Как сушить мореный дуб. Как правильно сушить мореный дуб: камерный, инфракрасный и вакуумный способы

Мореный дуб – это одна из самых драгоценных пород и ценнейший ресурс, который широко используют для изготовления декоративных и художественных изделий. Он имеет отличные эстетические характеристики, повышенную твердость, но и большую стоимость, обусловленную сложностью процесса сушки. Из-за большой плотности структуры, получить качественную мореную древесину при естественной сушке довольно проблематично. Но современные технологии позволили сушить древесину с учетом всех особенностей материала за небольшой период времени и с минимальным процентом брака.

Особенности обработки мореного дуба

Добыча и переработка мореного дуба – это нестандартный процесс который сильно отличается от заготовки ели, сосны или другой обычной древесины. Заготовку данного материала могут проводить в естественных условиях при добыче торфа или глубинных работах в речных руслах. В первом случае добыча древесины осуществляется в процессе разработки торфянника. Во втором случае залежи дуба определяют тщательной разведкой речных русел, а добычу назначают только на время самого низкого уровня воды в реке.

Помимо естественных методов, для получения мореного дуба используют простую, но многоэтапную технологию заготовки материала в специальных цехах.

В результате длительного пребывания под толщей воды дуб приобретает благородный темный окрас и плотность, сравнимую с железом. Для его распила подходит только твердосплавный инструмент. При этом, чем суше материал, тем тверже он становится.

Из-за высокой естественной влажности мокрого дуба, достигающей 117%, его вес составляет 1500 кг на 1 куб. Это затрудняет его транспортировку, поэтому распил дерева осуществляют практически сразу после того как его вынули из воды, и только затем отправляют его на усушку. Мореное дерево сложно переносит воздействие большого потока горячего воздуха и прямого попадания солнечных лучей, и при естественном высушивании требует стабильной температуры, хорошей вентиляции и огромного количества времени. Но современные технологии позволили сушить материал качественно и в максимально короткие сроки, с помощью следующих методов:

• импульсного;
• вакуумного (камерного);
• инфракрасного;
• адсорбционного.

Некоторые утверждают, что неестественная сушка приводит к осветлению материла, но при сушке в естественных условиях это также возможно. При этом, в отличие от последнего варианта, камерная технология экономит время, увеличивая производительность, и снижает вероятность появления трещин. Чтобы уменьшить возможную деформацию древесины, перед сушкой ее рекомендуется предварительно поместить на 2 часа в химический раствор проникающего действия. Но, даже с такой подготовкой, необходимо точно отслеживать допустимую температуру, которая может варьироваться от 25 до 50°С.

Основные этапы обработки

Чтобы минимизировать общий процент брака, каждая технология сушки мореного дуба требует соблюдения определенной этапности. Несоблюдение пошаговой методики приведет к внутреннему напряжению материала, что сделает его хрупким и спровоцирует формирование трещин.

Импульсная технология

Импульсная методика подразумевает воздействие на пиломатериал током. Эта технология считается наиболее эффективной, так как гарантирует равномерную сушку мореной древесины без деформации. Но, она имеет один весомый недостаток – высокие затраты при заготовке больших объемов материала. Импульсная сушка включает в себя два основных этапа:

1. Подключение двух и более проводников с торцевых сторон каждой заготовки.
2. Присоединение свободных концов проводников к прибору, подающему ток в импульсном режиме. Под его воздействием древесина постепенно высыхает и доводится до необходимого уровня влажности.

Если для масштабных заготовок мореного дуба этот метод не подходит, то для усушки единичных экземпляров он вполне приемлем. Тем более, что устройство такого типа можно собрать самостоятельно, обладая специальными знаниями или имея определенные навыки монтажа электрического оборудования.

Сушка в вакуумной камере

Для сушки данного типа используют камеры, где из древесины выводится влага благодаря воздействию низкого атмосферного давления. Весь процесс должен проходить в следующем порядке:

1. Пиломатериал выдерживают в антисептическом растворе с проникающим действием не менее чем 2 часа.
2. Подготовленный дуб помещают в камеру для сушки при постоянной влажности 50% и температуре 25°С в зависимости от толщины заготовок на 5–10 суток.
3. По истечению этого срока, древесину перемещают в полностью герметичный отсек, для повторной обработки антисептиком и сушки при влажности до 25% и температуре не больше 25% в течение 10 суток.

Таким образом, древесина всего за месяц высыхает до необходимой влажности с изменением цвета от 2 до 7%. К недостаткам вакуумной технологии можно отнести сложность данного процесса и большие расходы на электроэнергию.

