Устройство вакуумной сушки для дерева. Методы сушки древесины в промышленном и самостоятельном исполнении

13.06.2019

Этот технологический процесс позволяет удалить остатки влаги и растворителей из структуры материалов и различной продукции. Вакуумная сушка – сушка при пониженном давлении (вакууме). Процесс проводится при низком температурном режиме. В результате этого не возникает дефектов структуры обрабатываемого сырья. Такой показатель важен при работе со взрывоопасными веществами. Риск появления окислений на поверхности материала сведен к минимуму.

Навигация:

Вакуумная сушка овощей, фруктов и другой продовольственной и непродовольственной продукции имеет ряд таких преимуществ:

обрабатываемые изделия сохраняют первоначальные технические характеристики: размер, вкус, цвет, запах;
вакуумная сушка фруктов позволяет сохранять в них все компоненты: витамины, аминокислоты и прочие ферменты;
низкий процент влаги в структуре обработанного сырья;
возможность создания новых потребительских характеристик высушенных продуктов;
уменьшение массы продукции, что значительно сокращает затраты на ее транспортировку;
увеличение срока хранения материалов.

Технология нашла широкое применение в пищевой промышленности. Выполняется вакуумная сушка продуктов: мясных и хлебных изделий, овощей, концентратов сока, напитков и прочей продукции. Также осуществляют высушивание древесного сырья.

Технология вакуумной сушки

Удалить влагу из продуктов можно двумя способами: при положительных или отрицательных температурах высушиваемого продукта. Первый способ называется холодной вакуумной сушкой. В нем процесс удаления влаги и ненужных компонентов из продукции выполняют при температурном режиме от +4 и до +6 градусов. Температура кипения жидкости понижается до +25 градусов. Такая технология позволяет получать продукцию высокого качества.

Примечание. Окончательное высушивание исходного материала осуществляется с помощью вакуумно-сублимационной сушки.

Сублимационная сушка в вакууме является одним из способов консервирования продуктов. Изделия высушивания в замороженном виде. Во время процесса в установке создается давление не менее 1 мм ртутного столба. Температура высушиваемой продукции должна составлять не менее -20 или -25 градусов. Такой подход к обработке изделий позволяет сохранить в них белок и другие полезные ферменты.

Камеры вакуумной сушки

Оборудование используют в различных отраслях промышленности. Камеры вакуумной сушки позволяют обрабатывать продовольственную и непродовольственную продукцию. Существует несколько видов таких агрегатов, которые отличаются принципом действия.

Установки для вакуумной сушки бывают таких видов:

кондуктивные;
конденсационные;
конвективные;
диэлектрические;
аэродинамические.

Первый вид установок используют для сушки древесных материалов. В нем рабочие электроды выполнены в форме пластин. Чтобы качественно обработать материал, его предварительно помещают в камеру пропарки. После этого переносят в оборудование вакуумной сушки.

Конденсационная камеры работает по замкнутому циклу. Выделяемая из материала влага не выводится из установки, а омывает внутренние стенки рабочей камеры. Стоит учесть, что эффективность действия агрегата уменьшается при повышении температурного режима обработки.

Конвективные камеры представляют собой установки, которые оснащают центробежными или осевыми вентиляторами. Нагревание воздушных масс происходит посредством горячей воды, циркулирующей в радиаторах. Оборудование считается наиболее перспективным в области обработки древесины.

Диэлектрические установки представляют собой автоклавы с вакуумной сушкой, диаметр которых достигает 2,5 м. Внутри корпуса размещены электроды. Между ними располагают обрабатываемый материал. Процесс сушки материала в таком оборудовании довольно продолжительный.

Аэродинамическая установка вакуумной сушки стала популярной ввиду низкой стоимости. Она характеризуется надежностью, практичностью, износостойкостью и долговечностью. Единственным недостатком оборудования подобного типа является высокий показатель потребления электроэнергии при максимально допустимом режиме эксплуатации.

По типу конструкции вакуумные камеры разделяют на стеллажные и вращающиеся установки. Первый вид оборудования используют для обработки продуктов, которые чувствительны к высоким температурным режимам. В конструкции агрегатов имеется герметичная камера с уплотнительным кольцом и подогреваемые полки. На них выкладывают продукцию.

Вращающиеся сушильные камеры выполнены в форме цилиндра. С их помощью выполняют качественное и равномерное высушивание материалов. Наиболее часто такие установки применяют для сушки кристаллических и порошкообразных средств.

Вакуумная сублимационная сушка

С помощью такой технологии стало возможным высушивать различные материалы и продукцию. Для ее выполнения необходимо соблюдать несколько условий. Во-первых, не менее 70% влаги, содержащейся в изделии, должно быть в виде льда. Другими словами, продукцию предварительно замораживают под воздействием определенной низкой температуры. Во-вторых, во время проведения обработки требуется поддерживать оптимальный показатель разницы парциальных давлений.

