Основы технологии сушки древесины. Основы деревообработки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспертизы и управления недвижимостью

Курсовая работа

по предмету: Конструкции из дерева и пластмассы

По теме: «Основы технологии сушки древесины. Основы деревообработки»

Студентка 4 курса

экономического факультета

специальности экспертиза и

управление недвижимостью

Группы 414

Абрегова Р.М.

Краснодар 2012



Содержание

Введение

1. Классификация деревообрабатывающих производств

2. Цели, задачи, терминология, используемая в процессе сушки древесины

3. Рекомендации по камерной сушке пиломатериалов

4. Укладка пиломатериалов в штабель для камерной сушки

5. Режим сушки древесины

6. Категории режимов сушки древесины

7. Проведение процессов сушки древесины

8. Дефекты сушки пиломатериалов и их предупреждение

9. Определение продолжительности сушки пиломатериалов

10. Породные особенности древесины

11. Основы деревообработки

12. Виды конструкций и основных изделий

13. Основные конструктивные элементы столярного изделия

14. Классификация и номенклатура основных изделий из древесины

15. Технология деревообрабатывающего производства

Список литературы



Введение

Древесина. В обыденной жизни и технике древесиной называют внутреннюю часть дерева, лежащую под корой. В ботанике под древесиной, или ксилемой, подразумевают ткань или совокупность тканей, образовавшихся из прокамбия или камбия.

ДЕРЕВООБРАБОТКА - одна из быстроразвивающихся и перспективных отраслей промышленности страны, ещё бы ведь на долю нашей страны приходится около пятой части всех лесов земного шара. И не менее значимый фактор это то, что древесина - сырье, запасы которого могут непрерывно восстанавливаться в отличие от не возобновляемых (газа, угля, руды, нефти, торфа и др.). Из этого следует вывод - для того чтобы деревообработка в России динамично развивалась, не нужно стоять на месте, нужно внедрять новые технологии деревообработки, вводить в эксплуатацию новое оборудование, повышать квалификацию персонала.

Деревообработка- процесс обработки древесины, производство продукции из древесины, а также группа технических дисциплин, охватывающих эти понятия.

Виды обработки древесины

§ Механическая обработка древесины

§ резание

§ прессование

§ гнутьё

§ Механическая сборка деталей с помощью столярных соединений

§ Гидротермическая обработка древесины

§ сушка

§ пропаривание

§ пропитка

§ Склеивание древесины

§ Отделка древесины

1. Классификация деревообрабатывающих производств

Предприятия по первичной обработке древесины

Предприятия по первичной обработке древесины - это предприятия производящие пиломатериалы, шпон, фанеру, древесно-стружечные, древесноволокнистые и другие виды древесных плитных материалов. Основным видом сырья для таких предприятий являются лесоматериалы

Предприятия по вторичной обработке древесины

Предприятия по вторичной обработке древесины в качестве основного сырья используют продукцию предприятий по первичной обработке древесины и выпускают мебель; столярно-строительные изделия (окна, двери, доски пола, плинтусы, галтели); деревянные музыкальные инструменты; корпуса и футляры для радиоприемников и телевизоров, часов, микроскопов и других приборов, деревянные суда; детали и изделия для оборудования теплоходов, железнодорожных вагонов, автомашин, сельскохозяйственных машин; спортивный инвентарь, деревянную тару и другое

2. Цели, задачи, терминология, используемая в процессе сушки древесины

Сушка древесины- процесс удаления влаги из древесины до определенного процента влажности.

Цель сушки: превращение из природного сырья древесины в промышленный материал, с улучшенными биологическими и физико-механическими свойствами.

Задачи сушки древесины следующие: предупреждение изменения линейных размеров древесины, так называемая усушка древесины, которая наблюдается при изменении количества связанной воды (т.е. при снижении влажности до 30%). Считается, что пиломатериалы хвойных пород при сушке от свежераспиленного состояния (W>30%) до транспортной влажности (W=20...22%) усыхают на 3%. Полная объемная сушка составляет 12...15%. Отметим, что тонкие доски усыхают больше, чем толстые.

