Fapte interesante despre uscătoarele de lemn și sistemele de uscare a lemnului - sistemele de uscare și tehnologia de uscare
Când un copac crește în condiții naturale, acesta conține cât mai multă apă posibil. Se vorbește despre lemn „verde” atunci când conținutul de apă este mai mare de 35%. Dacă lemnul este destinat utilizărilor industriale, conținutul de apă trebuie redus semnificativ, astfel încât să fie în siguranță împotriva contracției, putregaiului sau buretelui. În plus, lemnul trebuie să fie potrivit pentru prelucrare, luând în considerare utilizarea preconizată. Pentru aceasta dezvoltăm și construim uscătoare de lemn speciale.
Conținutul de apă din lemn este dat în procente. Este greutatea apei în raport cu greutatea lemnului când este uscat. Apa apare atât ca apă liberă în cavitățile celulare, cât și ca apă legată în pereții celulelor. Cantitatea de apă legată în pereții celulelor este de 25-35%. Acest conținut de apă se numește punctul de saturație a fibrelor.
Cu o uscare până în acest punct, are loc doar o evaporare a apei libere. În schimb, dacă lemnul se usucă mai mult, contracția are loc în lemn.
Principiul oricărei uscări a lemnului este de a aduce aerul ambiant într-o stare în care conținutul de umiditate în echilibru este mai mic decât conținutul respectiv de umiditate a lemnului. Apa va pătrunde acum în lemn și va fi absorbită în aer ca vapori de apă.
Relația dintre umiditatea relativă și umiditatea lemnului la aproximativ 20 ° C
Lemnul trebuie uscat până când se atinge un conținut de apă care corespunde conținutului de umiditate de echilibru al lemnului la locul de utilizare. Deoarece lemnul este folosit peste tot, valorile umidității lemnului sunt cuprinse între 5% și aproximativ 20%.
Ilustrația opusă arată curba de echilibru la 20 ° C pentru a compara scopurile aplicării și umiditatea lemnului. Se poate observa că lemnul pentru construcții are un conținut de umiditate de echilibru de peste 15%, deci poate fi uscat la aer, în timp ce lemnul cu un conținut de apă sub 15% trebuie uscat artificial.
De la uscarea artificială a lemnului, de ex. Dacă uscarea lemnului cu camere de uscare TTA este un proces industrial, durata este un element esențial. Dacă lemnul este depozitat într-un climat normal al camerei (20 ° C și 40% r.h.), condițiile pentru uscarea până la un conținut de apă de 8% sunt îndeplinite, dar timpul va fi de obicei prea lung. Curbele de mai jos arată timpul necesar de uscare la temperatura camerei pentru lemn de calitate diferită. În plus, se vede influența dimensiunilor lemnului.
De la starea uscată la aer: 14-18% umiditate a lemnului până la starea uscată a mobilierului: 6-10% umiditate la lemn.
Lățimea lemnului de peste 7 ori grosimea lemnului.
Suprafețe neplanificate, temperatura de aproximativ 20 ° C, viteză redusă a aerului.
Lemn de ex. pentru mobilier, se va regla la un conținut de apă de aproximativ 8% după depozitare mai lungă, în conformitate cu conținutul de umiditate de echilibru la 20 ° C și 40% r.h. Prin urmare, lemnul trebuie uscat artificial până la un conținut de apă de 8% înainte de a fi procesat în continuare.
În mod tradițional, această uscare are loc într-o cameră de uscare prin încălzire și ventilație. Uscarea artificială a lemnului, cea mai utilizată metodă, înseamnă controlul temperaturii și umidității aerului în așa fel încât să se obțină rezultatul dorit din punct de vedere al umidității lemnului.
Cu toate acestea, această extracție a aerului încălzit și umed consumă multă energie și, prin urmare, este costisitoare. Uscarea prin condensare are în vedere aici.
Folosind un uscător cu condensator, este posibil să controlați umiditatea relativă într-o cameră de uscare fără a aspira aerul încălzit. În același timp, uscarea este mai blândă, deoarece temperatura de funcționare este mai scăzută și umiditatea relativă poate fi redusă în etape.