Вакуумная сублимационная сушка может осуществляться двумя способами: нагревом от пластин или возгонкой льда. Первый метод наиболее популярен. В сушильной камере размещены пластины. Их нагревают подачей горячей жидкости. Рядом с этими пластинами кладут замороженные продукты. Под таким воздействием лед испаряется. Длительность процесса зависит от структуры обрабатываемого материала. После испарения влаги масса продукта уменьшается. Для удаления оставшейся влаги используют специальные пластины, которые также находятся в рабочей камере. Они выступают в роли конденсаторов. Их температура достигает -55 градусов и ниже. При другом показателе температурного режима этих элементов правильное выполнение техпроцесса невозможно.

Примечание. В комплекс мероприятий по обслуживанию таких установок входит регулярное очищение конденсирующих пластин от обледенения.

Возгонка льда – продолжительный и сложный технологический процесс. Начальная температура обрабатываемого материала должна составлять от -40 до -50 градусов. Изделие в камере проходит несколько зон с разным температурным режимом. По мере высыхания поверхности, оно перемещается вглубь установки. Весь процесс может занять 24 часа. Все зависит от вида высушиваемого изделия. Таким способом выполняется вакуумная сушка овощей и фруктов.

Вакуумная сушка древесины

Для выполнения этого процесса материал должен быть высушенным. В результате такого воздействия конечный продукт характеризуется уменьшением своих габаритов. Вакуумная сушка древесины представляет собой процесс, который состоит из трех этапов: циркуляция жидкости через материал, воздействие влаги от сердцевины до поверхности, выпаривание – удаление воды. Процесс занимает немного времени. Эта технология вакуумной сушки получила название «искусственное высушивание». Выполнить ее можно только при наличии специального оборудования.

Примечание. Вакуумная камера для сушки древесины может быть разного размера. Большие конструкции используют на предприятиях, менее массивные – в быту.

Вакуумная сушка дерева начинается с циркуляции. Она занимает гораздо больше времени, чем процесс испарения. Если материал предварительно качественно обработали (удалили поверхностную влагу), он высохнет быстро и равномерно. При невыполнении такой обработки перед началом сушки структура древесины начинает деформироваться.

Устройство для циркуляции влаги от сердцевины до поверхности представляет собой сложную установку. Она оснащена специальными подводами жидкости и каналами для ее отведения.

Испарение осуществляется посредством нагревания рабочего пространства до температуры кипения жидкости (+100 градусов). Снизить температурный режим можно с помощью созданного давления, то есть вакуума.

Вакуумные камеры для сушки древесины, цена на которые установлена производителем, бывают различной комплектации. Некоторые агрегаты содержат несколько установок для обработки материала (предварительной и завершающей). Камеры большинства установок для сушки сочетают в себе одновременно несколько функций. Они более эффективные и практичные, но и дорогостоящие.

Вакуумная сушка – это обработка различных материалов, которая на данный момент стала очень востребованной во многих направлениях. Такой тип обработки применяется на пищевых, промышленных и тому подобных производствах, которые нуждаются в оборудовании для проведения подобных процессов.

Навигация:

Если же говорить о той отрасли, где вакуумная сушка стала неотъемлемой частью, то, безусловно – это мебельная промышленность, где без проведения подобного процесса, не может происходить создание качественной мебели. Такой тип обработки применяется в мебельной промышленности во время первичной обработки древесины. Пройдя процесс вакуумной сушки, дерево обретает свои характерные свойства. Во-первых, оно становится более качественным, во-вторых, более практичным и что самое главное – мебель, которая изготовлена из такого дерева, выглядит просто невероятно красиво. В других отраслях, вакуумная сушка имеет совершенно другой принцип работы. Кроме мебельной промышленности, такой процесс также весьма популярен в пищевой промышленности, но там принцип работы совершенно иной. Вакуумная сушка – это трудоемкий процесс, который имеет огромное количество нюансов, о которых ни в коем случае не стоит забывать:

Первый момент – это наличие большого количества качественного оборудования, которое является неотъемлемой частью подобного процесса.
Второй момент – это высокие показатели производительности оборудования, без которых достичь высоких результатов эффективности будет довольно проблематично.
Третий момент – это место, где будет происходить процесс вакуумной сушки. Для того, чтобы все происходило качественно, надо иметь место, которое будет соответствовать нормам влажности, воздуха, света и тому подобным критериям, которые играют в этом деле огромную роль.

