Вакуумная сушка древесины своими руками
Процесс сушки очень выгоден при осуществлении своими руками. Однако приобретать заводскую вакуумную камеру дороговато, в этом разделе мы расскажем, как сделать ее своими руками. Сушку в домашних условиях можно осуществить в специальной камере, для обустройства которой нужно просторное помещение, источник тепла, а также вентилятор для распределения тепла внутри камеры.
Наилучшим вариантом для создания камеры является железный конвейер. Не обязательно покупать новый, можно найти и б/у. Кроме этого можно сварить камеру самостоятельно из старого железа.
Для того, чтобы сохранить тепло внутри камеры стены нужно утеплить пенопластом и обделать вагонкой. Кроме пенопласта подойдет минеральная вата и любой другой утеплительный материал.
Для того чтобы тепло отражалось от поверхности необходимо постелить специальный материал. Можно воспользоваться фольгой или пенофолом. Кстати, теплоотражающие и сохраняющие качества пенофола намного выше.
После этого можно приступать к сборке нагревательного прибора. Всю отопительную систему обязательно монтируют отдельно от других отопительных контуров, она должна постоянно функционировать. Подойдет отопительный радиатор, который нагревает воду до 65-90 градусов.
Для равномерного распределения тепла в камере стоит приобрести вентилятор. Без него сушка будет происходить не равномерно, а конечный продукт будет иметь низкое качество. Не забывайте про правила пожарной безопасности во время создания вакуумной сушилки.
Еще один важным моментом можно назвать создание системы погрузки пиломатериала в камеру. Для этой цели можно воспользоваться тележками, которые двигаются по рельсам или вилочным погрузчиком.
Сырье на просушку складывают на полки или же прямо на пол. Чтобы осуществлять контроль за процессом сушки нужно установить специальные датчики – термопары и датчики давления. Если грамотно подойти к этому мероприятию, то у вас получится камера для сушки качественных пиломатериалов.
После загрузки сырья в камеру дверь плотно закрывается и начинается процесс сушки.
В таких условиях связанная и свободная жидкость будет плавно перемещаться от центра к периферии, что гарантирует качественную и равномерную сушку материала. Сухие верхние клетки пиломатериала впитывают жидкость из клеток, находящихся ближе к сердцевине. Вначале просыхают тонкие места, далее влага из толстых слоев перемещается в уже высохшие, делая их влажными.
Для предотвращения смещения на пиломатериалы наносят специальную смесь, которая делается из мела и олифы. Чаще всего эту смесь наносят на торцевые части заготовок.
Традиционная сушкаВакуумная сушкаКол-во сутокРпотреб., кВт/чГарант. брак, %t, °СГарант.
влажность, %Кол-во сутокРпотреб., кВт/чГарант. брак, %t, °СГарант. влажность, q0 0002023015150055010
- Технологическая процедура сушки древесины
- Протекание вакуумной сушки древесного материала
- Как сушить древесину в домашних условиях
От того, какая будет древесина, будет зависеть судьбе изделия. А поскольку влажность является е неотъемлемым параметром, на одно из первых мест по значению выходит сушка древесины.
Вакуумные камеры для сушки древесины
В вакуумных камерах лесоматериалы сушатся в условиях высокого давления 700 мм рт. ст., но низкой температуры 45 С. В этих устройствах специально создается вакуум, что влечет за собой большие затраты электроэнергии.
Вакуумная сушка является крайне дорогим методом сушения лесоматериалов по ряду причин:
- дорогостоящие вакуумные камерыогромное количество мощности электроэнергии для правильной работынебольшая загрузка, примерно 5-8 м3.
В подобных устройствах лесоматериалы сушатся на протяжении одного-двух дней. Например, чтобы высушить 40 м3доски понадобится примерно от 8-16 дней. А если осуществляется вакуумная сушка бруса, то времени понадобится еще больше.
Вследствие дороговизны процесса вакуумная сушка древесины осуществляется, преимущественно, для дорогостоящих сортов лесоматериалов, таких как дуб, ясень, бук, кедр. В таких случаях требуется высушить не большое количество пиломатериала. Для массового изготовления пиломатериалов применяют конвективные сушильные камеры, потому что они более доступны и имеют низкую себестоимость.