Процесс сушки древесины включает следующие процессы:

· Влагообмен- испарение влаги из древесины в окружающую среду.

· Влагоперенос- перемещение влаги внутри древесины.

Для сушки необходимо, чтобы происходили оба процесса. Влага от внутренних, сердцевинных слоев должна идти к поверхности (влагоперенос) и удаляться с поверхности (влагообмен). При этом важно, чтобы процессы влагообмена и влагопереноса были бы по интенсивности одинаковыми. Если количество воды, удаляемой с поверхности, будет больше, чем G внутренних слоев, то и усыхание поверхностных слоев будут больше. В результате будет создаваться напряжение между внутренним и внешними слоями. Причем это напряжение будет тем больше, чем больше разница между влажностью сердцевины и поверхности древесины. Напряжения могут приводить к деформациям в древесине и даже к трещинам и разрушениям.

Таким образом,

Если влагообмен = влагоперенос, то сушка будет проходить без напряжений и деформаций.

Если влагообмен>влагоперенос, то во время сушки возможны слабые напряжения и долговременные деформации.

Если влагообмен>>влагоперенос, то во время сушки возможны сильные напряжения, большие деформации, трещины и разрушения.

Современные технологии предлагают различные устройства для быстрого удаления воды с поверхности древесины. Проблемой является ускорения процесса влагопереноса от сердцевинных к поверхностным слоям древесины.

Влагоперенос внутри древесины происходит под действием различных движущих сил:

· градиент влажности- перемещения влаги (при ее неравномерном распределении в древесине) в направлении понижающей влажности (влагопроводность);

· градиент температуры- перемещение влаги (при неравномерном распределении в древесине температуры) в направлении понижающей температуры (термовлагопроводность);

· перепад давления- перемещение влаги (при избыточном давлении внутри древесины) в направлении понижающего давления.

В любом процессе сушки древесины, перечисленные процессы действуют совместно. Однако сравнительная эффективность и степень воздействия отдельных видов влагопереноса зависит от вида и способа сушки. Во всех случаях, при искусственной сушке древесины перед конструкторами сушильного оборудования стоят три главных задачи:

1. Обеспечить качество сушки, т.е. минимизировать брак от деформаций и трещин.

2. Уменьшить время сушки насколько это возможно.

3. Сократить потребление энергии

3. Рекомендации по камерной сушке пиломатериалов

Технология камерной сушки включает в себя подготовку штабеля сырого и хранение высушенного материала, проведение прогрева, кондиционирования и непосредственно сушки древесины.

В настоящее время существует достаточное количество режимов сушки древесины разных пород. Они отличаются уровнем температурно-влажностных параметров среды и числом изменений этих параметров на протяжении процесса, т.е. количеством ступеней. Общим является принцип построения режимов, основанный на безопасном для целостности древесины, постепенном повышении температуры и снижении влажности агента сушки.

Режимы разработаны и могут непосредственно применяться в "идеальной камере". В реальных камерах необходима доработка, привязка режимов с учетом конкретных конструктивных особенностей. Так один и тот же режим в разных камерах может привести к ускоренной сушке, приводящей к браку, или к замедленной с переувлажнением материала и завышенным расходом теплоносителя. Поэтому основной задачей технолога является подбор оптимального режима индивидуально для каждой камеры.

При выборе режима сушки необходимо исходить из рационального сочетания следующих факторов: требуемого качества высушиваемого материала, определяемого нормами требований к качеству сушки; категории режимов сушки, обеспечивающей необходимое качество сушки при заданной продолжительности процесса, и конструкции камеры, способной высушивать материал, по определенной категории качества не превышая режимную продолжительность. Помимо технологических особенностей использования того или иного режима следует учитывать и экономические аспекты - рентабельность применения режимов разной интенсивности.

4. Укладка пиломатериалов в штабель для камерной сушки

На равномерность сушки и сохранение правильной формы досок после сушки большое влияние оказывает качество формирования штабелей (пакетов). Деформирование высушиваемых пиломатериалов - это результат недостаточного их зажатия, т.е. неправильной укладки в штабель.