Стоимость вакуумной сушки – это довольно спорный вопрос, и дать точный ответ на него весьма проблематично. Цена подобного процесса напрямую зависит от многих факторов, начиная от материала, который будет обрабатываться и, заканчивая вакуумным оборудованием, в котором будет происходить этот процесс. Не менее важным аспектом также является и время, за которое вам требуется сделать процесс вакуумной сушки. Все это играет определенную роль, из-за чего, цена подобного процесса может быть совершенно разной. Все эти аспекты играют большую роль, а это значит, что их в любом случае надо учитывать, если вы хотите получить конкретный ответ на то, каким же впоследствии будет результат вакуумной сушки.

Технология вакуумной сушки

Технология вакуумной сушки также может похвастаться большим количеством интересных моментов. Сейчас мы попытаемся разобрать принцип работы вакуумной сушки, взяв в пример обработку древесины, так как именно этот материал чаще всего поддается вакуумной сушке.

Ранее мы уже говорили о том, что перед созданием мебели, дерево должно обязательно пройти процесс вакуумной сушки, что позволит извлечь из неё всю лишнюю жидкость и значительно уменьшить дерево в размерах. Главные процессы вакуумной сушки:

Удаление лишней жидкости из древесины, методом выпаривания
Циркуляция воды через древесину

Сначала, в системе происходит циркуляция, так как этот процесс занимает намного дольше времени. Скорость обработки дерева методом вакуумной сушки напрямую зависит от скорости циркуляции воды в древесине. Главной частью процесса вакуумной сушки, является полное высушивание древесины, и делается это для того, чтобы дерево потеряло лишние габариты и имело лишь свойственную себе массу, которая в дальнейшем будет задействовать при создании мебели. Никому не секрет, что в данной отрасли существует правило, которое гласит, что перед созданием изделий из дерева, его поверхность должна быть полностью избавлена от древесины. Так как только в таком случае, удастся извлечь влагу из сердцевины дерева, которая выйдет путем циркуляции. Но стоит отметить, что кроме вакуумной сушки древесины, подобная технология активно используется также и в других направлениях, о которых мы сейчас вам расскажем:

Вакуумная сушка мяса
Вакуумная сушка сыра
Вакуумная сушка порошков
Вакуумная сушка жидковязких продуктов
Вакуумная сушка молока

Это лишь часть списка направлений, где активно используется процесс вакуумной сушки. Такая технология уже сейчас успела обрести огромную популярность, которая с каждым днем только возрастает. Такая технология действительно уникальна, из-за чего её стали применять на многих предприятиях, которые сейчас уже попросту не могут без этого процесса в полной мере функционировать. А это значит, что существует вероятность, дальнейшего распространения вакуумной сушки. Возможно, в скором времени этот процесс будет применяться во всех областях без исключения, давая возможность повышения производительности многим предприятиям.

Камеры вакуумной сушки

Камеры вакуумной сушки – это механизмы, которые созданы для проведения огромного количества трудоемких задач. Ранее мы уже рассказывали о том, насколько полезным является процесс вакуумной сушки. Что касается камер для вакуумной сушки – то это, то без чего подобный процесс попросту не сможет проводиться. Вакуумные камеры сушки в этом плане играют просто огромную роль и без них, о каких-то показателях производительности можно и вовсе забыть.

Ценовой сегмент вакуумных камер для сушки на данный момент далеко не самый низкий. При желании можно найти уже поддержанные установки, которые будут вполне средними в плане цены. Но лучше всего покупать новые установки, так как только они могут предоставить вам все возможные гарантии качества. На современном рынке можно увидеть огромное количество видов камер для вакуумной сушки, которые могут иметь совершено разные предназначения. Все эти камеры имеют свои функциональные особенности, так как применяются в определенной отрасли. Сейчас мы рассмотрим лавные разновидности сушильных камер:

Вакуумный сушильный шкаф
Вакуумная камера для сушки фруктов
Сушильная камера для сушки пищевых продуктов
Сушильная камера для древесины

Принцип работы каждой камеры индивидуален, так как предназначен для работы в какой-то конкретной отрасли. Но в любом случае можно сказать, что подобное оборудование на данный момент является действительно очень эффективным.

Вакуумная сублимационная сушка

Сублимационная сушка – это процесс, который основывается на постоянной возгонке кристаллов льда замороженной продукции. Такой процесс за короткий промежуток времени, производит качественное обезвоживание продуктов, причем делает это по-настоящему качественно.

Важным является тот момент, что обезвоживание никаким образом не влияет на химические свойства продуктов, которые в дальнейшем остаются все такими же полезными. Кроме этого, в том же виде остается еще и витаминная активность, химический состав и анатомическое строение. Вакуумная сублимационная сушка состоит из трех ключевых этапов:

Первичная заморозка продукта
Возгонка льда без наличия тепла внутри системы
Окончательная досушка в спец. камере с подогревом

Исходя из этого, можем сделать вывод, что эффективность сублимационной сушки находится на высоком уровне и этот процесс действительно стоит вложенных денег.

Вакуумная сушка древесины

В предыдущих разделах мы брали данную разновидность сушки в качестве примера. В итоге мы пришли к выводу, что данный тип обработки очень эффективен, но также имеет определенное количество нюансов, на которые также стоит обращать свое внимание.

Процесс вакуумной сушки, может быть эффективен только в том случае, если среда в которой он происходит, полностью соответствует всем нормам влажности, температуры, света и тому подобных аспектов. Стоимость вакуумной сушки на данный момент колеблется в пределах среднего ценового сегмента. При желании можно найти место, где подобный процесс вам и вовсе обойдется в считанные копейки, но в таком случае, никаких гарантий качества вы не получите. Лучше всего немного переплатить, но в итоге получить качественный результат работы, который можно будет в дальнейшем использовать при производстве надежной и красивой мебели.

Плюсов в этом методе больше. Применение вакуумной сушки позволяет избежать разрушения пиломатериалов, их растрескивания, коробления или других возможных дефектов. При этом кусок дерева просохнет равномерно вне зависимости от его толщины и длины. На это уйдет сравнительно меньше времени, ведь испарение влаги из дерева в условиях разреженной среды происходит очень быстро.

Необходимое для этого оборудование легко перевозить и монтировать, так что применять его можно в самых разных местах, даже непосредственно на вырубке леса.

Однако техника для вакуумной сушки стоит дорого, поэтому малые предприятия и домашние хозяйства почти никогда не могут себе ее позволить. Несмотря на малый объем камер (до 10 кубометров), устройство потребляет много электроэнергии. Пожалуй, этим ограничиваются его недостатки.

Профессиональная сушка

Корпус профессиональной камеры для сушки древесины производится из нержавеющей стали. Для полной герметизации его верх покрывается эластичной резиной, оформленной в рамку из металла. Внутри устанавливаются датчики для измерения влажности.

Специалист управляет камерой снаружи – необходимое для этого оборудование ставят в отдельный тамбур. Обязательно наличие вакуумной помпы, мощности которой хватит на откачку воздуха и скопившегося конденсата.

Для прогревания используются алюминиевые радиаторы (в виде пластин) с водой, которую греют при помощи бойлера снаружи камеры. Из-за отсутствия сложных элементов управлять такой машиной просто.

Для контроля над процессом используются датчики температур и вакуума. Если что-то пойдет не так, то специалист отследит это по показаниям на мониторе.

Но профессиональное оборудование стоит дорого – за камеру среднего объема придется заплатить сумму от 3 миллионов рублей. Зато оно справляется с сырым деревом всего за две недели, в то время как при естественной сушке древесина сохнет годами.

Конкретный срок высушивания зависит от типа и состояния древесины:

доски из свежесрубленного дуба будут сохнуть около месяца, а свежего сруба и тонкого распила – 15 дней;
влажные (30%) дубовые доски сушатся от 16 дней, но в тонком варианте (25 мм) – чуть больше недели;
доски из только что срубленной сосны сохнут 8 суток, а меньшей влажности (30%) – всего 6 дней;
строительный брус с размерами меньше 150 х 200 мм и влажностью 65% высохнет за 12 дней, однако толстые виды (200 х 300 мм) – примерно 21 сутки.

Время также варьируется из-за различий в настройках приборов для разных пород. Одни породы выносливы, а другие следует обрабатывать в щадящем режиме, постепенно, не спеша.

Работа вакуумной сушилки

Вакуумная сушка древесины делится на несколько этапов. Сначала древесину загружают внутрь камеры. При этом пиломатериалы размещают послойно между алюминиевыми пластинами для нагревания. Специалист настраивает параметры сушки (температуру и давление). Это необходимо для работы с разными породами дерева, после чего можно включать устройство. При сушке давление поддерживается на одном уровне, а температура может меняться.

Обратите внимание! На стадии прогрева используется обычное давление, вакуумная помпа отключена. Это необходимо для предотвращения появления дефектов.

Когда древесина нагревается до необходимой температуры, включают вакуумную помпу. Она удаляет воздух из сушильной камеры, тем самым создавая нужное давление. Влага в древесине перемещается от центра к внешним слоям. Так как при этом материал увлажняется, использовать дополнительные средства не требуется. Равномерное распределение влаги спасает древесину от порчи.

Вышедшая на поверхность материала влага испаряется из-за высокой температуры, оседает на стенках корпуса и выводится помпой.

Вакуумная среда ускоряет этот процесс, ведь испарение начинается уже при температуре в 40 градусов – этого бы не случилось при обычном давлении. Окружающий древесину воздух никогда не нагревают до температуры больше 70 градусов. Верхнее резиновое покрытие камеры при откачивании втягивается внутрь и давит на доски, создавая своеобразный пресс.