Несколько примеров вакуумной сушки:
- дубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 28 – 35 днейдубовые доски толщиной 52 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 16 – 18 днейдубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 4-5 % примерно за 15 днейдубовые доски толщиной 25 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 4-5 % за 9 днейсосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 50 % высохнут до уровня влажности 5 -6 % примерно за 8 днейсосновые доски толщиной 55 мм с уровнем влажности 30 % высохнут до уровня влажности 5-6 % за 6 днейстроительный брус 100 х 100 мм и 150 х 200 мм с уровнем влажности 65 % высохнет до уровня влажности 6 % на протяжении 8 – 12 дней. Брусу 200 х 300 мм для достижения таких же параметров понадобится 22 дня.
В условиях вакуума сушка древесины происходит более мягко. Однако и при таком методе сушения возможно растрескивание. Дерево – это живое сырье.
Древесины присущи разные виды напряжений. Эти напряжения зависят от местности, в которой выросло дерево, от метода распила, от возраста. Во время сушки древесины даже в таких камерах не все напряжения снимаются равномерно.
Делаем сушилку для фруктов из холодильника
Приготовьтесь, что создание конструкции займет у вас несколько часов. Зато потом будете хвалить себя за находчивость несколько зим подряд! Итак, вот пошаговый алгоритм изобретения.
1. Аккуратно удалите морозильную камеру, компрессор и вырежьте отверстия сверху для принудительной вентиляции воздуха. Эти действия не потребуют почти ничего, кроме вашей аккуратности.
Если ваши старания не увенчались успехом, и вы случайно повредили корпус холодильника – не беда. Позовите соседа или приложите свои усилия, чтобы провести сварочно-ремонтные восстановительные работы. Имидж – ничто, но герметизации корпуса в данном вопросе – все!
2. Очистите корпус холодильникаот ненужного – в первую очередь, от утеплительного слоя (стекловаты).Не забудьте натянуть резиновые перчатки, чтобы руки не чесались.
После удаления утепляющего слоя беремся за демонтаж электроники внутри холодильника, мотора и защитной решетки холодильника. Нам нужен только металлический корпус холодильника, который мы берем за основу.
Зачем необходима сушка
Итак, с самой влагой мы разобрались, теперь давайте проанализируем, зачем нам необходимо снижать ее содержание в деревянных заготовках.
- При удалении влаги естественным путем изменяется конфигурация древесных волокон, за счет чего происходит уменьшение размеров доски – она «усыхает».
- При этом заготовка теряет влагу неравномерно, потому деформация также может происходить в разных плоскостях с разной скоростью.
- За счет этого внутри древесины формируются линии напряжения, которые в дальнейшем дают начало трещинам.
Обратите внимание!
Как правило, доска трескается вдоль волокон, начиная с торца.
Это обусловлено наименее прочными связями между продольными волокнами.
- Кроме растрескивания возможна также поперечная деформация доски: деталь либо выгибается дугой, либо за счет неравномерного поднятия краев формируется так называемый «пропеллер». Объясняется такое поведение просто: не все волокна высыхают одновременно, а значит, их длина уменьшается также по-разному.
Как видите, если использовать для постройки сооружений или изготовления различных конструкции древесину с высоким содержанием влаги, со временем отдельные детали могут прийти в негодность. Избежать этого можно одним способом – до начала работы подготовить сырье, высушив его тем или иным способом.
Использование сушилки
Если сушильная камера была собрана по всем правилам, то пользоваться ею будет достаточно просто. Для этого мы укладываем доски штабелем, прокладывая между рядами бруски толщиной до 20 мм, и загружаем штабель в сушилку.
После этого начинаем изменять температуру, постепенно увеличивая нагрев.
Схем высушивания существует множество, но начинающим мастерам стоит использовать низкотемпературный режим, как обеспечивающий максимальное качество с минимальным риском появления брака:
- Нагрев – поднимаем температуру до 45 – 50 0С со скоростью 5 — 70 С в час.