При камерной сушке используются штабеля двух типов: пакетный, формируемый из нескольких (2...4) сушильных пакетов, и цельный, собираемый целиком на месте его формирования.

Штабель должен состоять из пиломатериалов одной породы и толщины.

Подштабельное основание должно быть прочным, жестким, а верх его - горизонтальным. Длина основания должна равняться длине штабеля. Основанием штабеля наиболее часто служат специальные рельсовые вагонетки, собранные из треков. Трек представляет собой двухколесную тележку, установленную на один рельс. Треки соединяются между собой брусками сечением 100х100 мм, устанавливаемых в соответствующие пазы на треках. Длина брусков должна равняться ширине штабеля.

Форма поперечного сечения пакетов и штабелей должна быть прямоугольной, а торцы их выровнены по вертикали.

Разные по длине доски укладывают в разбежку, причем самые длинные - по краям. Такая укладка предохраняет концы досок от коробления. Стыкуемые доски (длина которых меньше половины длины штабеля) располагают не менее чем на двух прокладках, при этом внешние торцы выравнивают по торцам штабеля.

Если доски имеют разную ширину, то узкие укладывают в середину, а широкие - по краям пакета или штабеля. Если по ширине пакета или штабеля целое количество досок не размещается, то зазор оставляют по середине ширины штабеля.

Недогрузка штабеля по высоте недопустима, так как за счет больших утечек сушильного агента через пространство над штабелем резко снижается скорость циркуляции в самом штабеле. Это приводит к увеличению сроков сушки и в некоторой степени к неравномерному просыханию материала.

Не обрезные доски укладывают комлями в разные стороны.

Рис.1. Укладка пиломатериала в ряду пакета или штабеля.

В зависимости от характера циркуляции агента сушки через штабель пиломатериалы укладывают:

1. сплошными рядами без промежутков (шпаций) между досками для камер с горизонтальной циркуляцией поперек штабелей;

2. с промежутками (шпациями) между досками для камер с горизонтальной циркуляцией вдоль штабелей и с вертикальной, в том числе естественной циркуляцией.

Рис.2. Примеры укладки пиломатериалов:

1- без шпаций, 2- со шпациями

В штабелях или пакетах со шпациями общая ширина шпаций должна составлять при укладке обрезных досок - 35%, не обрезных - 57% от ширины штабеля. Шпации должны быть распределены равномерно по ширине штабеля.

Горизонтальные ряды пиломатериалов в пакетах и штабелях должны разделяться межрядовыми прокладками, а пакеты по высоте штабеля - межпакетными.

Главное внимание уделяют шагу прокладок, а также вертикальности их рядов - это основной признак качества укладки пиломатериалов.

Расстояние между прокладками по длине штабеля (шаг прокладок) зависит от древесной породы, толщины и ширины пиломатериала, конечной влажности.

При высушивании хвойных пиломатериалов с конечной влажностью (10...12)% шаг прокладок ш принимают равным 20-кратной толщине Т досок, т.е. ш = 20Т.

При сушке дубовых и буковых досок, которые значительно коробятся, ш = 15Т.

Если конечная влажность древесины (5...7)%, а сортименты короткие, назначают ш = 10Т.

В случае высушивания хвойных пиломатериалов до транспортной влажности следует принимать ш = 35Т.

Длина межрядовых прокладок зависит от ширины штабеля, их ширина (35...45) мм, толщина (25 ± 0,5) мм.

При сушке толстых пиломатериалов в высоких штабелях рекомендуются прокладки шириной 50 мм.

Межпакетные прокладки изготавливают квадратного сечения не менее 70 х 70 мм.

По высоте штабеля прокладки следует укладывать строго вертикально одна над другой. Сбившиеся прокладки выправляют. Нижняя прокладка должна находиться над опорным брусом или над другим прочным основанием. Крайние прокладки у лицевого ровного торца штабеля укладывают заподлицо с торцами досок. Прокладки изготавливаются из древесины хвойных и лиственных пород, не имеющей гнили и синевы.

Прокладки используют только сухие, после калибровки на рейсмусовом станке при строгании с одной стороны.

Количество меж рядовых прокладок по длине пакета или штабеля приведено в таблице 1.