Завершающий этап – кондиционирование. Его применяют только после достижения древесиной необходимой влажности. Нагревание приостанавливают, но вакуумную помпу не отключают. Дерево постепенно остывает, продолжая находиться под прессом, который необходим для предотвращения изменений в форме материала. Когда температура становится комнатной, помпу отключают и достают древесину из устройства.

Оборудование помещения своими руками

Вакуумная сушилка для древесины, сделанная своими руками, обойдется дешевле, чем покупка профессионального устройства. Для этого потребуется выделить камеру и обустроить ее источником тепла и вентилятором.

Использование недорогой тепловентиляции вместо мощного насоса – основный пункт экономии. Поэтому установить агрегат лучше в просторном помещении. Оно должно быть проветриваемым, чтобы воздух внутри корпуса мог постоянно обновляться, крытым и достаточно сухим, иначе дерево может заразиться плесенью или другими болезнями.

Камера

Самый хороший вариант корпуса для – железный конвейер. Дешевле использовать бывший в употреблении (их активно используют на железной дороге), но придется побеспокоиться о его чистоте.

Для дела подойдет контейнер для морских транспортировок, нужно лишь поискать более герметичную модель. А также можно использовать старый металлический лом и сварить камеру самостоятельно. Это самый экономный вариант.

Для сохранения внутреннего тепла стены надо утеплить пенопластом и отделать вагонкой. Лучше приобрести специальный утепляющий материал для отражения, но можно использовать фольгу или пенофол, при этом второй вариант предпочтительнее.

Оборудование

Когда камера готова, приступают к сборке и установке нагревательного прибора и вакуумного насоса. Отопительную систему сушилки нужно монтировать отдельно от общего отопительного контура, ведь она должна стабильно и независимо функционировать. Подбирают радиатор, способный нагревать воду до 65-90 градусов.

Важно! Чтобы тепло при сушке распределялось равномерно, потребуется установить вентилятор.

Это обязательный этап, так как неравномерный нагрев портит качество древесины. При собственноручном строительстве сушилки уделяют большое внимание пожарной безопасности.

Для облегчения загрузки дерева нужна система погрузки. Так, можно использовать тележки на рельсах или вилочный погрузчик. Сырье можно сушить как на полках, так и прямо на полу. Если важна сохранность древесины, то необходимо установить датчики температур, что поможет контролировать процесс. Это особенно важно для дорогих пород дерева. Если конструкция построена правильно, то температура в камере будет меняться равномерно.

Вакуумная сушка – это процесс, который уже давным-давно стал неотъемлемой частью множества видов производств. Ключевой отраслью, которая на данный момент не может существовать без этого процесса, является мебельная промышленность.

Навигация:

По сути – это специальная обработка дерева, которая в мебельной отрасли играет далеко не самую маленькую роль. Дабы мебель была максимально качественной, и могла долго держать свою форму, дерево должно обязательно пройти процесс вакуумной сушки, который уберет из материала все ненужные вещества, уберет влагу и сделает дерево более стойким и практичным в плане применения.

Но на самом деле, это еще далеко не единственная отрасль, где вакуумная сушка играет столь большую роль. Стоит также выделить и производство продукции, которое также нуждается в подобном процессе. В случае других отраслей, вакуумная сушка работает совершенно другим образом, так как в других направлениях требуется решение немного иных задач.

Структура самого процесса является довольно сложной, и этому есть огромное количество причин.

Первое – это нужда в большом количестве оборудования, дабы процесс вакуумной сушки был максимально качественным.

Второе – это высокий уровень производительности оборудования, без которого достичь высоких показателей качества попросту не получится.

И третье – это местность, а именно наличие специально предназначенной комнаты, которая будет подходить по всем критериям влажности и температуры, так как, не придерживаясь всех этих норм, процесс вакуумной сушки уже не будет столь эффективным.

Что касается стоимости проведения подобной операции, то это вопрос в некоторой степени двухзначный. Цена вакуумной сушки зависит от того, какой именно материал будет поддаваться подобной обработке, какое вакуумное оборудование будет при этом применяться, местность в которой будет происходить данный процесс, время, которое будет затрачено на проведение этой операции и так далее.

Все эти моменты являются более чем важными и их в любом случае надо учитывать, если ваша ключевая задача – это получения качественно обработанного материала, который можно будет активно использовать в дальнейших целях.

Технология вакуумной сушки

Ранее мы уже говорили о том, что вакуумная сушка – это весьма сложный процесс, который требует больших усилий. Сейчас мы рассмотрим технологию вакуумной сушки, и сделаем это на примере древесины, так как именно в данной отрасли вакуумная сушка обрела наибольшей популярности.