- Выдержка – сохраняем 50 0С в течение 5 часов.
- Сушка – уменьшаем влажность дерева с 30 до 8%, постепенно увеличивая температуру до 60 0С. Этот этап занимает около 48 часов. Приточная и вытяжная вентиляция включается на половину мощности.
- Кондиционирование – температуру поддерживаем на уровне 600С в течение еще 12 часов. Вентиляция при том должна активно работать.
- Остывание до температуры окружающей среды с выключенным обогревом и вентиляцией.
В результате мы должны получить доски, пригодные для большинства видов плотницких и столярных работ.
Как происходит вакуумная сушка древесины
Нагнетание вакуума внутри камеры, где осуществляется высушивание лесоматериалов, в значительной степени изменяет физический характер протекания тепло-массообменных процессов в древесине. Сушка реализуется по действием постоянного вакуума 0.95 Мпа и пара, образующегося из влаги лесоматериалов.
Контролируют сушку датчики влажности пиломатериала. К примеру, в ходе сушки дубовых пиломатериалов от начального уровня влажности 65 % до остаточного – 6%, выделяется около 450 литров влаги. Если загрузить в камеру максимальные 12 м3дуба толщиной 55 мм, то суммарное количество влаги достигнет 5 400 литров.
Сегодня все компании, выпускающие сушильные вакуумные камеры, имеют сертификаты соответствия европейским стандартам. В таких устройствах можно сушить одновременно различные сорта древесины.
Качество сушки:
- остаточный уровень важности составляет от 6 до 0.5%перепад уровня влажности по штабелю не превышает 1 % перепад уровня влажности по толщине и длине доски не превышает 0.9 %.
Как сушить древесину в домашних условиях
Сушка древесины в домашних условиях может осуществляться несколькими способами, причем некоторые из них известны еще с древних времен.
Один из них требует наличия печи. В ней древесные заготовки складывают в чугунок, присыпают опилками и томят при температуре от 60 до 70 градусов. В результате дерево не только высыхает, но и приобретает насыщенный цвет, оттеняющий природный рисунок.
Процесс обработки парафином подразумевает сушку в растопленном парафине в печке несколько часов при температуре 40 градусов. Кроме этого, есть еще способ запаривания в льняном масле. Тоже известен с давних пор.
Им пользовались для изготовления деревянных изделий (посуды, ложек, ковшей). В результате получались очень водостойкие предметы домашнего пользования. Такой способ подходит и сегодня, если нужно в домашних условиях высушить небольшое количество древесины.
В преддверии каждого сбора урожая люди массово заготавливают запасы на зимний период. Не удивительно – в привычном вареном варенье сохраняется 5% витаминов, в засыпанных сахаром фруктах – 25%, при заморозке до 60%, а при сушке до 97%! Почему бы не завести новую привычку – засушивать витаминки на зиму?
Можно делать это по старинке – дедовскими методами, выложив фрукты на крыше веранды.
Можно купить новую сушку – магазины предлагают “карманные” варианты, с небольшой производительностью и отсутствием “мягкого” температурного режима (лучшая температура для сушки – 40 градусов, при 65 ° С витамины выпадают в осадок, и даже могут навредить).
Необходимость сушки древесины
Как качественно и быстро высушить доску? Данный вопрос интересует каждого столяра издревле. Люди издавна занимались запасанием леса на многие годы, чтобы успеть равномерно его высушить. Дед заготавливал дерево для своего внука, используя сам тот материал, который оставил ему его дед.
Важность правильно высушенной древесины – колоссальна! К примеру, если деревянная мебель, которая находится в комнате, изготовлена из слишком влажной древесины, которая только что спилена, то она рассохнется со временем, потому что дерево способно усыхать и уменьшаться в размерах, а значит, испортится!
Если дверь в дом сделана из чрезмерно пересушенной древесины, то она набухнет со временем, и не сможет закрываться! Если набрана филёнка двери из заготовок, что неравномерно высушены по объёму, то она может лопнуть или её покоробит! Поэтому все заготовки из дерева рекомендуется сушить.