Инфракрасная сушка

Сушка с помощью инфракрасных лучей считается одной из самых щадящих. Она позволяет просушивать пиломатериал равномерно без его нагрева и деформации. Благодаря доступности оборудования и небольшой энергозатратности, данный метод успешно используется как на больших предприятиях, так и в домашних условиях. Для этого необходимо приобрести лишь несколько инфракрасных обогревателей, которые затем размещают на заранее смонтированной металлической или деревянной раме. После возведения конструкции, сушка проводится в несколько этапов:

1. Дуб вымачивают в растворе с антисептиком не меньше 3 часов.
2. Затем его располагают на ровной поверхности, таким образом, чтобы тепло от инфракрасных обогревателей распределялось между заготовками.
3. Для получения равномерной сушки, пиломатериал переворачивают один раз в час. Высыхание заготовки происходит с одинаковой влажностью по всей глубине и длине.

В период сушки влажность определяется ручным способом с помощью влагомера. По достижению нужной влажности, древесине дают отлежаться около 4 суток, располагая ее в прохладном помещении с влажностью до 25%.

Адсорбционный метод

Адсорбционный метод относится к самым древним технологиям. Его основным преимуществом является доступность применения в домашних условиях. Для сушки адсорбцией, древесину дуба помещают в материал, который хорошо впитывает влагу. В качестве такого материала может использоваться обычная газетная бумага, но чаще всего применяют специальные гранулы с минеральным составом. Сушка с помощью адсорбентов производится в несколько шагов:

1. Предварительное замачивание пиломатериала в антисептическом растворе на 3 или 4 часа. Для данной процедуры подойдут только антисептики, у которых полностью отсутствует отбеливающее действие. В ином случае, дуб потеряет свой темный ценный цвет.
2. Извлечение породы из раствора и просушивание бумагой.
3. Затем древесину помещают в сухое помещение с хорошей вентиляцией и оборачивают в 3–4 слоя бумаги.

Для того чтобы обеспечить высокое качество просушки, мореный дуб каждый день разворачивают и покрывают новыми листами бумаги. Сушка адсорбционным методом занимает от 1 до 2 месяцев. За это время дерево доходит до нужных показателей важности, полностью сохраняет свой оттенок и не растрескивается.

Резюмируем

Правильная сушка мореного дуба требует не только знаний всех особенностей этого материала, но и точного соблюдения технологий. Только в этом случае промышленное и домашнее производство древесины будет успешным, поддерживая производительность на самом высоком уровне.

Просим Вас, по возможности, выслать нам рекомендации по сушке дуба (на какие особенности при сушке данного вида древесины стоит обратить внимание).

Заранее благодарим,

С уважением,

Наталья Титова

Технология сушки древесины дуба принципиально не отличается от технологии сушки хвойных и мягколиственных пород. Отличительной особенностью является то, что при переходе с одной ступени сушки на другую необходимо выравнивать влажность отдельных досок в штабеле, учитывая, что сушка ведется по самому влажному материалу. Процесс сушки древесины в сушильной камере разбит на несколько этапов: I. Начальный прогрев древесины. II. Собственно сушка древесины. III. Влаготеплообработка. IV. Кондиционирование. Сушка всегда начинается с прогрева древесины независимо от начальной влажности пиломатериалов. Во время прогрева в камеру подают воду (пар) через увлажнительные трубы при включенных теплообменниках, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах. Влажность агента сушки поддерживают на уровне близком к состоянию насыщения. После прогрева дополнительно измеряется влажность пиломатериалов, по которой судят с какой ступени начинать собственно сушку. Следует учитывать, что сушка ведется по самому влажному материалу. Запрещено переходить на другую ступень сушки пока влажность всех досок не достигла переходной влажности. Непосредственно сама сушка древесины разбита на ступени. В начальной стадии процесса необходимо поддерживать малую величину перепада влажности толщине, что достигается применением сушильного агента с высокой степенью насыщения. По мере высыхания древесины степень насыщения целесообразно понижать, чтобы довести материал до заданной конечной влажности. О переходе со ступени на ступень при наличии влагомера судят по его показаниям. Температуру среды к концу сушки следует повышать. При снижении влажности повышение температуры не вызовет снижения прочности, но в то же время существенно ускорит процесс. Собственно сушка оканчивается по достижению конечной влажности по данным всех датчиков. Далее переходят на ступени влаготеплообработки и кондиционирующей обработки. Влаготеплообработка необходима для снятия или уменьшения "остаточных" внутренних напряжений, возникающих в древесине при сушке. Для создания среды повышенной влажности в сушильное пространство камеры подают: пар или распыленную воду при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах. Влажность агента сушки поддерживают на уровне близком к состоянию насыщения. При сушке твердолиственных пород кондиционирующая обработка обязательна. Кондиционирование проводиться для выравнивания влажности древесины по объему штабеля и толщине пиломатериалов. В сушильной камере, с помощью калориферов и увлажнительных устройств, поддерживается такое состояние среды, при котором недосушенные сортименты подсыхают, а пересушенные увлажняются. После выравнивания конечной влажности пиломатериалов, штабеля необходимо охладить при закрытой двери и открытых приточно-вытяжных каналах. Летом допускается включение вентиляторов.