Таблица 1. Рекомендуемое количество прокладок в горизонтальном ряду пиломатериалов по длине пакета или штабеля

Толщина пиломатериалов, мм	Хвойные породы	Лиственные породы
	длина пакета или штабеля, м
	2,5	4,0...4,5	6,5...6,8	2,5	4,0...4,5	6,5...6,8
16...19	5	8	12	7	10	14
22...25	5	7	10	6	9	12
32...40	4	5	7	5	7	9
50 и более	3	4	6	4	5	7



Количество межпакетных прокладок по длине пакетного штабеля должно быть таким же, как и количество межрядовых прокладок. При формировании штабеля межпакетные прокладки должны размещаться в одном вертикальном ряду с межрядовыми прокладками пакетов.

5. Режим сушки древесины

Режим сушки древесины- это совокупность тепловлажностных воздействий сушильного агента на древесину, обеспечивающих заданное качество и скорость его сушки. В зависимости от требований, предъявляемых к качеству сушки древесины, древесина может высушиваться режимами различных категорий по температурному уровню.

При использовании режимов высокотемпературного процесса агентом сушки служит перегретый пар при атмосферном давлении с температурой выше 100°С.

В каждом конкретном случае режимы той или иной категории выбирают с учетом характера их воздействия на свойства древесины. При низкотемпературных режимах сушки в качестве сушильного агента используется влажный воздух с температурой в начальной стадии до 100°С. К низкотемпературным режимам сушки относятся мягкие, нормальные и форсированные режимы.

Мягкие режимы сушки обеспечивают бездефектную сушку древесины при полном сохранении естественных физико-механических свойств древесины, прочности и цвета. Эти режимы рекомендуются для сушки до транспортной влажности экспортных пиломатериалов, в которых не допускается выплавление смолы, выпадение сучков и изменение натурального цвета (потемнение древесины хвойных пород или пожелтение буковой и березовой древесины от нагревания).

Нормальные режимы сушки обеспечивают бездефектную сушку древесины при полном сохранении прочностных показателей древесины с незначительными изменениями ее цвета. Данные режимы рекомендуются для сушки древесины для внутреннего потребления до любой влажности.

Низкотемпературные режимы сушки пиломатериалов делятся на 2 группы: 1 - для хвойных пород, 2 - для лиственных пород. В зависимости от группы, низкотемпературные режимы сушки имеют несколько уровней (ступеней). В процессе сушки древесины в переход с одной ступени на другую осуществляется по определенной влажности древесины. Например, при сушке древесины хвойных пород эти значения составляют 35% и 25%. Для обеспечения своевременного перехода с одной ступени процесса сушки на другую разработаны системы автоматического управления сушильной, а также управление техпроцессом сушильных камер в полуавтоматическом режиме.

Форсированные режимы сушки обеспечивают бездефектную сушку древесины при сохранении прочности на статический изгиб, растяжение и сжатие, но при снижении прочности на скалывание и раскалывание до 20% с потемнением древесины. Такие режимы рекомендуются для сушки до эксплуатационной влажности древесины и предназначена для изделий, работающих с большим запасом прочности.

Высокотемпературные режимы сушки обеспечивают бездефектную сушку древесины при незначительном уменьшении прочности на статический изгиб, растяжение и сжатие, при заметном снижении прочности до 35% на скалывание и раскалывание с потемнением древесины. В этих режимах рекомендуется сушка до эксплуатационной влажности древесины целевого назначения для изделий, работающих с большим запасом прочности.

