Режимы и проведение кондиционирующей обработки

Кондиционирующую обработку (кондиционирование) проводят после первой стадии конечной ВТО, если пиломатериалы имеют недопустимые отклонения конечной влажности от средней. Переход на параметры режима кондиционирования выполняют постепенно, в течение 2…3 ч.

Цель кондиционирования состоит в выравнивании влажности древесины по объему пиломатериалов и штабеля в целом, чтобы в процессе производства изделий сохранить стабильность размеров и формы заготовок и обеспечить взаимозаменяемость деталей и узлов.

При кондиционировании в камере поддерживают состояние среды, обеспечивающее снижение влажности недосушенных и увлажнение пересушенных досок. Температура во время обработки поддерживается на уровне последней ступени режима сушки (но не выше 100 ^оС), а степень насыщенности должна быть равновесна заданной конечной влажности пиломатериалов, увеличенной на 1 %. Степень насыщенности определяют по диаграмме равновесной влажности (см. рис. 2.3).

Необходимая продолжительность кондиционирующей обработки определяется многими факторами: категорией качества сушки, особенностями камеры и материала, равномерностью конечной влажности штабеля после конечной ВТО и др.

Для пиломатериалов I и II категорий качества сушки кондиционирующая обработка обязательна. Для пиломатериалов III категории качества сушки кондиционирующую обработку назначают в том случае, если в предшествующих сушках аналогичного материала были установлены недопустимые отклонения конечной влажности. Ориентировочно продолжительность кондиционирующей обработки равна продолжительности конечной ВТО с коррекцией ее в ту или другую сторону в зависимости от фактической равномерности конечной влажности штабеля перед обработкой.

Результаты кондиционирования проверяют по показаниям датчиков влажности в контрольных досках или по силовым секциям. Зубцы силовых секций сразу после выпиловки и раскроя, а также после выравнивания влажности должны оставаться прямыми. Такую проверку можно делать выборочно, если характеристика пиломатериалов стабильна и налажен процесс сушки.

После завершения кондиционирования в материале, в зависимости от его толщины и категории качества сушки, перепад влажности по толщине не должен быть более 1,5…5,0 % [10]. Достигнуть такого состояния, когда перепад влажности по толщине материала будет равен нулю, в сушильной камере практически невозможно из-за большой длительности процесса. Завершение кондиционирования происходит при технологической выдержке пиломатериала на складе.

Окончание процесса сушки

Немедленная выгрузка горячего материала из камеры, особенно в зимнее время, недопустима во избежание растрескивания. Если открыть двери сушильной камеры с горячим материалом, то через несколько минут начнут появляться поверхностные микротрещины, сопровождаемые легкими звуковыми щелчками. Через непродолжительное время вся поверхность пиломатериала может быть покрыта микротрещинами.

После кондиционирования материал охлаждают вместе с камерой до 30…40 ^оС так же, как и на второй стадии конечной ВТО.

До поступления в производство сухой материал должен быть выдержан в сушильных штабелях на складе не менее двух суток. В случае разборки штабеля с теплым материалом в освободившихся от зажатия досках, не достигших нужного стабильного состояния, возникает дополнительное коробление.

Сухой материал (особенно тонкий) оставлять на длительное время в сушильных штабелях не следует. Сухие пиломатериалы необходимо хранить в плотных пакетах с закрытыми торцами, так как через торцы быстро поглощается влага из воздуха.

Контроль влажности

Определение начальной влажности пиломатериалов. Непосредствен-но перед началом процесса сушки необходимо знать (помимо других характеристик) начальную влажность пиломатериалов, которая нужна для правильного выбора режима сушки (в частности, его начальной ступени), режима начального прогрева и установления продолжительности сушки.

В деревообработке наиболее распространен сушильно-весовой (прямой) и электрический (косвенный) метод, основанный на зависимости электрических свойств древесины от ее влажности. Для определения влажности древесины электрическим методом применяют электровлагомеры. Процедура определения влажности древесины указанными методами регламентируется ГОСТ 16588-91.

Контрольный сушильно-весовой метод определения влажности при температуре (103±2) ^оС. Сущность метода заключается в определении массы влаги, удаленной из древесины при высушивании до абсолютно сухого состояния. При этом методе от досок, не имеющих гнили, засмолков, сучков и коры, на расстоянии от торца не менее 0,5 м выпиливают пробы (секции влажности) в виде поперечного среза размером вдоль волокон 10…15 мм. Секции очищают от опилок и заусениц и немедленно взвешивают с погрешностью, не превышающей 0,01 г, на весах, позволяющих взвешивать с погрешностью не более 0,01 г. Если секции невозможно взвесить сразу после изготовления, их необходимо поместить в пакеты из влагонепроницаемой пленки или герметические стеклянные сосуды. Пакеты или сосуды заполняют как можно полнее и герметично закупоривают.