Аралова О.В. (ВГЛТА, г.Воронеж, РФ)

Shrinkage of a wood fumed oak’s values that was subjected to preliminary thermochemical processing and raw are investigated. Conformities to the law of influence to processing modes on shrinkage size are established.

Древесина дуба морёного имеет очень красивый внешний вид, и по этой причине является ценным, декоративным материалом. Из этого материала изготавливают высокохудожественные изделия и поделки. В последнее время отмечается увеличение спроса на древесину дуба мореного.

Высокая цена на этот материал обусловлена сложностью его добычи, хранения и переработки. Пожалуй, наибольшие проблемы в технологии переработки древесины связаны с процессом её сушки. Традиционные способы не обеспечивают высококачественную сушку древесины дуба мореного.

В течение ряда лет на кафедре древесиноведения Воронежской государственной лесотехнической академии проводились исследования по разработке технологии сушки древесины дуба мореного. Разработанная технология камерной сушки с предварительной термохимической обработкой обеспечивает качественную сушку древесины дуба мореного. Древесина, высушенная таким способом отличается высокой формоустойчивостью.

Однако в процессе предварительной термохимической обработки на поверхности древесины образуется тонкий слой гигроскопического раствора, который оказывает влияние на гигроскопические свойства древесины.

Одним из основных физических свойств древесины, влияющих на размерность изделий и зависящих от количества поглощенной влаги древесины, является усушка. Целью данной работы явилось исследование величины усушки древесины обработанной этим способом.

Экспериментальные исследования проведены на древесине дуба мореного, изъятого из р. Воронеж.

Отбор древесины был проведен согласно ГОСТ 16483.21−72. Из круглых лесоматериалов древесины дуба мореного были выпилены заготовки сечением 20х20 мм для последующих исследований.

Одна часть образцов, размером 20×20×60 мм последний вдоль волокон, была подвергнута предварительной термохимической обработке в гигроскопическом растворе в течение 3 часов. Затем все обработанные заготовки были распилены на образцы размером 20х20х30 мм последний вдоль волокон. Вторая часть заготовок не обработанных, распиливалась на образцы того же размера и использовалась для контроля. Затем образцы были помещены в эксикаторы, на дно которых была налита серная кислота заданной концентрации для поддержания заданной относительной влажности воздуха.

Эксикаторы с раствором кислоты и образцами над ней были помещены в сушильный шкаф, в котором поддерживалась постоянная температура 50 °С, 80 °С и 20 °С. Относительная влажность воздуха в эксикаторах поддерживалась 52-54 %.

Результаты экспериментов по определению усушки представлены на рис. 1 и 2.

Рисунок 1- Зависимость усушки термохимически обработанной древесины дуба мореного в тангенциальном направлении от влажности, при различных температурах сушки

Рисунок 2- Зависимость усушки необработанной древесины дуба мореного в тангенциальном направлении от влажности, при различных температурах сушки

Анализ результатов показывает, что усушка термохимически обработанной древесины по сравнению с необработанной существенно меньше. Наибольшее уменьшение усушки наблюдается при сушке температурой около 50 °С. В этом случае величина усушки для обработанной древесины составила 3 ,5 % и 7,2 % – для необработанной. При температуре сушки равной 80 °С, усушка составила 6,1 %, а при атмосферной сушке в комнатных условиях (20 °С) величина усушки составила 7,1 %.

Для необработанной древесины усушка при температурах 20 °С и 80 °С составила соответственно 8 % и 8,5 %. Наименьшая усушка древесины дуба мореного, а следовательно и большая его формоустойчивость проявилась при сушке с температурой 50 °С, как для обработанной, так и необработанной древесины.

