух).

4. Электрическая - (агент сушки воздух):

а) диэлектрическая сушка (СВЧ и ТВЧ сушки) - сушка в электромагнитном поле с передачей тепла материалу за счёт диэлектрических потерь.

б) индукционная сушка – это сушка в электромагнитном поле промышленной частоты с передачей тепла материалу от размещаемых внутри штабеля ферромагнитных прокладок, нагреваемых индуктивными током.

В деревообрабатывающей промышленности древесина подвергается сушке в основном в виде пиломатериалов (доски, заготовки), при производстве фанеры и плит - в виде лущёного и строганного шпона, а также в виде мелких частиц (стружка, щепа). Для сушки шпона применяют роликовые сушилки, а для сушки стружки и щепы – барабанные сушилки.

Основные закономерности перемещения влаги в древесине.

Сушка представляет собой очень сложный процесс, сопровождаемый рядом физических явлений:

1 - теплообмен между материалом и окружающей средой (агентом сушки);

2 - испарения влаги с поверхности материала (влагоотдача);

3 - перемещение влаги в материале;

4 - изменение размеров древесины

5 - термическое расширение - в период прогрева и усадки (усушка) - в процессе сушки.

Влага с поверхности древесины испаряется достаточно быстро. Скорость перемещения влаги из внутренних слоёв к поверхности древесины во много раз меньше, чем возможная скорость её испарения с поверхности.

Главная трудность в осуществлении сушильного процесса заключается в извлечении влаги из средней зоны сортимента, т.е. перемещении её к поверхности.

Перемещение влаги внутри материала может происходить под действием:

- градиента влажности (или влагосодержания, влага перемещается в направлении понижающей влажности);

- градиента температуры (влага перемещается в направлении понижающейся температуры);

- градиента избыточного давления (влага перемещается в направлении понижающегося давления).

Физическая сущность процесса сушки заключается в том, что нагретый воздух направляют к сырому материалу, при соприкосновении с которым он отдает своё тепло, то есть охлаждается, а влага древесины за счёт тепла из воздуха превращается в парообразное состояние ( водяной пар) и удаляется от древесины этим же, но охладившимся воздухом.

Для всех древесных материалов основной является газопаровая сушка (конвективная). Применительно к пиломатериалам, которые в промышленности высушиваются в сушильных камерах, этот способ называется камерной сушкой.

Второй по значению является атмосферная сушка, особенно для экспортных материалов.