Сравнение сушилок непрерывного и периодического действия

2. Упрощение  обслуживания  вследствие  того,  что  состояние  воздуха,  оставаясь постоянным  после  отрегулирования  режима  сушки какого  либо  определенного материала,  проходящего через все ступени установленного  по  длине тоннеля режима (расписания сушки), не требует частых изменений.

3.  Постепенность  поступления   материала  после  сушки;  через  определенные промежутки  времени  из  сушила  выкатывается  тележка  с  высушенным  материалом  и загружается одна тележка  с влажным  материалом. Обратное  явление наблюдается при сушке   в  сушилах  периодического  действия,  которые  единовременно   целиком загружаются  и   разгружаются;  однако  и  здесь,  при  наличии  большого  количества  сравнительно  небольших камер  и  при тщательной  организации   дела,  возможно,  также наладить некоторую постепенность поступления высушенного материала.

При прочих равных условиях применение сушилок непрерывного действия имеет те  преимущества,  что  они  не  требуют  большой  территории  для  складов  сырого материала,  а  при  правильной  увязке  работы  сушилки  с  производством,  отпадает необходимость постройки  дополнительных складов для сухого материала.

4. Сушилка  непрерывного  действия  с  продольным  движением  воздуха  более выгодна  в смысле расхода тепла при сушке свежесрубленного материала. Если рабочий воздух,  поступая  в  сушилку  с  сухого  конца,  отводится  в  сыром  его  конце  почти  в насыщенном  и  охлажденном  виде,  то  это  значит,  что  рабочий  воздух  совершил  всю возможную для него работу по испарению влаги. В сушилах периодического действия имеет  место  обратное  явление,  а  именно,  отработанный  воздух  уходит  из  сушила  в ненасыщенном  состоянии,  причем,  в  конце  процесса  он  имеет  сравнительно  высокую температуру, вследствие чего теряется большое количество тепла; аналогичное явление  наблюдается  и  в  сушилах  непрерывного  действия  при  досушке  уже предварительно подсушенного материала.

Мнение  относительно  выпуска  воздуха  из  камерных  сушил  в  состоянии незначительного  насыщения, и благодаря этому  наличия в них больших потерь тепла с отходящим  воздухом,  принципиально  неверно  и  не  может  распространяться,  как  правило,  на  все  камерные  сушилки.  Это  зависит  в  каждом  отдельном  случае  от  ряда причин,  главным  образом  от  конструкции  камеры.  Сушила  периодического  действия имеют следующие преимущества:

1. В противоположность  сушилам непрерывного действия, требующим длинных построек  и   дверей  с  обоих  концов  здания,  сушила  периодического  действия ограничиваются  дверьми   с  одной  стороны  и   сравнительно  коротким  зданием.  Таким образом, эти сушила не требует так много места, как сушила непрерывного действия.

2. Сушить периодически  можно и небольшие партии, в  сушилах же непрерывного действия  для  получения  хороших   результатов  необходимы  полная  загрузка  и непрерывность работы.

3. Если необходимо сушить  одновременно разный по сорту, толщине и степени влажности материала,  то  в сушилах непрерывного  действия  невозможно  получить хорошие результаты.  При камерной  же  сушке каждая  камера  загружается исключительно однородным  материалом,  вследствие  чего  возможен  индивидуальный подход к сушке того или иного лесоматериала.

4.  Процесс  сушки   ничем  не  нарушается,  в   сушилах  же  непрерывного  действия при каждой загрузке  и разгрузки вагонетки открываются  двери, что, безусловно, мешает  нормальному развитию процесса  сушки. 

5.  Процесс  сушки   может  быть  тщательнейшим   образом  подобран  к  каждому  сортименту и породе, вследствие  чего получаются и значительно  лучшие результаты.

6. Лесоматериал,  если  это  вызывается  необходимостью,  может  быть  увлажнен или   оставлен  после  сушки  на  некоторое  время  в  сушиле  для  остывания.  В  сушилах  непрерывного  действия  напротив,  какую-либо  особую  обработку   части  загруженного материала  производить не представляется  возможным. 

 

 

 

 

 

 

 

3 Сравнение сушилок вентилируемых и конденсационных сушилок

 

Большая хозяйственная целесообразность применения той или иной  конструкции  зависит  от  целого  ряда  привходящих  обстоятельств,  вследствие  чего  какого-либо определенного  суждения  по  этому  вопросу  быть  не  может.  Стоимость  постройки вентилируемого  сушила  ниже,  чем  конденсационного,  т.к.  отпадают  расходы  на дорогостоящее устройства  последнего.