Перед тем, как делать мебель из древесины, она в любом случае должна пройти процесс сушки, который является его ключевой частью. В процессе проведения вакуумной сушки, древесина значительно теряет свою массу, и уменьшается в размерах.

Сейчас мы рассмотрим главные процессы, входящие в вакуумную сушку:

Удаление воды из древесины, методом выпаривания
Циркуляция воды через древесину

Первым происходит процесс циркуляции, который к слову, протекает намного дольше, нежели испарение. Скорость вакуумной сушки древесины напрямую зависит от того, как будет происходить процесс циркуляции воды.

Но ни в коем случае не стоит забывать, что процесс сушки подразумевает полное высушивание древесины и в некоторых случаях процент воды в ее составе достигает отметки в 30 процентов, при которых точка насыщения волокон значительно уменьшается.

Но это не так страшно, Так как в любом случае, в вакуумной сушке существует правило, которое гласит, что необходимо удалять абсолютно всю воду с поверхности древесины. Пройдя этот процесс, влага, находящаяся в сердцевине дерева, будет выходить наружу при помощи циркуляции.

Процесс удаления влаги из поверхности древесины, также имеет определенные нюансы, о которых не стоит забывать. Главное – это удалять абсолютно всю влагу, которая будет исходить из изделия процессом диффузии.

Но это был лишь явный пример технологии сушки, где главным материалом у нас была древесина.

Сейчас мы рассмотрим другие направления в вакуумной сушке:

Вакуумная сушка жидковязких продуктов
Вакуумная сушка молока
Вакуумная сушка сыра
Вакуумная сушка порошков
Вакуумная сушка мяса

Это еще далеко не весь список направлений, где вакуумная сушка является неотъемлемой частью. На данный момент, подобная технология уже успела четко закрепиться в большинстве отраслей, которые уже попросту не могут в полной мере функционировать без проведения данного процесса.

Так что не исключено, что в скором времени процесс вакуумной сушки и вовсе станет применяться во всех отраслях, которые каким-то образом связаны с производством продукции.

Камеры вакуумной сушки

Камера для вакуумной сушки – это то устройство, без которого проведения подобной операции является просто невозможным. Роль вакуумных камер в этом плане максимально велика, и от уровня производительности вакуумной сушильной камеры зависит то, насколько быстро будет происходить процесс сушки, насколько качественным будет результат вакуумной сушки и так далее.

Что касается ценовой политики на подобные вакуумные установки, то на данный момент в этом плане ситуация далеко не самая простая. Большинство подобных установок находятся в высоком ценовом диапазоне, и купить себе такую установку сможет далеко не каждый.

Всего существует огромное количество разновидностей сушильных камер, каждая из которых, предназначена для применения в определенной отрасли. Принцип работы каждой из камер отличается многими моментами, из-за чего весьма проблематично подробно рассказать о принципе работы сушильной камеры

Сейчас мы рассмотрим несколько видов сушильных камер:

Сушильная камера для сушки пищевых продуктов
Сушильная камера для древесины
Вакуумный сушильный шкаф
Вакуумная камера для сушки фруктов

Принцип работы каждой из камер совершенно разный, и причина этому особенность различных материалов до воздействия вакуумной камеры. Именно поэтому, перед тем покупать подобное оборудование, стоит, как следует ознакомиться с инструкцией эксплуатации, дабы впоследствии не оказаться в неудобном положении.

Вакуумная сублимационная сушка

Сублимационная сушка – это процесс, который происходит путем возгонки кристаллов льда из замороженной продукции. Такой процесс сразу же минует жидкое состояние влаги, и позволяет максимально быстро обезвоживать продукты, причем делать это максимально качественно.

При таком принципе обезвоживания, удается сохранить все свойства продуктов, что является большим преимуществом такого метода сушки. Но это еще далеко не все, что удается сохранить при вакуумной сублимационной сушке, так как в прежнем состоянии остается и анатомическое строение, витаминная активность и даже химический состав продуктов.

Процесс вакуумной сублимационной сушки состоит из трех основных этапов:

Замораживание продукта, которое является ключевым этапом, без которого дальнейший процесс сушки попросту не имеет смысла.
Возгонка льда, без помощи тепла, так как лишь таким способом удается держать продукт, в прежнем состоянии
Окончательная досушка в специальной камере с подогревом, которая придает продукту товарный вид.

Из всего этого, можем сделать вывод, что вакуумная сублимационная сушка – это процесс, который является более чем эффективным, и если в этом есть необходимость, то его можно использовать практически во всех областях.

Вакуумная сушка древесины

Ранее мы уже рассматривали такой тип сушки в качестве примера самой технологии. В такой технологии есть огромное количество нюансов, которые стоит учитывать, дабы впоследствии не испортить дерево, из которого в дальнейшем будут делаться определенные изделия.