Toate tipurile de lemn pot fi uscate folosind un uscător cu condensator. Procesul se desfășoară într-o cameră de uscare închisă și bine izolată la o temperatură de aproximativ 28-50 ° C.
Este foarte important ca temperatura și umiditatea relativă adecvată să fie combinate cu circulația forțată a aerului prin grămada de lemn. După cum se arată în desen, acest lucru poate fi realizat prin adăugarea numărului necesar de ventilatoare.
Pentru a începe procesul de uscare este necesară o temperatură a camerei de 28 ° C. Dacă nu există surse de încălzire alternative (solare, așchii de lemn etc.), această temperatură de pornire este atinsă de un registru de încălzire încorporat în uscător. Datorită principiului de circulație a aerului, care permite căldurii din cameră și compresor să irosească căldura și căldura latentă, nu este necesară o încălzire suplimentară. Sursele de căldură sunt oprite de controlul inteligent al camerei.
La aceste temperaturi și o viteză coordonată a aerului, lemnul își eliberează conținutul de apă în aer. Umiditatea relativă este crescută.
Aerul din camera de uscare este aspirat prin dezumidificator, eliberând o parte substanțială din conținutul său de apă și este suflat înapoi în cameră la o temperatură mai ridicată. Când procesul de uscare este în funcțiune, această încălzire va fi în mod normal suficientă pentru continuarea procesului la aproximativ 45-50 ° C.
Pe scurt !
În ceea ce privește energia, uscarea prin condensare este mult mai economică decât toate celelalte metode de uscare a lemnului, deoarece nu numai că efectul pompei de căldură recuperatoare de energie are un efect pozitiv, dar procesul de circulație a aerului elimină și pierderile de ventilație. Deci nu este de mirare că economiile de energie în comparație cu metodele convenționale de uscare pot fi de până la 80%!
Când vine vorba de uscarea lemnului uscat la aer cu un conținut de apă de 15-18% până la 8% conținut de apă, care este necesar pentru lemnul pentru producția de mobilier, sarcina este relativ simplă, deoarece lemnul nu este deosebit de sensibil la umiditatea relativă scăzută și la temperaturile ridicate este.
Lemnul este uscat în mod normal la un conținut de apă de 20% înainte de începerea procesului de uscare artificială. Dar când vine vorba de uscarea lemnului verde cu un conținut de apă mult mai mare, sarcina este mai dificilă, deoarece lemnul va fi deteriorat prin crăpături dacă apa este eliberată de la suprafață prea repede, astfel încât materialul de aici începe să se micșoreze înainte de Părțile interioare dispar.
În aceste cazuri este deci necesar să se controleze procesul în conformitate cu un program de uscare. Acest program poate, de exemplu, să corespundă cu cel de mai jos, în care umiditatea și temperatura aerului sunt controlate printr-un higrostat sau un termostat. (Deja preprogramat în controalele camerei noastre)
Programul se bazează pe controlul umidității relative. Umiditatea relativă relativ ridicată este menținută la începutul procesului. Acest lucru reduce distanța dintre umiditatea lemnului și umiditatea de echilibru. Treptat, pe măsură ce umiditatea lemnului scade, umiditatea relativă este controlată în jos.
Scara de timp poate fi determinată aproximativ prin calcularea conținutului de apă din lemn în comparație cu performanța dezumidificatorului utilizat la conținutul mediu de umiditate al lemnului.
Lemnul dur eliberează umezeala mai lent decât lemnul moale. Prin urmare, programul de uscare pentru lemnul dur va dura mai mult decât cel pentru lemnul moale. Ca rezultat, performanța uscatorului cu condensator este mai puțin solicitantă.
Construcția și materialele camerei de uscare variază și trebuie adaptate la clădirea existentă.
Cerințele funcționale principale sunt ca camera să fie bine etanșă și izolată. În camera de uscare, lemnul trebuie așezat astfel încât aerul să poată circula pe toate suprafețele. Acest lucru poate fi realizat într-o manieră satisfăcătoare prin stivuirea lemnului cu bucăți mici de lemn de 25 mm grosime ca strat intermediar.