Сушка древесины является длительной, сложной и дорогостоящей процедурой. Дерево по традиционным технологиям нагревают перегретым паром или горячим воздухом. Просушенную древесину можно перевозить и хранить дольше. К тому же в процессе эксплуатации она не деформируется. Сушку досок производят в паровых камерах, где исключена возможность внутреннего повреждения.
Низкая или высокая температура для сушки?
Стоит понимать, что ответ будет напрямую зависеть от породы древесины, которую вы хотите использовать для сушки. Некоторые строительные материалы лучше всего подвергать постепенной обработке при небольших температурах, а на другие воздействовать как можно быстрее. Также не стоит забывать еще и о том, что низкотемпературные режимы могут делиться между собой на следующие категории:
- форсированная – материал становится хрупким, окрас значительно темнеет;
- нормальная – прочность древесины немного уменьшается, меняется цвет;
- мягкая – дерево полностью сохраняет свои свойства и не меняет цвет.
Каждая из этих категорий подходит под какой-то конкретный случай. Например, для декорирования стен вовсе не обязательно использовать древесину с хорошей прочностью, однако ее цвет имеет огромное значение. А вот для несущих балок лучше всего применять древесину, которая прошла стадию мягкой обработки, иначе вся конструкция попросту рухнет.
А вот для высокотемпературной обработки характерно два этапа сушки. Первая стадия характеризуется снижением влажности исходного сырья до 20%, после чего древесина как следует остывает и подвергается термообработке вновь, но уже до показателя от нуля до пяти процентов.
Понятие влажности древесины
Для полного восприятия сути сушильного процесса стоит немного окунуться в теорию. Процедура удаления влаги из дерева не совсем проста, потому что в самом материале существует два типа влаги. Древесина состоит из растительных клеток удлинённой формы. Влага может находиться в стенках клеток и в их полостях, заполняя микрокапилярную систему.
Содержание в древесине связанной влаги ограничено. Состояние, когда стенки клеток отличаются максимальной влажностью при соприкосновении с жидкой влагой, называют пределом их насыщения. Принято считать, что влажность предела насыщения не зависит от породы и в среднем составляет 30%.
Зависимо от назначения заготовок из дерева, древесину принято высушивать по-разному. Древесина высушивается до влажности в 6 — 8 %, когда материал необходим для механической обработки и сборки изделий для высокоточных ответственных соединений, которые влияют на эксплуатационные показатели (производство лыж, паркета или музыкальных инструментов).
Транспортная влажность составляет 18 – 22 %. Именно с таким содержанием воды пиломатериал подходит для перевозки на дальние расстояния в теплую пору. Высушенная до такой влажности древесина применяется преимущественно в стандартном домостроении, при производстве рядовой тары и когда нет необходимости взаимозаменяемости при сборке.
Столярная влажность разделяется на несколько подвидов. Погонажная продукция (террасная доска, обшивка, доска пола, обналичка) должна иметь влажность 15 ± 2%. Изделия из древесины (окна, двери, лестницы и элементы интерьера), изготовленные из цельной или клееной древесины, выдерживают колебания по влажности от 8 до 15 %.
Влажность мебельная, зависимо от уровня изделия и использования цельной или клееной древесины, составляет 8 ± 2%, потому что именно при такой влажности дерево демонстрирует самые оптимальные характеристика для обработки, склеивания и последующей эксплуатации.
Постройка сушилки
Впрочем, найти подходящее помещение (чаще всего в этой роли выступает гараж или сарай) получается не всегда.
Именно поэтому будет полезно узнать, как сделать сушилку для досок с нуля:
- Под конструкцию закладываем ленточный или столбчатый фундамент. Поскольку масса сооружения будет невелика, то и основание делаем неглубоким.
- После того как бетон фундамента высохнет, из алюминиевого или стального оцинкованного профиля собираем каркас. Детали каркаса соединяем с помощью болтов и специальных кронштейнов.
Обратите внимание! Цена алюминиевых конструкций значительно выше, но при этом они отличаются существенно большей устойчивостью к коррозии в теплой и влажной среде. Так что использование более дорогих несущих элементов вполне оправдано.
- Стенки и кровлю обшиваем стальными листами, которые фиксируем к каркасу саморезами по металлу (с буром). Для максимальной эффективности выполняем двойную обшивку, закладывая между металлическими листами слой минераловатного утеплителя мощностью 100 – 150 мм.
Фото изнутри металлического сооружения
- На пол укладываем плотную гидроизоляционную мембрану, которую засыпаем слоем опилок.
- Устанавливаем двери, которые должны закрываться как можно плотнее. Для дополнительной герметизации можно усилить дверную коробку брусьями с прикрепленными резиновыми листами.
- Как и в случае с использованием уже готового помещения, обязательно обустраиваем вентиляционные продухи для циркуляции воздуха.
После завершения работы проверяем герметичность помещения, при необходимости устраняя дефекты обшивки. Теперь нам осталось оборудовать нашу сушильную камеру.
Обратите внимание! В закрытой сушилке не должно быть щелей, обеспечивающих поступление неконтролируемых потоков воздуха. Связано это с тем, что наличие малейшего сквозняка может спровоцировать неравномерную обработку досок, вызвав их растрескивание или деформацию.
Процедура сушки древесины
Предварительно до проведения сушки по выбранному режиму дерево прогревают паром, который подается через увлажнительные трубы, при работающих вентиляторах, включенных обогревательным приборах и закрытых вытяжных каналах. Для начала нужно провести расчет сушильной камеры для древесины.
https://www.youtube.com/watch?v=5i0zo_5toCI
Температура агента в начале прогрева древесины должна быть выше на 5 градусов первой ступени режима, однако не больше 100 градусов по Цельсию. Уровень насыщенности среды должен быть для материала с начальной влажностью больше 25% 0,98 — 1, а для дерева с влажностью меньше 25% — 0,9 — 0,92.
Длительность начального прогрева зависит от породы древесины и составляет для хвойных пород (сосна, ель, пихта и кедр) 1 — 1,5 часа на каждый сантиметр толщины. Продолжительность прогрева мягких лиственных пород (осина, береза, липа, тополь и ольха) увеличивается на 25%, а для твердых лиственных пород (клен, дуб, ясень, граб, бук) — на 50% по сравнению с длительностью прогрева хвойных пород.
После предварительного прогрева принято доводить параметры сушильного агента сушки до первой ступени режима. Затем можно приступать к сушке пиломатериалов при соблюдении установленного режима. Влажность и температуру регулируют вентили на паропроводах и шиберы приторно-вытяжных каналов.
В процессе работы инфракрасной сушильной камеры для древесины в дереве возникают остаточные напряжения, которые можно устранить промежуточной и конечной влаготеплообработкой в среде увеличенной температуры и влажности. Обработке принято подвергать пиломатериалы, которые высушиваются до эксплуатационной влажности и подлежат механической обработке в дальнейшем.
Промежуточная влаготеплообработка совершается при переходе со второй ступени на третью или с первой на вторую при высокотемпературном режиме. Влаготеплообработке подвергают хвойные породы толщиной от 60 миллиметров и лиственные толщиной от 30 миллиметров.
Когда древесина достигнет конечной средней влажности можно проводить конечную влаготеплообработку. В данном процессе поддерживают температуру среды на 8 градусов выше последней ступени, но не выше 100 градусов. По окончании конечной влаготеплообработки дерево, прошедшее сушку, нужно выдержать в камерах на протяжении 2 — 3 часов при параметрах, что предусмотрены последней ступенью режима. Затем сушильную камеру останавливают.
Режимы сушки древесины
Зависимо от требований, которые предъявляются к качеству дерева, пиломатериалы можно сушить разными режимами, которые отличаются температурным уровнем. В мини сушильной камере для древесины в процессе сушки постепенно по ступеням увеличивается температура воздуха и уменьшается относительная влажность агента.
Выделяют режимы низко- и высокотемпературного процесса. Первые режимы предусматривают применение влажного воздуха в качестве сушильного агента, температура которого в начальной стадии составляет меньше 100 градусов. Установлено три категории данных режимов:
По низкотемпературным режимам предполагается трехступенчатое изменение параметров сушильного агента, причем с каждой ступени на последующую переход можно осуществлять только после достижения материалом определенного уровня влажности, что предусмотрен по режиму.
