§ 20. Технология камерной сушки пиломатериалов

Сушильный цикл включает подготовительные, технологические и контрольные операции.

Подготовка камеры заключается в проверке калориферов, конденсатоотводчиков, трубопроводов, дверей, вентиляторов, подшипников, при­точно-вытяжных каналов, психрометров, контрольно-измерительных при­боров и прочее.

Подготовка материала заданной породы, толщины и ширины вклю­чает:

• определение начальной влажности W, %, по «секциям влажности» - поперечным срезкам толщиной S = 10 мм, отпиливаемым из нескольких досок на расстоянии не менее 300 мм от торца, взвешиваемым на техниче­ских весах (т_н, г) и высушиваемым в сушильном шкафу при 103±2 °С до абсолютно сухого состояния (т_с, г) – по формуле

• формирование штабелей;

• определение ёмкости штабелей Е, м³;

• (при необходимости) уточнение базисной плотности кг/м³;

• выпиливание из подлежащих сушке досок «силовых образцов» длиной 1...2 м;

• выпиливание "контрольных образцов влажности" длиной I...2 м;

• обмазывание их торцов масляной краской (операция желательная);

• взвешивание образцов влажности на торговых весах (М„, кг);

• подсчёт их абсолютно сухой массы (М_с, кг) из пропорции

• закладывание силовых и контрольных образцов в места штабелей с быстрым и медленным просыханием материала;

• загрузка штабелей в камеры и закрывание их дверей на запоры.

Выбор режимов сушки

Режим сушки – это расписание температурно-влажностного состояния сушильного агента на входе его в штабель, координированное по состоянию материала, обеспечивающее требуемое качество сушки при оптимальной её длительности. Режимы оцениваются критерием безопасности – по макси­мальным внутренним напряжениям в сравнении с пределом прочности на разрыв поперёк волокон: в начале сушки, когда напряжения в древесине возрастают, поддерживается повышенная степень насыщенности воздуха во избежание растрескивания материала с его поверхности); критерием эффективности – по скорости сушки: после смены знака напряжений с мо­мента снижения влажности материала ниже 20 % для ускорения процесса режим ужесточают путём снижения влажности сушильного агента; и кри­терием жёсткости – по степени влияния уровня температуры на изменение естественных свойств древесины: все режимы разделены на четыре кате­горий:

• мягкие (М), гарантирующие сохранение прочности и естественного цвета древесины (при её температуре t_м = 40±10 °С)

• нормальные (Н, дающие не значительное потемнение древесины (при t_M = 60±10°С );

• Форсированные (Ф), до 20% снижающие сопротивление древесины раскаливанию (t_м = 80±10°С);

• высокотемпературные (В), кроме заметного потемнения древесины, снижающие ее прочность до 35% (при t_M ≥ 100 °С ).

Режимы сушки пиломатериалов в камерах периодического действия

Режимы низкотемпературного процесса разработаны П.С. Серговским (ГОСТ 19773-84*). Они координированы по трём ступеням влажности высушиваемых пиломатериалов при её снижении от fV_H до 30%, от 30 до 20% и от 20 до W_K % и разделены в порядке понижения температуры воздуха по сухому термометру * ⁰С на 10 номеров и по мокрому t_M °С – на 5 индексов (А, Б, В, Г, Д). Их можно выбирать по таблице 4.1 и по (упрощенной автором) таблице 4.2*. Для практического использования ГОСТом 19773 регламентированны более совершенные режимы низкотемпературного процесса сушки пиломатериалов, в частности, из древесины сосны, ели, пихты и кедра, разработанные Н.В. Скуратовым и скоординированные по трем ступеням влажности W_H— 35, 35 - 25 и 25 – W_K %.

Таблица 4.1

Порода	Категории режима			Толщина пиломатериалов, мм
		до 20	20...30	30...40	40...50	50...60	60...70	70...85	85...100
	Номер и индекс режима
Осина, липа, то­поль	Н	2Г	ЗБ	4Б	5В	6В	7В	8В	9В
	Ф	2Г	2Б	ЗБ	4В	-	-	-	-
	М	6Д	6Г	6В	6В	-	-	-	-
Береза, ольха	Н	ЗД	4Г	4В	5В	6Б	7Б	8Б	9Б
	Ф	2Д	ЗБ	ЗВ	4В	-	-	-	-
Бук, клён	Н	4Г	5В	6В	6Б	7Б	8Б	9Б	_
	Ф	2Г	ЗВ	4В	-	-	-		-
Дуб, ильм	Н	sr	6В	6Б	7Б	8Б	9В	9Б	_
	Ф	ЗГ	4Б	ЗБ	-	-	-	-	-
Орех	Н	5В	5Б	6Г	6Б	7В	8В	8Б	-
Граб, ясень	Н	6В	6А	7Б	8В	8Б	9В	9Б	-