Производится процесс вакуумной сушки такого материала лишь в среде, которая будет соответствовать всем нормам влажности, температуры и тому подобных аспектов, которые играют роль в конечном результате.

Стоимость подобного процесса на данный момент варьируется в пределах среднего ценового сегмента, в зависимости от того, где именно вы будете производить вакуумную сушку древесины. Если этот процесс будет проделываться более старой техникой, то обойдется это вполне недорого. Если же речь будет идти о современных сушильных камерах, то в таком случае надо будет, как следует переплатить, дабы получить наиболее высокий уровень качества.

19 февраля 2017

В среде российских специалистов по деревообработке довольно давно обсуждается способ сушки пиломатериалов в вакууме. Интерес к проблеме возник после появления сообщений в СМИ об установках итальянского производства, а затем и продукции фирмы WDE Maspell на нашем рынке. Через некоторое время выпуск аналогичных сушильных камер освоили и ряд отечественных компаний: «Энергия-Ставрополь», «МВ-Импульс» и др.

Повышенное внимание к подобным установкам объясняется тем, что их производители анонсируют сушку пиломатериала в небывало короткие сроки: в течение 1-4 суток в зависимости от породы древесины и толщины пиломатериалов - и при этом гарантируют высокое качество получаемых досок или заготовок. Такие сроки сушки вызвали недоверие у тех, кто не имел возможности на практике проверить качество продукции, высушенной в подобных камерах. Развеять эти сомнения не позволяет крайне скудная информация производителей оборудования для вакуумной сушки о сути процесса. Попытаемся разобраться.

Сушка пиломатериалов при пониженном давлении (обычно р абс = 0,15-0,4 бар абсолютного давления или р разр = 0,85–0,6 бар разрежения, чему соответствует температура насыщения t нас = 54,0–75,9 °С) относится к т. н. высокотемпературному процессу сушки. Такой тип процесса имеет место в случае, когда температура древесины t др превышает температуру насыщения t нас водяного пара при заданном давлении. Протекание высокотемпературного процесса сушки отличается большей интенсивностью по сравнению с низкотемпературным процессом, когда температура древесины ниже температуры насыщения (t нас = t кип, t кип - температура кипения). Скорость бездефектной вакуумной сушки в сравнении с нормативным ГО СТовским режимом конвективной камерной сушки выше в 4–5 раз. Так, например, для группы твердолиственных пород (бука, клёна, ясеня, вяза и др.) нормативное время сушки для низкотемпературного конвективного режима при толщине доски 50 мм составляет 12–14 суток, время же сушки в пресс-вакуумных установках для этих же сортиментов - трёх–четырёх суток. Процесс высокотемпературной сушки описан в отечественной литературе еще в 1957 году. Ниже приведена информация по древесиноведению и из теории высокотемпературного процесса сушки.

«Вода может находиться в двух основных структурных элементах древесины: в полостях клеток и сосудов - свободная влага, а в стенках клеточных оболочек - гигроскопическая, или связанная влага. При сушке влажной древесины в первую очередь в пределах клетки полностью удаляется свободная влага и лишь затем, ниже предела гигроскопичности (w пг), одновременно являющегося пределом усушки, начинает испаряться из её оболочки связанная. При уменьшении содержания в древесине связанной влаги древесина усыхает».

«Рассмотрим случай сушки сырой (w н > w пг) древесины в форме неограниченной пластины в газовой среде с температурой t с > 100 °C. На некотором промежуточном этапе процесса из наружных зон пластины толщиной Х удалена вся свободная влага. Влажность этих зон изменяется от равновесной на поверхности до предела насыщения внутри и имеет некоторое среднее значение wпер. Внутренняя зона толщиной (S – 2x) на этом этапе остаётся сырой, её влажность близка к начальной. Температура внутренней зоны поддерживается на уровне точки кипения воды t кип, а в поверхностных зонах и пограничном слое постепенно повышается до t с. На границе зон происходит выпаривание свободной влаги, за счёт чего эта граница постепенно заглубляется».

Объяснить возможность сохранения безупречного качества сушки при столь значительной интенсивности высокотемпературного (даже необязательно с использованием вакуума) процесса можно, учитывая тот факт, что при достижении температуры насыщения t нас сначала на поверхности, а затем и в толще пиломатериала происходит интенсивное испарение свободной воды (псевдокипение) и продвижение образовавшегося водяного пара наружу. В зоне псевдокипения у паровой среды относительная влажность φ пар = 100%, а влажность древесины w стремится к равновесной влажности w р = 10,6 (φ/100) (3,27-0,015t), %, соответствующей пределу гигроскопичности w р = w пг (w пг = 26,1% при t = 54 °С и w пг = 22,6% при t = 75,9 °С). Влажность w п г, %, является функцией только температуры: w пг = (34,66-0,159t) - и характеризуется тем, что является границей, ниже которой свободной влаги нет ни в полостях, ни в стенках клеток древесины. При условии w

Первое заключается в том, что пиломатериал загружается в камеру послойно с плоскими нагревателями - греющими пластинами, чем обеспечивается равномерная и интенсивная теплопередача.