Понижение  влажности  воздуха  в  вентилируемых  сушилах  производится исключительно  путем  добавления  того  или  иного  количества  наружного  воздуха.

Благодаря  этому,  создается  некоторая  зависимость  от  состояния  этого  наружного воздуха:  конденсационные  сушила  совершенно  не  зависят  от  каких  либо  внешних факторов, а потому в них возможно более  тщательное регулирование процесса сушки, необходимость которого тем  большая, чем труднее лесоматериал поддается сушке. 

Сказать  что-либо  определенное  об  эксплуатационных  расходах,  как  на  этих сушилах,  так  и  на  других  трудно.  Согласно  многочисленным  наблюдениям,  качество материала,  получаемое  при  сушке  в  конденсационных  сушилах,  почти  полностью перекрывает  высокую  стоимость  постройки  последних  и  их  дополнительные эксплутационные расходы.

Конденсационные  сушилки  в  России  получили  значительное  распространение, имеющиеся  же  в  большинстве  случаев,  страдают  некоторыми  конструктивными  недостатками.  Большое  распространение  этих  сушил  объясняется,  главным  образом, существующим  до  сих  пор  мнением  об  экономической  нецелесообразности  их постройки.  Однако,  как  указывалось  выше,  все  дополнительные,  по  сравнению  с другими  типами  сушил,  расходы  покрываются  за  счет  получения  сухого  материала  в больших объемах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Различные современные способы сушки древесины

4.1 Атмосферная сушка

Атмосферная  сушка  является  наиболее  доступным  способом  обезвоживания древесины. Известно, что атмосферно высушенная древесина  может эксплуатироваться многие столетия, если ее повторно не увлажнять.

Атмосферная сушка является наиболее дешевым способом, и раньше она была основной на лесопильных  предприятиях. Она не требует таких  капитальных затрат как камерная, но для нее нужны большие площади  и большой запас материала.

Основным  недостатком  атмосферной  сушки  является  то,  что  процесс неуправляем:  в  районах  с  повышенной  влажностью  воздуха  повышается  вероятность  поражения пиломатериалов грибами, а на юге (от сильной жары) - растрескивания. 

Разложение древесины  грибами происходит при ее влажности  выше 22 %, и это граничное значение (22 %) считается «пределом биостойкости».  

Правила  атмосферной  сушки  и  хранения  пиломатериалов  регламентированы государственными стандартами: для пиломатериалов хвойных пород - ГОСТ 3808.1-80; для пиломатериалов лиственных пород - ГОСТ 7319-80.  

По  правилам,  атмосферная  сушка  проводится  в  штабелях,  укладываемых  на специальных фундаментах (высотой 550 мм при грунтовом покрытии или 200 мм при бетонном или асфальтном покрытии подштабельной территории, если высота снежного покрова обычно  не  превышает 250 мм)  Фундамент выполнятся,  как правило,  из железобетонных  опор  площадью  не  менее 400 х 400 мм.  Можно использовать деревянные опоры, предварительно пропитав их антисептическим составом. Расстояние между центрами опор должно быть 1,0-1,7 м по длине и 1,3-1,4 м по ширине штабеля.  

Состояние  сушильного  агента (воздуха) - нестабильно,  на  него  оказывают влияние  климатические  условия,  время  года  и  суток.  В  результате  взаимодействия воздуха  и  высыхающей  древесины  на  складах  создается  своеобразный  микроклимат: воздух имеет пониженную температуру, повышенную влажность  и небольшую скорость циркуляции.  Поэтому  процесс  атмосферной  сушки  длительный.  Древесина  высушивается  до  влажности 12- 20 % в  зависимости  от  климата (температуры  и влажности воздуха), породы и  толщины материала.  

Можно  ускорить  процесс  путем  применения  более  разреженной  укладки, размещения  штабелей  в  соответствии  с  господствующим  направлением  ветра,  или принудительной  циркуляцией  воздуха  с  помощью  вентиляторов.  Ускорение  сушки,  с одной  стороны,  сильно  снижает  возможность  появления  химических  и  прокладочных окрасок, синевы и  гнили, но с другой стороны, способствует снижению относительной влажности  воздуха,  что  приводит  к  увеличению  остаточных  напряжений.  Ускоренная атмосферная  сушка  позволяет  довести  материал  до  влажности 20-30 % за  время, составляющее от 1/2 до 1/4 продолжительности обычной атмосферной  сушки.