Таблица 2. Выбор режима сушки

Порода	Категория режима	Толщина досок, мм
		13-22	25	32-40	45-50	60	70-75	90-100	более 100
Сосна, ель, кедр, пихта	М Н Ф	6-Д 2-Д 1-Д	8-Г 3-Г 1-Г	9-Г 3-В 1-В	9-В 4-В 2-В	9-В 4-Б 2-Б	9-Б 5-Б 3-Б	- 6-Б -	- 8-Б -
Лиственница	Н Ф	3-В 1-В	4-Б 2-Б	5-Б 3-Б	5-А 3-А	6-А -	8-Б -	9-Б -	10-Б -
Осина, липа, тополь	Н Ф	3-Г 2-Г	3-Б 2-Б	4-Б 3-Б	5-В 4-В	6-В -	7-В -	8-В -	9-В -
Береза, ольха	М Н Ф	6-Д 3-Д 2-Д	6-Г 4-Г 3-Г	6-В 4-В 3-В	6-В 5-В 4-В	7-В 6-Б -	8-В 7-Б -	- 8-Б -	- 9-Б -
Бук, клен	Н Ф	4-Г 2-Г	5-В 3-В	6-В 4-В	6-Е -	7-Б -	8-Б -	9-Б -	9-Б -
Дуб	Н Ф	5-Г 3-Г	5-В 4-В	6-Б 5-В	7-Б -	8-Е -	9-В -	9-Б -	10-Б -
Берест, ясень, ильм, орех	Н	5-В	5-Б	6-Г	6-Б	7-В	8-В	8-Б	9-Б
Граб	Н	6-В	6-А	7-Б	8-В	8-Б	9-В	9-Б	10-Б

Указания в таблице относятся к пиломатериалам средней и повышенной ширины при скоростях движения воздуха 1,5-2 м/с. Для узких пиломатериалов и заготовок (брусков) режим выбирается по меньшей ближайшей номинальной толщине.

При недостаточно мощной циркуляции: недостаточно мощной считается во всех случаях естественная циркуляция, а также принудительная циркуляция со скоростью воздуха в штабеле равной и ниже:

0,5 м/с - для материала с продолжительностью сушки свыше 1000 ч;

0,75 м/с - для материала с продолжительностью сушки 300 -1000 ч;

1,0 м/с - для материала с продолжительностью сушки 80 - 300 ч;

1,5 м/с - для материала с продолжительностью сушки до 80 ч - режим может корректироваться в сторону ужесточения.

Так, при сушке свежесрубленных пиломатериалов и материалов влажностью выше 60% - режим рекомендуемого номера, но более жесткого раздела (например, вместо режима 3-Б - режим 3-В).

При большей, чем 2 м/с скорости движения воздуха рекомендуется смягчать режим (например, вместо режима 3-В - режим 3-Б).

При превышении температуры в процессе сушки максимальной для заданной категории качества - уменьшается номер режима до допустимых температур.

Помимо штабеля воздух может проходить под и над штабелем, а также в зазоры между штабелем и торцевой стеной, штабелем и воротами. Это вредные перетоки, они снижают скорость в штабеле, увеличивая продолжительность сушки. Их предотвращают, используя экраны. В некоторых случаях бывает необходимо снизить скорость движения воздуха в штабеле. Для этого убирают часть или все экраны.

При недостаточной герметичности камеры (камера "не держит" равновесную влажность при закрытых клапанах) возможно ужесточение режима при соответствующем снижении скорости движения воздуха.

Например, при сушке соснового пиломатериала толщиной 40 мм в нормальном режиме (3-В) на первом этапе сушки при работающей системе увлажнения не удается повысить влажность воздуха выше 62%. Рекомендуется уменьшить скорость воздуха до 1 м/с и перейти на режим 3-Г. Продолжительность сушки при этом несколько увеличится.

При недостаточной тепловой мощности камеры (температура в камере ниже заданной) на первом этапе сушки необходимо поддерживать заданную психрометрическую разность, чтобы не "запереть" влагу внутри пиломатериала, на втором и третьем этапе сушки можно несколько ужесточить режим.

6. Категории режимов сушки древесины

В зависимости от назначения высушиваемых пиломатериалов нормативами установлены четыре категории качества сушки древесины: I, II, III и 0.

I категория качества сушки - высококачественная сушка древесины до влажности 6-8% при температуре не более 60-70°С. 60°С относится только к толстым пиломатериалам. Данная категория качества сушки древесины должна обеспечить возможность механической обработки и сборки деталей для высокоточных ответственных соединений, влияющих на эксплуатационные показатели изделий (производство моделей, лыж, приборостроение, точное машиностроение и приборостроение, силовые конструкции).