Анализ характера усушки древесины дуба мореного при температуре – 20 °С, 50 °С и 80 °С и относительной влажности воздуха 52-54 % показал, что величина усушки древесины дуба мореного такая же как и как и у натурального дуба. Минимальная усушка древесины дуба мореного наблюдается при сушке температурой 50 °С и относительной влажности воздуха 52-54 %. Максимальная – при сушке в естественных условиях (температура 20 °С и 80 °С, и относительной влажности воздуха 52-54 %. Максимальная усушка в естественных условиях объясняется отсутствием внутренних напряжений сдерживающих усушку. При высокой температуре и относительной влажности воздуха 52,5 % увеличение усушки предположительно объясняется появлением коллапса, как и у натуральной древесины дуба за счет разрушения некоторых анатомических элементов.

Таким образом, результате выполненных экспериментальных исследований установлено, что для снижения величины усушки и повышения формоустойчивости изделий из него, древесину дуба мореного целесообразно подвергать предварительной термохимической обработке и сушке до требуемой конечной влажности в камерах при температуре около 50 °С. Образующийся на поверхности слой (около 0,5 мм) из гигроскопического раствора легко удаляется последующей механической обработкой.

Литература

1. Курьянова, Т. К., Платонов, А. Д., Петровский, В. С. Сушка твердых лиственных пород с предварительной термохимической обработкой [Текст] / Т. К. Курьянова, А. Д. Платонов, В. С. Петровский //Лесной журнал. – 2004. - №4. – С.58–63.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к технологии сушки древесины мореного дуба, и может быть использовано, например, при производстве мебели. Для осуществления способа на первом этапе заготовки из древесины мореного дуба помещают в автоклав и проводят гидротермическую обработку сухим насыщенным паром при нагреве до температуры 120-122°С и под давлением 1,4-1,5 атм с выдержкой, соответственно, в течение 1-2 часов. На втором этапе нагретые заготовки помещают в раствор хлорида натрия при температуре 20-22°С и выдерживают при атмосферном давлении в течение 1,5-2,5 часов. Извлеченные из раствора заготовки помещают в конвективную лесосушильную камеру и проводят конвективную сушку до конечной влажности древесины заготовок 7,9-8%. В зависимости от толщины заготовок выбираются режимы сушки. Изобретение должно сократить продолжительность сушки и улучшить качество.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к технологии сушки древесины дуба мореного, и может быть использовано, например, при производстве мебели.

Технологические процессы получения высококачественного высушенного пиломатериала и заготовок из мореного дуба характеризуются сложностью, большой продолжительностью.

Существует несколько подходов в решении этой проблемы. Один из них представляет конвективную сушку пиломатериалов низкотемпературными режимами в камерах периодического действия и включает технологические операции прогрева, сушки, влаготеплообработки и кондиционирования древесины. Известная технология предусматривает ступенчатое изменение параметров сушильного агента в зависимости от влажности древесины ("Руководящие технические материалы (РТМ) по технологии камерной сушки древесины". - Архангельск, 2000 г.).

Известен способ сушки трудно сохнущих древесных пород, в том числе дуба, усовершенствующий известную технологию (описание к патенту RU 2263257, МПК 7 F26B 1/00, F26B 3/04, 19.04.2004, прототип). Для ускорения процесса сушки и исключения трещинообразования в известном способе дополнительно предусматривается формирование на наружной поверхности заготовок слоя гигроскопического вещества, обеспечивающего оптимальный перепад влажности между наружной и внутренней поверхностью заготовок в процессе ступенчатой конвективной сушки. Для этого перед конвективной сушкой с четырехступенчатым повышением температуры осуществляют проварку пиломатериалов при атмосферном давлении в 15-17%-ном растворе хлорида натрия в течение 2,5-3,0 часов.

Известный способ отличается большой продолжительностью и не обеспечивает высокого качества высушенных заготовок. Это объясняется тем, что не учитывается в полной мере специфика древесины дуба мореного, связанная с наличием тил в сосудах, препятствующих удалению влаги из древесины, и достижением максимальной влажности из-за длительного пребывания в пресной проточной воде.

Кроме того, операция проварки в известном способе требует дополнительных затрат на улучшение условий производства, в частности, на вентилирование производственных помещений.

Задача изобретения - разработка эффективного технологического процесса сушки древесины дуба мореного.

Технический результат от использования изобретения - сокращение продолжительности сушки, повышение качества высушенных заготовок и улучшение условий производства.

