XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Одним из важнейших и наиболее энергоёмких этапов технологической обработки древесины является сушка. Основная задача процесса – обеспечить равномерное удаление влаги из древесины до конечного значения при наименьших энергозатратах и наименьшей продолжительности сушки, с условием сохранения качества высушенной древесины. На данный момент 90-95% всех эксплуатируемых промышленностью и предлагаемых на рынке сушильных камер – конвективные с различными системами приточно-вытяжной вентиляции и видами теплоносителя [1]. Такие преимущества, как малые капитальные затраты, простота процесса, большие объемы обработки, производительность, определяют высокую долю конвективных сушилок на рынке. Но существуют также и недостатки: неравномерное просыхание штабелей древесины, длительное время процесса сушки. Использование древесных отходов, образующихся на деревообрабатывающем предприятии, позволяет значительно снизить себестоимость сушки.

По своей конструкции большинство конвективных сушильных камер схожи и имеют нижний и верхний циркуляционные каналы, разделенные ложным потолком. В верхнем циркуляционном канале установлены калориферы и вентиляторы, а в нижний канал на вагонетках закатываются штабеля сушимого материала. В качестве энергоносителя используется воздух. В таких сушильных камерах течение энергоносителя происходит по замкнутому контуру, с резким поворотом потока на 180 градусов в двух областях камеры. Такое течение является турбулентным и характеризуется наличием завихрений и потоков с обратным течением, неравномерным распределением по сечению сушильной камеры. Все эти факторы негативно сказываются на качестве сушки в целом и являются актуальным направлением научных исследований, способствующих решению проблемы энергоэффективности и продолжительности сушки древесины.

Рис. 1. Схема конвективной сушильной камеры

Основное оборудование конвекционных камер делится на:

транспортное,

вентиляционное,

тепловое,

система увлажнения воздуха.

Тепловая энергия передается посредством теплообменных установок. Это может быть небольшая котельная, подающая пар в калориферы сушилок в последствии сгорания отходов древесины. Калориферы с электронагревом используются при отсутствии котельной установки [2].

Равномерная циркуляция нагретого воздуха обеспечивается за счет существующей вентиляционной системы. Скорость воздуха по поверхности пиломатериала должна быть не менее 3 м/с для осуществления равномерной сушки пиломатериалов. Как правило, вентиляционная система представляет собой подключенный к воздуховодам осевой или роторный вентилятор.

Транспортным оборудованием обычно является подштабельная тележка на рельсовом ходу. В больших сушилках может использоваться вилочный погрузчик.

Для постоянного поддержания на нужном уровне нужной влажности воздуха необходима система увлажнения и вытяжки воздуха необходима. Данная система подразумевает наличие роторного вентилятора, электромагнитного клапана, воздуховода и нержавеющих форсунок. При понижении влажности вытяжка перестает работать, а электромагнитный клапан открывается и подает воду на форсунки. Воздух увлажняется за счет быстрого испарения воды. В обратном случае, если влажность повышена, автоматическое включение вытяжки позволяет удалить влажный воздух.

Установки для вакуумной сушки выпускаются конвективного и кондуктивного типа. В вакуумно-конвективных сушилках агент сушки циркулирует при цикличном нагревании и вакуумном удалении влажного воздуха. Достоинством является сокращение времени сушки в 5-10 раз в сравнении с сушилками без использования вакуума.

Параметры влияющие на время сушки и расход энергии:

исходная влажность,

порода древесины,

толщина досок,

требуемая конечной влажность древесины.

Вакуумная сушка позволяет использовать более низкие температуры в сравнении с сушкой при атмосферном давлении. Это создает низкую тепловую нагрузку на древесину и значительно снижает внутренние напряжения в высушенном материале. Кроме того, более высокая производительность вакуумных сушильных камер по сравнению с обычными конвективными сушилками позволяет уменьшить размеры камеры, что важно для экономии производственных площадей.

Вследствие вышеизложенного можно определить преимущества вакуумных сушилок перед обычными конвекционными камерами:

1. Продолжительность сушки пиломатериалов твердолиственных пород древесины в вакуумной камере в 2,5-3 меньше, чем в конвективной.

2. Себестоимость сушки древесины твердолиственных пород в вакуумной камере ВС­-1 значительно ниже себестоимости сушки в конвективных сушильных камерах (на примере камеры СК1­-12Э).

3. В вакуумной сушилке обеспечивается более высокое качество сушки. Этому способствует низкая температурная нагрузка на древесину.

4. Для вакуумной сушилки не требуется паросиловое хозяйство.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Богданов Е.С. Сушка пиломатериалов / Е.С. Богданов. М.: Лесн. пром-сть, 1988.-248 с.

2. Богданов Е.С. Автоматизация процессов сушки пиломатериалов / Е.С. Богданов. -М: Лесн. пром-сть, 1979. 175 с.

3.Езеф Ф. Прогрессивная технология: вакуумные установки для сушки древесины / Езеф Фабера // Деревообраб. пром-сть. 1996. - № 4. - С. 26-27.

Код для цитирования: Скопировать