Взвешенные секции помещают в сушильный шкаф и высушивают при температуре (103±2) ^оС. Процесс сушки контролируют взвешиванием трех произвольно выбранных секций. Первое взвешивание производят через 5…6 ч после начала сушки, последующие – через каждые 2 ч сушки. Все секции считают высушенными до абсолютно сухого состояния, если изменение массы трех произвольно выбранных секций между двумя последовательными взвешиваниями, проведенными с интервалом 2 ч, не превышает 1 %. При этом за массу высушенной секции принимают результат последнего взвешивания.

Секции не следует сушить свыше 20 ч. Если по истечении 20 ч сушки изменение массы превышает 1 %, сушку секций следует прекратить и секции считать высушенными.

Перед взвешиванием секции охлаждают в эксикаторе с безводным хлористым кальцием или серной кислотой концентрацией не менее 94 % (плотностью 1,84 г/см³) до комнатной температуры и взвешивают с погрешностью, не превышающей 0,01 г.

Начальную влажность секции в процентах вычисляют по формуле

, (5.5)

где – начальная масса секции, г; – масса секции в абсолютно сухом состоянии, г.

Сушильно-весовой метод позволяет (с точностью до 0,1…0,2 %) определить лишь локальные значения влажности досок в местах выпиловки секций. Для того чтобы иметь представление о влажности всего штабеля, необходимо выпилить пробы из ряда досок и затем усреднить результат. Число контрольных досок и отпиливаемых от них секций зависит от требуемой надежности контроля.

Игольчатые электроды кондуктометрического влагомера являются проводниками, по которым течет ток, а древесина, расположенная между ними, – это параллельно соединенные резисторы. При внедрении кондуктометрического датчика в древесину общее сопротивление цепи, состоящей из параллельно соединенных резисторов, в значительной мере определяется резистором с наименьшей величиной сопротивления, т. е. участком древесины с максимальным значением влажности. Поэтому кондуктометрические влагомеры при неравномерном распределении влажности по толщине доски показывают не среднее ее значение, а в значительной мере влажность на участке древесины, где ее значение максимально.

Неравномерное распределение влажности характерно для пиломатериалов после камерной сушки, когда влажность в центре доски выше, чем на поверхности. При этом кондуктометрический влагомер покажет завышенное значение влажности. В процессе сушки это приведет к излишнему расходованию энергии, связанному с дальнейшим продолжением сушки. Кроме того, при измерении создается микрозона сухой древесины в области контакта с иглами, что влияет на показания влагомера.

Контроль влажности пиломатериалов в сушильных камерах в процессе сушки.В настоящее время режимы, применяемые для сушки пиломатериалов, построены в зависимости от влажности высушиваемой древесины. Для ее контроля в процессе сушки широко распространен дистанционный способ, основанный на измерении влажности древесины с помощью кондуктометрических датчиков. Датчик состоит из двух электродов из нержавеющей стали.

Электроды устанавливают в заранее отобранные контрольные доски на расстоянии 500…600 мм от торцов, посередине ширины доски на глубину, равную половине толщины доски, до укладки досок в штабель (рис. 5.30). Два электрода располагают поперек волокон древесины на расстоянии 35…40 мм один от другого. При необходимости рабочую часть электродов в месте контакта с поверхностью древесины изолируют от попадания воды силиконовой мастикой. Целесообразно также размещать датчики на нижней пласти контрольных досок, исключая тем самым любой контакт с водой.

Для контрольных отбирают доски, имеющие влажность, близкую к средней влажности всего штабеля. Для этого, чтобы установить эту влажность, рекомендуется предварительно замерить влажность достаточно большого количества досок из данной партии переносным электровлагомером.

По данным разных фирм в штабель укладывают от 6 до 12 контрольных досок с установленными датчиками. После загрузки штабеля в сушильную камеру датчики специальными проводами соединяют с системой управления.

Рассмотренный дистанционный кондуктометрический способ имеет те же недостатки, что и переносные кондуктометрические влагомеры. Он не позволяет установить с достаточной точностью величину средней текущей влажности материала, уложенного в штабель, в процессе сушки, а лишь определяет ее в местах установки датчиков. Кроме того, низка точность определения момента достижения заданной конечной влажности (ниже 10 %) высушиваемых пиломатериалов. К недостаткам способа следует отнести и большие неудобства установки и съема датчиков.

Рис. 5.30. Расположение электродов в контрольной доске

Для контроля за внутренними напряжениями в процессе высыхания материала в штабель закладывают (в места наиболее интенсивной сушки) один или два контрольных силовых образца длинной 1,0…1,2 м. Подготовка силовых образцов состоит в выпиловке их из досок, характерных для данной партии пиломатериалов, замазке торцов влагозащитными составами (для уменьшения интенсивности испарения влаги) и помещении в сушильный штабель.