Второе условие: температура поверхности нагревателей должна превышать температуру насыщения (кипения) при созданном в установке давлении (разрежении) по определению.

Третье условие (не являющееся обязательным для атмосферных установок): в полости камеры создаётся пониженное - относительно атмосферного - давление. Если верхняя крышка камеры выполнена в виде гибкой мембраны (обычно из силиконовой резины), то за счёт разности значений давления создаётся прижимающее усилие между слоями пиломатериала и нагревателями, передаваемое послойно на металлическую конструкцию днища камеры. Это прижимающее усилие обеспечивает идеально плоскую форму досок и плотное прилегание поверхности пиломатериалов к нагревателям, что очень важно в случае, если теплопередача между ними осуществляется кондуктивным способом. При этом варианте необходима точная калибровка по толщине пиломатериала для исключения неплотности прилегания досок к нагревателям.

Чтобы обеспечить равномерность теплопередачи от нагревателей к поверхности досок без их калибровки, разумно организовать нагрев тепловым излучением через небольшой зазор между плоскостью нагревателей и пиломатериалом, специально созданный за счёт специальных выступов греющих пластин (такие выступы есть, например, в установках, которые выпускает компания «Энергия-Ставрополь»). Теплопередача излучением в плоском зазоре не зависит от его величины и от неизбежного разбега пиломатериала по толщине.

Как было сказано выше, вакуумирование для высокотемпературного процесса сушки не является обязательным условием, однако у пресс-вакуумных сушильных камер есть несомненные плюсы, например, возможность понижения давления, а, следовательно, температуры насыщения. Во-первых, снижение температуры процесса способствует уменьшению тепловых потерь в установке и минимизации изменения цвета древесины при сушке. Во-вторых, использование мембранного пресса помогает добиться идеального фиксирования плоскости высушиваемых досок и заготовок. В-третьих, плотный прижим слоёв нагревателей и слоёв пиломатериала обеспечивает равномерность теплопередачи в процессе сушки.

Для сушки толстых сортиментов трудносохнущих пород (например, дуба) применяются специальные режимы на стадиях влажности древесины выше и ниже предела гигроскопичности. Применение этих режимов обеспечивает бездефектную сушку 50-миллиметрового дубового сортимента в течение 6-8 суток.

Процесс пресс-вакуумной сушки древесины реализуется в установках с разовой загрузкой от 0,5 до 10 м 3 , обеспечивая для доски толщиной 50 мм твердолиственных пород (при сушке в течение четырёх суток) семь с половиной оборотов камеры (циклов сушки) в месяц, а в случае сушки пиломатериалов хвойных пород (при сушке в течение двух суток) - 15 оборотов камеры, для доски толщиной 30 мм твердолиственных пород (при сушке в течение двух суток) - 15 оборотов, хвойных пород (при сушке в течение суток) - 30 оборотов камеры в месяц.

Вода, испаряющаяся из древесины (около 250 л на 1 м 3 пиломатериала), конденсируется на металлических стенках камеры, а также в теплообменнике-конденсаторе (если таковой предусмотрен конструкцией). Конденсат сливается в канализацию.

Коротко о некоторых особенностях конструктивного исполнения установок для пресс-вакуумной сушки древесины «Энергия» (производитель - ООО «Энергия-Ставрополь», Россия), а также WDE Maspell (производитель - компания WDE Maspell srl, Италия). В этих установках применяются водяные плоские нагреватели. В камерах других производителей, например, ООО «МВ-Импульс» и ООО «Вояджер-Восток» (обе компании находятся в Уфе), применяются нагреватели с электрическими омическими греющими элементами. Камеры фирмы WDE Maspell комплектуются электрическими водяными котлами, а конструкция камер компаний «Энергия-Ставрополь» позволяет использовать в качестве источников нагрева как электрические, так и газовые водонагревательные котлы.

Соотношение стоимости 1 МДж тепловой энергии, полученной при использовании электроэнергии, пропана и природного газа, составляет сейчас 15:7:1 соответственно, поэтому выгоднее всего для сушки древесины использовать котлы, работающие на природном газе. Понятно, что качество высушенного пиломатериала не зависит от вида используемого энергоносителя, а определяется технологическими режимами сушки и корректной работой автоматики.

Текст: Сергей Бондарь