З кожним роком деревообробних підприємств стає все більше, проте не для всіх з них використання навіть дорогого устаткування є гарантією успіху. Невдачі пов’язані в першу чергу з відсутністю досвіду і знань в області технологій обробки, адже при сучасному рівні обладнання у багатьох може скластися хибне уявлення про простоту виготовлення виробів з деревини.
При організації підприємства, що планує випускати, наприклад, дверні та віконні блоки, меблі, столярні вироби тощо, виникає необхідність у певній кількості сухої деревини. На початкових етапах підприємства намагаються купувати суху деревину у сторонніх організацій. Проте надалі приходять до того, що сушильна камера повинна бути своя: це дозволяє чітко планувати і організовувати весь технологічний процес.
Як правило, сушінню деревини на деревообробних підприємствах відводиться другорядна роль; процес сушіння помилково вважається нескладним і фінансується за залишковим принципом. До того ж невірне уявлення про процес сушіння деревини та про можливості сушильних камер часто є причиною неправильного вибору типу сушильної камери і навіть неправильної експлуатації всього сушильного підрозділу підприємства.
Про можливості сушильних камер і технології сушіння в них, особливо завдяки рекламі, ходять найрізноманітніші твердження. Спробуємо розібратися в найбільш поширених із них і з’ясувати, що і наскільки відповідає дійсності.
Міф 1. Металеві сушильні камери краще побудованих камер
Побудовані сушильні камери – це камери, огороджувальні конструкції яких (стіни, перекриття) виконані з різних будівельних матеріалів (цегла, будівельні блоки та ін.) Обстеження великої кількості камер показало, що цегляні стіни з монолітними залізобетонними перекриттями сушильних камер, які давно працюють на нормативних режимах сушіння, експлуатуються 50 і більше років без руйнувань огороджувальних конструкцій. Огородження металевих сушильних камер з листової сталі, в т. ч. нержавіючої, потребують ремонту через три-чотири роки.
Проектні організації обчислюють амортизацію огороджень металевих сушильних камер строком 5-10 років. За їх даними, для низькотемпературних режимів вартість цегляно-бетонних огорож на 40-60% нижча вартості утеплених металевих конструкцій. Довговічність металевих огорож менша, ніж у цегляно-бетонних. При цьому основною перевагою металевих сушильних камер є їх швидкий монтаж на місці експлуатації з готових утеплених панелей заводського виготовлення.
Міф 2. Природне сушіння деревини краще камерного
Перевагою природного сушіння пиломатеріалів чомусь вважають більш високу якість висушеної деревини, відсутність внутрішніх напружень, відсутність температурних навантажень на деревину. Насправді це не так. Процес природної сушки пиломатеріалів некерований і залежить від безлічі факторів, таких як погодні умови, сезонність, напрям вітру і т.д.
Основні вимоги, які сьогодні пред’являються до сушильних камер, – це забезпечення рівномірності просихання деревини незалежно від об’ємів камери. Також важливою є пропускна здатність камери. Наприклад, при природному сушінні деревини 8% до кінцевої вологості процес є дуже тривалим, а деревина висихає нерівномірно. Природне сушіння деревини можна розглядати лише як технологічну необхідність, наприклад на лісопильних підприємствах відразу після розпилювання для первинного підсушування пиломатеріалів.
Міф 3. Основною запорукою якісного та економічного сушіння деревини є якісне сушильне обладнання
За даними статистики, близько 60% успіху процесу сушіння залежить від правильного укладання пиломатеріалу в сушильній камері, 10% – від організації зберігання сировини і навколосушильного господарства, 20% – від грамотного вибору режиму і лише 10% – від його точного дотримання. Таким чином, від самої сушильної камери залежить від 10 до 30%; інші 70% і більше залежать від кваліфікації працівників – укладальників штабелів і майстрів сушильного цеху. Твердження, що від сушарки залежить практично все, посилено підтримують продавці обладнання для сушіння пиломатеріалів, які, намагаючись впливати на ринок збуту, применшують головне і роздмухують другорядне.