Таблица 4.2*

Категория режима	Ф					Н			М
Номер режима	1	2		3		4	5	6	7		8		9	10
Индекс режима	Температура воздуха по мокрому термометру tм, °С
А	88		79		72	66	61	55	50	-		-			-
Б	85		78		71	65	60	54	49	45		40			36
В	83		76		70	64	59	53	48	44		39			35
Г	81		74		68	63	58	52	47	43		38			34
Д	79		73		67	62	56	51	46	—		—			—
Влажность древес., %	Температура воздуха по сухому термометру, t °C
Wн … 30	90		82		75	69	63	57	52	47		42			38
30...20	95		87		80	73	67	61	55	50		45			41
20 … WК	120		108		100	91	83	77	70	62		57			52

При выборе режимов сушки по таблице 4.1 учитывается соотноше­ние ширины досок b и толщины s: при b/s < 2 режим выбирается по бли­жайшей меньшей группе толщин, при b/s > 6 – предшествующего индекса; при скорости циркуляции воздуха в штабеле ω < 1 м/с режим выбирают по­следующего индекса.

Эти же режимы используются и при сушке пиломатериалов в газо­вых камерах с индивидуальными устройствами для притока свежего воз­духа, обеспечивающими регулирование температуры по мокрому термо­метру t_м. Для газовых камер с групповым подсосом свежего воздуха реко­мендуются режимы сушки, приведенные в таблице 4.3*.

Таблица 4.3*

Категория режима и температура мокрого термометра:	Нормальные режимы tм = 67 °С			Форсированный ре­жимы tм = 75 °С
Номер режима	1Гз	2Гз	ЗГз	4Гз	5Гз	6Гз
Толщина пиломатериалов S, мм	<25	25...50	50...60	<25	25...50	50...60
Влажность древесины W, %	Температура газов по сухому термометру t, °С
Выше 30	76	74	72	86	83	81
30... 20	80	77	75	90	86	84
Ниже... 20	100	96	92	120	115	110

Двухступенчатые режимы высокотемпературного процесса сушки разработаны Г. С. Шубиным. Номер режима выбирается по таблице 4.4, а температура сушильного агента при t_м ≈100 °С – по таблице 4.5.

Таблица 4.4

Порода пиломате­риалов	Толщина пиломатериалов, мм
	До 22	23...30	31. ..40	41. ..50	51. ..60
Сосна, ель, пихта, кедр	I	II	III	V	VI
Берёза, осина	II	III	IV	VI	—
Лиственница	IV	V	VI	VII	—

Таблица. 4.5

Номер режима	I	II	III	IV	V	VI	VII
Влажность древеси­ны, % Выше 20 Ниже 20	Температура сушильного агента по сухому термометру t, °С
	130 130	120 130	115 125	112 120	110 118	108 115	106 112

Замечание. Ступенчатые режимы сушки имеют два альтернативных недостатка. В начале каждых первых ступеней жёсткость режимов, т.е. психрометрическая разность ∆t = t – t_м может оказаться завышенной, т.е. недостаточно безопасной в отношении растрескивания периферийных сло­ев сортимента или образования в них чрезмерно больших остаточных де­формаций удлинения (а в центральной зоне – укорочения); либо к концу каждых последних ступеней жёсткость режимов может оказаться зани­женной, т.е. недостаточно эффективной, неоправданно замедляющей су­шильный процесс. Эти недостатки являются неотъемлемым свойством ступенчатости режимов сушки, они могут быть либо смягчены путём увеличения количества режимных ступеней (напр., путём возврата к ста­рым 6-ступенчатым режимам сушки), либо ликвидированы путём построе­ния рациональных режимов по бесступенчатому принципу. Такие режимы, предложенные И.М. Меркушевым, апробированы в производственных ус­ловиях на сушке лиственничных и дубовых пиломатериалов, дали положи­тельный результат и уже используются на некоторых частных фирмах. Их сущность состоит в том, что начальная психрометрическая разность ∆t = 1... 1,5 °С плавно удваивается к концу каждого из 4 – 5 равных интер­валов сушильного цикла, достигая к его концу ∆t = 24.. .32 °С.