Технический результат достигается тем, что в способе сушки древесины дуба мореного, предусматривающем гидротермическую обработку в растворе хлорида натрия и конвективную сушку, гидротермическую обработку проводят в два этапа, при этом на первом этапе осуществляют нагрев в автоклаве сухим насыщенным паром с выдержкой в течение 1-2 ч при температуре 120-122°С и давлении 1,4-1,5 атм, а на втором - нагретую древесину погружают в раствор хлорида натрия температурой 20-22°С и выдерживают при атмосферном давлении в течение 1,5-2,5 часов.

Сущность технического решения заключается в том, что на этапе нагрева древесины в автоклаве сухим насыщенным паром с выдержкой при температуре 120-122°С и давлении 1,4-1,5 атм создаются условия для разрушения тил в древесине дуба мореного и при проведении последующих этапов сушки создаются условия для беспрепятственного удаления влаги из древесины. Время выдержки выбирается опытным путем в зависимости от размера заготовок и начальной влажности древесины в пределах интервала 1-2 часа, являющегося оптимальным для разрушения тил в выбранном режиме обработки в автоклаве.

На втором этапе при погружении нагретой древесины в раствор хлорида натрия при температуре 20-22°С и атмосферном давлении за счет разницы температур и внешнего давления в процессе выдержки создаются благоприятные условия не только для формирования гигроскопического слоя на наружной поверхности заготовок, но и удаления влаги из древесины. Двухэтапное проведение гидротермической обработки древесины дуба мореного в выбранных режимах позволяет снизить начальную влажность заготовок перед конвекционной сушкой по сравнению с прототипом на 2-3% и значительно сократить продолжительность процесса сушки. Так, при ступенчатом процессе конвективной сушки количество ступеней повышения температуры сокращается как минимум на одну.

Примеры осуществления способа.

Три партии заготовок из древесины дуба мореного в форме брусков размером 19×100×500 мм, 32×100×500 мм и 50×100×500 мм с начальной влажностью W н =90% на первом этапе гидротермической обработки помещали в автоклав и проводили гидротермическую обработку сухим насыщенным паром, осуществляя их нагрев до температуры 120-122°С и дальнейшую выдержку под давлением 1,4-1,5 атм соответственно в течение 1 часа для первой партии, 1,5 часа - для второй и 2 часа - для третьей.

Из автоклава нагретые заготовки помещали в раствор хлорида натрия с концентрацией 15-17% при температуре 20-22°С и выдерживали при атмосферном давлении первую партию в течение 1,5 часов, вторую в течение 2 часов и третью - 2,5 часов.

Извлеченные из раствора заготовки помещались в конвективную лесосушильную камеру.

Сушку первой партии осуществляли при температуре 64°С. По достижении заготовками влажности 8% сушку прекращали. Время сушки составило 18 часов.

Сушка второй и третьей партий заготовок проводилась с трехступенчатым повышением температуры агента сушки. Режимы сушки выбирали согласно "Руководящих технических материалов (РТМ) по технологии камерной сушки древесины", - Архангельск, 2001 г., осуществляя переход на следующую ступень повышения температуры агента сушки по мере уменьшения текущей влажности древесины до значения переходной относительной влажности. Конечная влажность древесины заготовок в партиях составляла 7,9%. Продолжительность сушки для второй партии заготовок составила 2,5 суток, третьей - 4 суток.

Высушенные заготовки во всех партиях соответствовали второй категории качества.

Способ сушки древесины мореного дуба, предусматривающий гидротермическую обработку и конвективную сушку, отличающийся тем, что гидротермическую обработку проводят в два этапа - на первом осуществляют нагрев в автоклаве сухим насыщенным паром с выдержкой в течение 1-2 ч при температуре 120-122°С и давлении 1,4-1,5 атм, на втором - нагретую древесину погружают в раствор хлорида натрия с температурой 20-22°С и выдерживают при атмосферном давлении в течение 1,5-2,5 ч.

Похожие патенты:

Изобретение относится к сушильной технике, а именно к способам сушки жидковязких и пастообразных продуктов и материалов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности (пищевой, химической и других).

Изобретение относится к способам сушки высоковлажных материалов растительного и животного происхождения: овощей, фруктов, овощной зелени и лекарственных трав, мяса, рыбы, с применением нагрева ИК-излучателями в импульсном режиме нагрев-охлаждение.

Главная » Канализация » Как сушить мореный дуб. Как правильно сушить мореный дуб: камерный, инфракрасный и вакуумный способы