Міф 4. Імпортні сушильні камери краще вітчизняних
Встановлене на імпортних сушарках програмне забезпечення, як правило, розраховане на деревину, що росте в країні виробника камери. Для їх використання в наших умовах потрібно досить значне коректування. При цьому ручне управління процесом сушіння дуже обмежене, а зміна режимів користувачем практично неможлива через розбіжність термінології сушіння та введення фірмою-виробником власних режимних параметрів.
У більшості зарубіжних камер корпус має недостатню теплову ізоляцію і механічну міцність несучих конструкцій. Відсутність обвідних ліній на подачі теплоносія до калорифера виводить з роботи весь блок камер при порушенні роботи в одній з них.
Управління процесом сушіння з єдиного комп’ютера зупиняє процес сушіння у всіх камерах блоку при збої в програмі. Найчастіше відновити керуючу систему самостійно неможливо, необхідний виклик фахівців фірми-виробника, що можна порівняти з початковою вартістю всієї системи. Для вентиляції штабелів застосовуються вентилятори невеликих діаметрів. При глибині потоку повітря понад 5м і відсутності реальної можливості екранування перетоку агента сушіння крім штабеля, це призводить до значного зниження швидкості агента сушіння в штабелі проти розрахункової і, відповідно, збільшує тривалість процесу і нерівномірність розподілу кінцевої вологості по всьому об’єму штабелів. Проблема вирішується фірмами за рахунок збільшення часу кондиціонування і встановленням великої кількості датчиків-вимірників вологості деревини, тобто за рахунок зниження продуктивності камер і збільшення вартості обладнання.
Більшість виробників сушильних камер використовують систему UGL-контролю вологості повітря. Даний метод виміру полягає в тому, що існують матеріали, вологість яких залежить від стану навколишнього середовища – так звані гігроскопічні матеріали (деревина, целюлоза та інші). Якщо такий матеріал деякий час утримувати в незмінних умовах, його вологість буде прагнути до певної величиною, що називається стійкою вологістю або рівноважною вологістю. Ця вологість вимірюється тими ж методами, що і вологість деревини – кондуктометричним, діелектричним та ін. Точність вимірювання цим методом дещо гірша, ніж психрометричним, що пов’язано з гістерезисом сорбції матеріалу вимірювальної пластинки (зазвичай це целюлоза) і недостатньою точністю вимірювання вологості пластинки. Для виключення внесених похибок фірми використовують різні прийоми, що робить їх автоматику, засновану на цьому методі вимірювання, більш складною і ,відповідно, більш дорогою.
Зовні камери зарубіжних виробників виконані просто блискуче, оснащені автоматикою на найвищому рівні; все це підкуповує недосвідчених споживачів. Іноземним фірмам використання таких камер надзвичайно вигідно, оскільки ці камери орієнтовані на сушіння до транспортної вологості і сприяють збільшенню потоку пиломатеріалів з Росії.
Міф 5. Сушіння деревини у вакуумі найякісніше і найшвидше
Вакуумна сушарка – це сушіння в середовищі зі зниженим тиском. Принцип дії камери грунтується на зниженні температури кипіння води при зниженні тиску. Залежно від способу нагрівання пиломатеріалів камери поділяють на вакуум-діелектричні, вакуум-конвективні, вакуум-аеродинамічні та інші. При вакуумному сушінні тривалість процесу в порівнянні з конвективними сушильними камерами скорочується у 3-5 разів на сортиментах великого перерізу, а також важко сохнучих пиломатеріалів твердолистяних порід. На хвойних і м’яколистяних породах нормальної товщини прискорення процесу сушіння незначне. Процес завантаження-вивантаження у цих камер досить трудомісткий і поки не піддається автоматизації і механізації; відсутні чітко обґрунтовані режими і технологічні рекомендації. Як правило, обсяг разового завантаження не перевищує 5-10 м3, а вартість в 4-5 разів вища, ніж у традиційних сушильних камер.
Сушіння в вакуумі відбувається в умовах вище точки кипіння води при відповідному тиску. Це означає переміщення вологи з центру сортименту на поверхню переважно у вигляді парової суміші, як при високотемпературній сушці при звичайному тиску. Процес більш інтенсивний і вимагає більш ретельного і точного дотримання режиму через більш високу ймовірність помилки, яка може привести до псування деревини.