Camera de uscare este prevăzută cu un ventilator controlat termostatic, care aspiră aerul din cameră dacă temperatura camerei ar trebui să crească la 55 ° C, deoarece aceasta este temperatura maximă permisă de funcționare a uscătorului cu condensator. Temperatura poate crește din cauza căldurii compresorului. Ventilatorul trebuie combinat cu o clapă de admisie a aerului adecvată pentru aer proaspăt și este important ca atât clapeta de admisie a aerului, cât și clapeta de evacuare a aerului să fie echipate cu jaluzele care se închid automat atunci când nu sunt utilizate.
Circulația forțată a aerului în cameră se face cu ajutorul unuia sau mai multor ventilatoare. Acestea sunt montate pe un panou. Acest lucru asigură aerul pulverizat uniform și că cel mai umed aer curge către uscătorul cu condensator.
Ieșirea ventilatorului trebuie să fie atât de mare încât volumul camerei de uscare să circule de aproximativ 20 de ori pe oră. Camera de uscare trebuie să aibă în mod normal un volum de 3-5 ori volumul de lemn.
Pentru a putea dimensiona capacitatea de uscare necesară, trebuie calculată cantitatea de apă care trebuie îndepărtată.
Punctul de plecare este adesea astfel încât lemnul uscat la aer cu un conținut de apă de 15-20% ar trebui să fie uscat până la un conținut mai mic de apă. Deoarece conținutul de apă este calculat în% în raport cu greutatea lemnului uscat, punctul de plecare trebuie să fie greutatea volumică. Aici puteți calcula cu următoarea densitate pentru lemnul cu un conținut de apă de 0%:
Cantitatea de apă care trebuie eliminată în acest caz este de 221 kg = aproximativ 221 litri de apă
Dimensiunile lemnului, dispunerea camerei de uscare și ventilația acestuia, conținutul de rășină al lemnului și alte condiții care afectează viteza cu care lemnul își eliberează umezeala vor schimba ușor timpul de uscare.
Dacă nu aveți un computer de uscare, puteți utiliza următorul tabel ca ghid pentru sistemele mici cu control manual.
Din punct de vedere modern, acum este esențial să folosiți un computer de uscare complet automat. Astfel se obține cea mai bună calitate cu cea mai mare viteză de uscare în același timp.
Prin urmare, costurile de achiziție ale unui computer de uscare sunt, în orice caz, justificate din punct de vedere economic.
Lemnul este foarte umed într-un copac viu. Celulele de lemn individuale, dar și pereții celulari care le separă, sunt umplute la maximum cu apă (seva celulară). Sunt în starea lor maximă de umflare. Cu toate acestea, după tăiere, cea mai mare parte a acestei ape se evaporă treptat până când se stabilește un echilibru între umiditatea aerului ambiant și conținutul de umiditate al lemnului. În același timp, celulele din lemn se micșorează; acest proces se numește contracție. Desigur, acest proces lent de uscare cu aer este accelerat astăzi în prelucrarea lemnului prin procese în camere de uscare (uscare în cameră) până când conținutul de umiditate corespunde umezelii ambientale ulterioare la locul de utilizare. Trei fapte sunt acum decisive. În primul rând, capacitatea de a absorbi umezeala din mediu și, prin urmare, să se umfle, sau să degajeze umezeala și astfel să se micșoreze, rămâne cu lemnul, chiar dacă este lăcuit, uns sau ceruit. În al doilea rând, o componentă importantă care influențează umiditatea ambientală, și anume umiditatea relativă, nu este niciodată constantă. Dimpotrivă, fluctuează foarte puternic în ritmul sezonier.
Scopul proceselor de uscare controlată este de a atinge conținutul de umiditate al lemnului. Aceasta este de obicei între 10% și 15% umiditate a lemnului (pe baza greutății lemnului uscat la cuptor).
În comparație: lemnul proaspăt din pădure conține aproximativ 40% apă.
Numai printr-o uscare controlată se pot evita daunele cauzate de uscare (rupere, îmbarcare, aruncarea lemnului). La uscarea lemnului pentru combustie pentru a genera energie (uscarea lemnului de foc), accentul este pus pe deshidratarea rapidă pentru a îmbunătăți proprietățile de ardere și capacitatea de încălzire a combustibilului. (WIKIPEDIA)