II категория качества сушки - повышенное качество сушки древесины до влажности 6-10% при температуре не более 75-85°С. Допускаемое снижение прочности пиломатериалов на скалывание и ударный изгиб не более 5%. Данная категория качества сушки древесины требуется для ответственных соединений, от которых зависит качество изделий (производство столярно-строительных изделий ответственного назначения, мебельное производство и др.)

III категория качества сушки - среднее качество сушки древесины до влажности 8-15%. Данная категория качества сушки древесины должна обеспечить механическую обработку и сборку деталей для менее ответственных деталей (производство столярно-строительных изделий, погонаж, товарное вагоностроение, тара и др.)

0 категория качества сушки - сушка древесины до транспортной влажности 16-22% (древесина для экспорта и внутреннего потребления).

К показателям качества сушки относятся:

· соответствие средней влажности высушенных пиломатериалов в штабеле заданной конечной влажности;

· величина отклонений влажности отдельных досок или заготовок от средней влажности пиломатериалов в штабеле;

· перепад влажности по толщине пиломатериалов /заготовок/;

· остаточные напряжения в высушенных пиломатериалах /заготовках/.

Показатели качества сушки пиломатериалов /заготовок/ подлежат нормированию. Нормы устанавливаются в зависимости от категории качества сушки и условий эксплуатации изделий. Сушка древесины по I и II категориям качества предусматривает снятие остаточных деформаций и напряжений с помощью влаготеплообработки (увлажнения).

Таблица 3. Нормативные показатели сушки пиломатериалов и заготовок

Показатели качества сушки	Категории качества
	I	II	III	0
Средняя конечная влажность п/м заготовок или заготовок в штабеле, %, при толщине пиломатериалов, мм:	7, 10*	7, 10, 15*	10, 15**	-
до 32	-	-	-	16
38-50	-	-	-	18
свыше 50	-	-	-	20
Отклонения от влажности отдельных досок (заготовок) от средней влажности штабеля пиломатериалов*,%, при толщине пиломатериалов, мм:	Не более ±2	Не более ±3	Не более ±4	-
до 32	-	-	-	±6
38-50	-	-	-	±4
свыше 50	-	-	-	±2,5
Среднее квадратичное отклонение отдельных досок к средней влажности штабеля, %, при толщине пиломатериалов, мм:	±1,0	±1,5	±2,0	-
до 32	-	-	-	±3
38-50	-	-	-	±2
свыше 50	-	-	-	±1,25
Перепад влажности при толщине пиломатериалов (заготовок),%, при толщине пиломатериалов, мм:	не более	не более	не более	-
13-22	1,5	2,0	2,5	Не контролируется
25-40	2,0	3,0	3,5
45-60	2,5	3,5	4,0
70-90	3,0	4,0	5,0
Усредненный показатель остаточных напряжений (относительная деформация зубцов силовой секции),%	Не более 1,5	Не более 2,0	Не контролируется	Не контролируется



7. Проведение процессов сушки древесины

Перед началом сушки помещение камеры и элементы ее оборудования очищают от мусора и пыли.

Затем камеру прогревают сухим воздухом во избежание конденсации влаги на оборудовании и ограждениях камеры. Одновременно с подготовкой камеры пиломатериалы укладывают в штабеля.

В целом камерная сушка пиломатериалов складывается из ряда технологических и контрольных операций, которые выполняют в определенной последовательности.

К технологическим операциям процесса сушки относятся: начальный прогрев древесины, собственно сушка по определенному режиму, конечная (в ряде случаев промежуточная) влаготеплообработка и кондиционирование.

Начальный прогрев древесины проводится после загрузки камеры материалом с целью быстрого прогрева древесины в среде повышенной температуры и влажности.

Собственно сушка следует за начальным прогревом.

В камере устанавливают и поддерживают заданные режимом сушки параметры сушильного агента (воздуха). Сушку заканчивают при достижении материалом заданной конечной влажности.

Для снятия внутренних напряжений, возникающих в древесине при сушке, и опасности растрескивания во второй стадии сушки, в ряде случаев проводят промежуточную влаготеплообработку древесины, часто называемую пропаркой.