Міф 6 . Деревина, висушена в конденсаційній сушарці, дуже високої якості
Конденсаційні сушильні камери принципово не відрізняються від звичайних сушильних камер і відносяться до одного класу – конвективних, камерних, повітряних, тобто агентом сушіння в них служить вологе і нагріте повітря. Традиційна схема сушіння така: частина агента сушіння видаляється з камери через витяжний канал, а під дією розрядження в камеру через припливний канал поступає свіже повітря. Відношення кількості повітря, що видаляється з камери, до кількості повітря, циркулюючого в камері (кратність повітрообміну), визначає вологість агента сушіння. Схема роботи конденсаційної камери полягає в наступному: агент сушіння проходить через теплообмінники і нагрівається, а коли проходить через штабеля – насичується вологою з деревини і охолоджується.
Далі агент проходить через холодильний агрегат, в якому надлишок вологи конденсується і видаляється з сушильної камери в рідкій фазі.
В сушильних камерах даного типу, як правило, відсутні режими. Застосовується тільки стабілізація температури з рівнем не вище 50°С (найчастіше 40°С). Це пов’язано з особливостями використовуваних холодоагентів, які розкладаються при більшій температурі. При такому рівні температур не відбувається стерилізації деревини – вона може уражатися грибками; зниження рівня гігроскопічності не спостерігається – тобто деревина легко набирає вологу з повітря і змінює свою вологість.
Таким чином, відмінність полягає лише в способі видалення надлишку вологи з камери і тому при рівному гідротермічному впливі на висушуваний матеріал тривалість і якість сушіння будуть однакові в обох типах сушильних камер. Тривалість процесу сушіння пиломатеріалів з сосни товщиною 50мм від 60 до 80% при 50°С становить 15 діб, а при 40° С – 21 добу.
Можна сказати, що конденсаційні камери мають певну нішу – сушка товстих і важко сохнучих сортиментів твердолистяних порід. Крім того, конденсаційні сушильні камери з великим об’ємом завантаження (50-100 м3) можна рекомендувати для підсушування пиломатеріалів до транспортної вологості. Для масової сушки до експлуатаційної вологості конденсаційні камери значно дорожчі традиційних конвективних і економічно невигідні.
Міф 7. Опубліковані в КТМ (Керівні технічні матеріали, основні правила по камерній сушці пиломатеріалів) режими повинні строго використовуватися для будь-якого підприємства
Режими по ГОСТ 19773-84 створені для сушильних камер, що використовують в якості теплоносія і витратного матеріалу для системи зволоження технологічний пар. Цим обумовлені відповідні рекомендації з вибору параметрів ступенів початкового прогріву, проміжної і кінцевої вологотеплообробки, кондиціонування.
На сьогодні технологічна пара є у дуже обмеженого числа підприємств. Рекомендовані рівні температур реально недосяжні, якщо використовувати в якості теплоносія гарячу воду. При використанні холодної води в системі зволоження високий ступінь насиченості виявився завищеним. Крім того, створені режими для конкретного типу сушильних камер: періодичної і безперервної дії, газових і високотемпературних, з прямим і інжекційним спонуканням агента сушіння. Тому підприємства часто користуються режимами, передбаченими для іншого типу сушильних камер.
Міф 8. Немає необхідності в навчанні персоналу
Купуючи сушильну камеру для свого виробництва, багато керівників не замислюються про навчання персоналу роботі з нею, вважаючи систему автоматизації процесу повною заміною людині. На практиці виходить не зовсім очікуваний від сушильної камери результат; справа в тому, що технологія сушіння пиломатеріалів специфічна і володіє нюансами при сушінні різних порід деревини.
Сучасні сушильні камери – це складний технологічний агрегат, що вимагає правильної експлуатації. Це в свою чергу дозволяє ефективно використовувати енергоресурси, а від цього залежать загальні витрати на сушіння. Крім того, від умілих і правильних дій оператора безпосередньо залежить і довговічність всіх систем сушильної камери.
