Деревообработка

Сушка древесины - процесс удаления влаги из древесины путём испарения.

Сушка предохраняет древесину от поражения деревоокрашивающими и дереворазрушающими грибами в период её хранения и транспортировки, предупреждает изменение размеров и формы древесины в процессе изготовления и эксплуатации изделий из неё.

Сухая древесина, в отличие от сырой, легко склеивается и отделывается. Древесина состоит из толстостенных клеток удлинённой формы, ориентированных вдоль оси ствола.

Вода в древесине может находиться в полостях клеток и в их стенках. Воду, находящуюся в полости клеток и в пространствах между клетками, называют свободной, а в клеточных стенках - связанной (гигроскопической). Свободная влага связана с древесиной лишь механически, и её удаление при сушке не вызывает структурных изменений древесины. Максимальное количество связанной влаги, находящейся в древесине, примерно одинаково для всех пород древесины и составляет при нормальных условиях около 30 %.

Количественную характеристику содержания влаги в древесине оценивают таким показателем, как влажность. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды в объеме древесины к массе сухой древесины в этом объеме. В деревообработке применяют первичные элементы автоматического контроля или датчики для измерения влажности древесины и влажности воздуха в сушильных камерах.

Для измерения влажности древесины и строительных материалов наше предприятие предлагает использовать высокоточный карманный влагомер Testo 606-1.

Тesto 606-1 измеряет уровень влажности материала. Прибор отображает значения влажности материала в процентах по весу, используя характеристические кривые для разных видов древесины и строительных материалов, в памяти прибора.

Преимущества прибора:

При сушке влажной древесины в первую очередь испаряется свободная влага. По мере снижения влажности древесины ниже 30 % наблюдается уменьшение линейных размеров и объёмов древесины. Это явление называется усушкой. Абсолютно сухой древесиной называется такая, из которой удалена вся свободная и связанная (гигроскопическая) влага. Древесина относится к гигроскопичным материалам, которые обладают свойством изменять свою влажность с изменением состояния окружающей их среды.

Предел гигроскопичности древесины - это максимальное значение влажности древесины, при которой возможно поглощение (сорбция) ею влаги из насыщенного паром воздуха. Под влажностью древесины в деревообработке понимают отношение массы воды в древесине к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. Определённому, постоянному состоянию воздуха соответствует уравновешенная с ним влажность и температура древесины, называемая равновесной влажностью. Психрометрическая влажность характеризует "сухость воздуха", определяя величину теплового потока от воздуха к влажному материалу и, следовательно, скорость испарения из него воды. Психрометрическая влажность характеризует процесс на поверхности материала, в зоне перехода влаги от материала в воздух. Психрометрическая влажность и равновесная находятся в обратной зависимости.

Сушильным агентом (агентом сушки) называется среда, в которой происходит сушка древесины. Сушильный агент обеспечивает подвод тепла к пиломатериалу и поглощает испаряемую из него влагу. Агентом сушки может быть атмосферный воздух, топочные газы, водяной перегретый пар и их смеси. В некоторых случаях сушильным агентом может быть гидрофобная жидкость или водный раствор соли.

Для определения психрометрической влажности и температуры воздуха в помещениях для сушки и хранения древесины предназначены приборы серии ИВТМ-7. Эти микропроцессорные термогигрометры могут быть как портативными, так и стационарными.

Портативные приборы ИВТМ-7 М1, ИВТМ-7 М2, ИВТМ-7 МК применяются для оперативной оценки параметров микроклимата. Возможно крепление приборов к стене и непрерывный контроль температуры и влажности в помещении.
Модификация ИВТМ-7 М3 рассчитана на одновременную работу нескольких приборов, объединенных в измерительную сеть с выводом результатов на один компьютер. Такая возможность позволяет организовать наблюдение за параметрами воздуха одновременно в нескольких помещениях с формированием статистики показаний за определенный период времени.

Портативный прибор ИВТМ-7 М4 также предназначен для формирования измерительной сети, однако результаты измерений передаются оператору посредством связи через радиоканал (дистанционная беспроводная связь).