Высокотемпературные режимы предусматривают двухступенчатое изменение показателей сушильного агента, причем перейти с первой ступени на вторую можно после достижения древесиной переходной влажности в 20%. Высокотемпературный режим определяют, зависимо от толщины и породы пиломатериалов.
Сушка дерева в естественных условиях
При таком способе удаления влаги сушильная камера для пиломатериалов не применяется, жидкость испаряется под действием атмосферного воздуха. Сушат материал под навесом, расположенным на сквозняке. Солнечные лучи неравномерно нагревают наружный и внутренний слой дерева, что приводит к появлению деформаций и трещин.
Если на участке не обустроена сушильная камера для пиломатериалов, хорошо подходит для сушки чердачное помещение, проветриваемый сарай, оборудованный навес. Материал складируется в штабель, первый слой обязательно укладывают на подставки высотой не менее 50 см из любого прочного материала.
Распиленные вдоль бревна и готовые доски кладут внутренней стороной вверх, чтобы уменьшить размер деформации. Для этой же цели штабель древесины сверху прижимается тяжелым грузом. Из-за образования растрескивания на концах заготовки при сушке материала подбирают длину заготовки на 20-25 см длиннее предполагаемой детали.
Торцы пиломатериалов тщательно обрабатывают краской на масляной основе, олифой или горячим битумом для предотвращения трещин. Перед укладкой в штабель очищают стволы бревен от коры, чтобы уменьшить вероятность размножения древесных жучков. Удаление влаги из дерева естественным путем относят к экономным методам.
Технологическая процедура сушки древесины
Важно:чтобы древесина стала сухой полностью, ее нужно сушить в специальном оборудовании в лаборатории. Влажность у нее остается при этом 0%.
В процессе сушки существует два важных этапа: процесс влагообмена и влагопереноса.
Первый подразумевает испарение влаги в атмосферу, второй – движении влаги внутри. Сушка древесины технология подразумевает взаимодействие обоих процессов. Другими словами, изнутри влага двигается вверх и потом оттуда испаряется.
Современные технологические возможности позволяют быстро удалить влагу из материала, вопрос лишь в том, какие из них действуют наиболее эффективно. В промышленности используются следующие виды сушильной обработки древесины:
- Камеры аэродинамического подогрева (или ПАП)Ротационную (основанную на законах центробежной силы) Петролатумную (в жидкости, когда влажные заготовки помещаются в маслянистую среду, нагретую более 100 градусов)Камерную (в специальных сушильных камерах)Контактную (для плоских материалов, которые зажимаются в прессе)В высокочастотном поле (очень эффективный, но затратный способ)Индукционную (древесина высыхает за счет контакта с нагретым металлическим элементом)Высокотемпературная сушка древесины в вакуумных камерах позволяет получить материал на выходе не только сухой, но и весьма прочныйЕстественная сушка древесины подразумевает процесс на открытом воздухе под укрытиемСВЧ сушка древесины (она происходит в специальных генераторах, обеспечивающих свч-излучение)Инфракрасная сушка древесины (еще ее называют радиационной, создающей пучок инфракрасного излучения, нагревающего поверхность материала и способствующего испарению влаги).
Важно:температура сушки древесины имеет три категории: от 60 градусов и больше. Все зависит от необходимого качества процесса.
Видеоролик и заключение
Надеемся, наша статья помогла вам разобраться в том, как сделать сушилку для дерева своими руками. Если у вас до сих пор остались какие-то вопросы или предоставленной информации вам показалось мало, то рекомендуем вам посмотреть небольшой видеоролик, в котором рассказывается о том, как сделать сушилку для досок на чердаке за тридцать долларов.
Как видите, чтобы изготовить сушилку для древесины у себя дома, вовсе не обязательно обладать какими-то особыми навыками. Достаточно будет ответственно подойти к этому процессу и составить грамотные чертежи, чтобы не пришлось исправлять собственные ошибки в процессе строительства.
