Диэлектрическая сушка

  Древесина, которая помещена между пластинами конденсатора высокочастотного колебательного контура, нагревается за счет диэлектрических потерь. Выделение тепла в результате диэлектрических потерь связано с колебательным движением молекул материала, находящихся в электрическом высокочастотном поле. Тепло генерируется внутри материала равномерно по его объему, а не подводится из вне, как при других способах сушки.

  Электрическая энергия, потребляемая древесиной и превращающаяся в тепловую, расходуется первоначально на нагревание материала, испарения из него влаги и тепловые потери с поверхности материала в окружающую среду; затем (после прогрева) – только на испарение влаги и тепловые потери.

  Способ удаления влаги из материала, основанный на этом принципе, получил название диэлектрическая сушка.

Установка для диэлектрической сушки (рис. 1) состоит из следующих основных узлов: трансформатора 1, выпрямителя 2, высокочастотного генератора 3 и колебательного контура 4 с рабочим конденсатором 5, между обкладками которого размещена высушиваемая древесина.

  Затраты энергии в период сушки имеют место в поверхностной зоне сортимента. Температура на поверхности за счет испарения влаги и тепловых потерь оказывается ниже температуры внутренних зон, а влажность поверхности ниже (за счет испарения), чем внутри материала. Таким образом, имеют место положительные перепады температуры и влажности. Одинаковое направление движения влаги путем влаго- и термовлагопроводимости изнутри на поверхность существенно ускоряет сушку. Если температура древесины будет превышать температуру точки кипения воды, то внутри возникает избыточное давление (вследствие кипения влаги) и интенсивность сушки возрастает в еще большей степени.

  При большой мощности генератора и малых объемах древесины продолжительность диэлектрической сушки может быть сокращена по сравнению с камерной в 50-60 раз. В производственных условиях получаемый эффект значительно меньше вследствие возникновения в древесине больших внутренних напряжений при очень интенсивной сушке, которые приводят к браку.

  Диэлектрическая сушка с размещением рабочего конденсатора на открытом воздухе или в обычном помещении характеризуется очень высоким расходом электроэнергии и не обеспечивает достаточно высокого качества получаемого материала. В настоящее время она для сушки пиломатериалов не применяется.

  Более рациональна камерно-диэлектрическая сушка. Особенность этого способа сушки состоит в том, что рабочий конденсатор установки расположен в обычной сушильной камере, снабженной калориферами, увлажнительными трубами и циркуляционной установкой. Достоинство такой сушки в том, что расход тепла на процесс компенсируется не только энергией высокочастотного электрического поля, но и более дешевой энергией пара. При камерно-диэлектрической сушке можно получить высушенный материал высокого качества, с малыми внутренними напряжениями и даже совсем без них. Для этого в камере следует поддерживать высокую степень насыщения воздуха (для предотвращения пересушки поверхности) при одновременном высокочастотном нагреве древесины, обеспечивающем испарения влаги внутри материала. При таких условиях и надлежащем регулировании процесса сушку можно вести с малым перепадом влажности по толщине и даже перепадом обратного знака. Для сортиментов, содержащих сердцевинную трубку, этот способ является единственным, который обеспечивает их высушивание без радиальных трещин. Продолжительность камерно-диэлектрической сушки пиломатериалов в 4-5 раз меньше по сравнению с обычной конвективной сушкой такого же материала нормальными режимами.

  Основным агрегатом камерно-диэлектрической сушильной камеры является высокочастотный генератор. Для двухштабельной сушильной камеры с нормальными штабелями требуется генератор с колебательной мощностью 45-50 кВт и частотой 500-1000 кГц.

  КПД генераторов сравнительно мал (0,5-0,6). Поэтому расход электроэнергии на сушку достаточно велик – 1,5-2 кВт*ч/кг испаряемой влаги. Ее целесообразно применять для сушки толстых сердцовых сортиментов, где сокращение брака от растрескивания окупает повышенные затраты на электроэнергию.