Для  снижения  вероятности  заражения  древесины  грибами  и  плесенью  в начальный  период  ее  необходимо  защищать  антисептиками (рис. 1).  Сам процесс осуществляется  опрыскиванием,  т.  е.  поверхностным  нанесением  или  глубокой пропиткой, путем окунания досок и пакетов в автоклавах.

Рисунок 1. Начальный  период  подготовки древесины

 

4.2 Вакуумная сушка

ВАКУУМНАЯ СУШКА – технология  «Вакуум плюс». 

Сушильная камера (рис. 2) представляет собой цилиндрический корпус диаметром 2000 мм, длиной 7800 мм с рабочим тамбуром. Теплоизоляция корпуса — минеральная вата толщиной 200 мм.  Длина штабеля, загружаемого  в камеру, — 6000+300  мм.  Штабель формируют на  тележке,  перемещаемой  при загрузке  и выгрузке  камеры  по направляющим. Пиломатериалы укладывают на калиброванные по толщине прокладки толщиной 25 мм,  шириной 30–40 мм  со  шпацией.  Поперечное  сечение штабеля благодаря установке криволинейных направляющих  по  длине тележки не прямоугольное,  а повторяет форму поверхности цилиндра.  За  счет  этого достигается наибольшая полезная емкость. На внутренней цилиндрической поверхности камеры в ее нижней части расположены трубы, предназначенные для нагрева штабеля, обогреваемые горячей водой.  В верхней части камеры установлен желоб с трубопроводом холодной воды от водопроводной сети для конденсации пара. Конденсат отводится по желобу в приемные  баки (два  приемных  бака  по 70 литров  каждый).  Вода  подается  от электронагревателя,  установленного  в  рабочем  тамбуре,  там  же  находятся циркуляционный  насос,  вакуум-насос,  электрощит  с  измерительными  приборами  для контроля процесса сушки, группа защиты системы обогрева камеры, приемные баки для конденсата.  В  процессе  сушки  производят  измерение  температуры  в  камере  и  воды  в системе  теплоснабжения,  влажности  пиломатериалов,  давления (вакуума)  в  камере.

Рисунок 2. Сушильная камера

 

Технология сушки пиломатериалов в общих чертах включает следующие  этапы.

1 этап. Стадия пропарки. Производит- ся откачка воздуха, создание вакуума с давлением 0,04 МПа при температуре 45–50°С. Происходит прогрев материала паром, выделяемым из  материала и нагретым  трубами — калориферами.  Теплообмен  между паром и штабелем  осуществляется  за  счет  естественной  конвекции (нагрев  пара  происходит главным образом в нижней части штабеля), ускоренной за счет интенсивной диффузии пара  в вакууме.  Прогрев проводят  в течение 12–24 часов при отключении  подачи холодной воды в конденсатор. Кипение влаги внутри древесины не происходит, так как ее температура ниже температуры кипения при данном давлении (t < tr = 76°C). За счет испарения части влаги из  материала давление  в камере  растет,  достигая  при степени насыщения пара  ≈0,05  МПа,  при этом  изменение влагосодержания материала незначительно:  так при загрузке 8 м3  дубовых пиломатериалов  с влажностью 60% изменение их влагосодержания не превышает 0,5%. В этом случае можно считать, что

начальный  прогрев  и  пропарка  проходят  практически  при  стабильной  влажности пиломатериалов. Однако за счет более интенсивного испарения влаги при пониженном давлении возможно повышение давления пара внутри древесины — более 0,05 МПа. В этом случае выход пара в  окружающую среду приведет к повышению его давления выше давления насыщения Рп > Рн, частичной его конденсации и увлажнению поверхности пиломатериалов.

2 этап. Сушка. При температуре  в камере 60°С и давлении 0,06 МПа подают холодную воду в конденсатор, увеличивая интенсивность теплоотдачи материалу. Скорость сушки можно регулировать  за  счет  изменения температуры и давления  в камере  и степени насыщенности пара, используя периодическое включение вакуум-насоса и охлаждающей воды. Скорость естественной конвекции составляет 0,6-1,0 м/сек (рис. 3).

 

Рисунок 3. График  зависимости  температуры  кипения  воды  от  давления  среды

3 этап. Промежуточная  влаготеплообработка.  Проводится  при температуре в камере 70°С  и давлении 0,09 МПа после достижения  материалом  влажности 25–30%.  

4 этап. Окончание процесса сушки. Происходит снижение влажности материала до 5,0–6,0%,  используются те  же  способы  регулирования,  которые  применялись  при  сушке  с влажностью  выше 25–30%. По  достижении  конечной  влажности  выключают циркуляцию теплоносителя, циркуляцию холодной воды, останавливают вакуум-насос.