Термогигрометры ИВТМ-7М 5-Д и ИВТМ-7 М 5-Д-3 помимо температуры и относительной влажности воздуха измеряют атмосферное давление.

ИВТМ-7 М-С оснащен светодиодным индикатором, что позволяет проводить измерения в помещениях со слабой освещенностью.

Если процесс сушки или обработки древесины проводится при температурах, превышающих +60 0С, для контроля параметров воздуха в сушильной камере применяется прибор ИВТМ-7К с зондом ИПВТ-03-04-2В-L виде металлического “штыря” длиной от 30 до 100 см.

Стационарные приборы серии ИВТМ-7 поддерживают все перечисленные функции портативных модификаций. Помимо этого, они обеспечивают возможность не только измерять температуру и влажность воздуха в производственном помещении, но и регулировать их с помощью исполнительных устройств (нагревательных и вентиляционных систем).

Приборы зарегистрированы в:

- Государственном реестре средств измерений РФ под № 15500-12

- Государственном реестре средств измерений Республики Казахстан под № KZ.02.03.02221-2007/15500-07

Системы увлажнения и контроля влажности воздуха

Рассмотрим один из этапов обработки древесины - изготовление клееных деревянных конструкций - оконного или конструкционного бруса, мебельного щита, погонажных изделий и т.п.

Пример: большинство зарубежных покупателей трёхслойного клееного бруса (оконной заготовки) руководствуются требованиями германского института оконной техники и технологии (г. Розенхайм), где чётко указано, что:

влажность древесины должна быть в пределах 12% +/- 2%;

очень важно, чтобы разница во влажности между склеиваемыми ламелями не превышала 2%.

при склеивании «на шип» важно, чтобы разница во влажности между отдельными элементами не превышала 1%.

Также известно, что разница в 4% ослабляет клеевое соединение уже в два раза, и это в дальнейшем неизбежно приведёт к образованию трещин в изделии. И ещё: при склеивании любых материалов, а особенно древесины, нельзя недооценивать качество чистоты поверхности. Масла, жиры, грязь, пыль и даже запылённый воздух могут загрязнить поверхность дерева и препятствовать качественной адгезии.

Наконец клееные швы нуждаются в некоторой выдержке перед дальнейшей обработкой. Это необходимо для того, чтобы влага, выделившаяся из клея, равномерно распределилась вглубь древесины. Если этого не сделать и сразу подвергнуть деталь (например, клееную панель) машинной обработке, то края шва, разбухшие от влаги, особенно при избытке клея, сожмутся при дальнейшем высыхании и шов получится «впалым».

Разные породы дерева имеют разные свойства с точки зрения склеивания. Менее плотные породы, такие как каштан или тополь, склеивать легко. Более плотные, такие как вишня, дуб, орех при нормальных условиях склеиваются хорошо. А вот плотные сорта древесины, такие как бук, клён или берёза требуют повышенного внимания к соблюдению условий склеивания для того, чтобы получить приемлемые результаты.

В идеале, влажность склеиваемой древесины должна быть немного меньше, чем желаемая влажность готового изделия для того, чтобы дерево адсорбировало влагу, которая может выделиться из клея при его затвердевании. Так, например, влажность 5-7% вполне приемлема. Однако при работе с мочевиноформальдегидными клеями содержание влаги в древесине не должно быть менее 7%. А вот при наклеивании тонкого шпона его влажность не должна превышать 5%.

Предъявление таких жестких требований к качеству изделий влечет за собой не только пристальный контроль над влажностью самих заготовок, консистенцией клея, усилием прижима и выдержкой. Это означает и соответствующие условия в том помещении, где производится склеивание. Т.е. не только постоянную температуру и отсутствие пыли и сквозняков, но и равномерное увлажнение воздуха в помещении - иначе заготовки, хранящиеся в разных углах, а то и в разных местах одного и того же штабеля, будут иметь разную влажность «благодаря» способности высушенной древесины активно абсорбировать влагу из окружающей среды.

Для осуществления такого комплексного контроля над состоянием микроклимата в помещении мы предлагаем контрольно-измерительный комплекс, состоящий из следующих приборов: