Цели, задачи, терминология, используемая в процессе сушки древесины
 |
Сушка древесины - процесс удаления влаги из древесины до определенного процента влажности.
Цель сушки: превращение из природного сырья древесины в промышленный материал, с улучшенными биологическими и физико-механическими свойствами.
Задачи сушки древесины: предупреждение изменения линейных размеров древесины, так называемая усушка древесины, которая наблюдается при изменении количества связанной воды (т.е. при снижении влажности до 30%).
|
Считается, что пиломатериалы хвойных пород при сушке от свежераспиленного состояния (W>30%) до транспортной влажности (W=20...22%) усыхают на 3%. Полная объемная сушка составляет 12...15%. Отметим, что тонкие доски усыхают больше, чем толстые.
Процесс сушки древесины включает следующие процессы:
- Влагообмен - испарение влаги из древесины в окружающую среду.
- Влагоперенос - перемещение влаги внутри древесины.
Для сушки необходимо, чтобы происходили оба процесса. Влага от внутренних, сердцевинных слоев должна идти к поверхности (влагоперенос) и удаляться с поверхности (влагообмен). При этом важно, чтобы процессы влагообмена и влагопереноса были бы по интенсивности одинаковыми. Если количество воды, удаляемой с поверхности, будет больше, чем с внутренних слоев, то и усыхание поверхностных слоев будут больше. В результате будет создаваться напряжение между внутренним и внешними слоями. Причем это напряжение будет тем больше, чем больше разница между влажностью сердцевины и поверхности древесины. Напряжения могут приводить к деформациям в древесине и даже к трещинам и разрушениям.
Таким образом,
Если влагообмен = влагоперенос, то сушка будет проходить без напряжений и деформаций.
Если влагообмен > влагоперенос, то во время сушки возможны слабые напряжения и долговременные деформации.
Если влагообмен >> влагоперенос, то во время сушки возможны сильные напряжения, большие деформации, трещины и разрушения.
Современные технологии предлагают различные устройства для быстрого удаления воды с поверхности древесины. Проблемой является ускорение процесса влагопереноса от сердцевинных к поверхностным слоям древесины.
Влагоперенос внутри древесины происходит под действием различных движущих сил:
- градиент влажности - перемещения влаги (при ее неравномерном распределении в древесине) в направлении понижающей влажности (влагопроводность);
- градиент температуры - перемещение влаги (при неравномерном распределении в древесине температуры) в направлении понижающей температуры (термовлагопроводность);
- перепад давления - перемещение влаги (при избыточном давлении внутри древесины) в направлении понижающего давления.
В любом процессе сушки древесины перечисленные процессы действуют совместно. Однако сравнительная эффективность и степень воздействия отдельных видов влагопереноса зависит от вида и способа сушки. Во всех случаях, при искусственной сушке древесины, перед конструкторами сушильного оборудования стоят три главных задачи:
- Обеспечить качество сушки, т.е. минимизировать брак от деформаций и трещин.
- Уменьшить время сушки насколько это возможно.
- Сократить потребление энергии.
|