После окончания сушки древесину подвергают конечной влаготеплообработке в среде повышенной температуры и влажности.

После конечной влаготеплообработки иногда проводят кондиционирование для выравнивания влажности древесины по объему штабеля.

В процессе сушки выполняют контрольные операции. В течение всего процесса сушки непрерывно или периодически (через 1...2 ч) ведут контроль за температурой и степенью насыщения сушильного агента. По данным контроля регулируют параметры среды в камере. Один-два раза в сутки контролируют влажность высушиваемых пиломатериалов. По результатам этого контроля изменяют параметры сушильного агента, приводя их в соответствие с режимными.

Начальный прогрев

Начальный прогрев древесины проводится для предупреждения образования внутренних напряжений и сохранения целостности в начальный период сушки. Для этого древесина подвергается быстрому прогреву без испарения из нее влаги в среде с повышенной температурой и высокой влажностью, для чего в камеру подают насыщенный пар при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных патрубках.

Испарение влаги из древесины должно начаться только после полного ее прогрева по всей толщине. Поэтому внутри камеры в период начального прогрева должны быть созданы условия, при которых влага не могла бы испаряться из материала.

Во время прогрева в камере нужно поддерживать постоянную температуру, примерно на 5°С выше температуры первой ступени сушки. В начале прогрева психрометрическая разность может быть значительной, затем ее уменьшают до (3...2)°.

Начало прогрева считается с момента, когда температура в камере достигнет требуемой температуры древесины в конце прогрева. Начиная с этого момента снижение температуры в камере или резкое падение влажности недопустимо во избежание растрескивания пиломатериалов. Затягивать прогрев не следует во избежание «цветения» древесины.

Длительность прогрева для соснового материала толщиной (35...50) мм ориентировочно составляет (1...1,5) ч летом и (1,5...2) ч зимой на каждый сантиметр толщины материала.

Для пиломатериалов мягких пород продолжительность прогрева равна примерно 6% от ожидаемой продолжительности сушки, а для твердых (1,5...2)%.

Собственно сушка

Собственно сушка следует за начальным прогревом. Переход на режим сушки после прогрева осуществляется постепенно. Не рекомендуется принимать срочных мер к удалению избытка влаги из камеры, если психрометрическая разность постепенно увеличивается и без открывания воздухообменных заслонок.

В камере устанавливают и поддерживают заданные режимом сушки параметры сушильного агента (воздуха).

Температуру сушильного агента в аэродинамических сушильных камерах регулируют степенью открытия жалюзи. Для повышения степени насыщенности сушильного агента закрывают приточно-вытяжные патрубки. Если необходимая степень насыщенности не достигается, в камеру подают пар (включением парогенератора). Категорически запрещается включать парогенератор при открытых приточно-вытяжных патрубках. Чтобы уменьшить степень насыщенности, выключают парогенератор и открывают приточно-вытяжные патрубки.

Контроль за режимом сушки и его регулирование ведут по состоянию сушильного агента, поступающего в штабель. За состоянием сушильного агента в камере наблюдают периодически, а в отдельных случаях - непрерывно. Показания записывают в журнал каждый час.

Погрешность поддержания температуры не должна превышать ±2 °С от заданного режимом. При этом погрешность измерения и поддержания психрометрической разности должна быть не более ±1 °С.

Если регламентируемая режимом температура не может быть достигнута по техническим причинам, допускается проводить сушку при более низкой температуре, но с обязательным поддержанием заданной степени насыщенности сушильного агента.

Влаготеплообработка

Промежуточную влаготеплообработку древесины проводят в среде повышенной температуры и влажности.

Для создания такой среды в сушильное пространство камеры непрерывно подают пар при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных патрубках.

Промежуточную влаготеплообработку назначают при переходе со второй на третью ступень сушки. Температуру среды поддерживают на (5...8)°С выше температуры предшествующей обработке ступени режима сушки, но не более 100°С, а психрометрическую разность устанавливают равной (1,5...2)°С.

Рекомендуется подвергать промежуточной влаготеплообработке пиломатериалы, толщина которых превышает:

· для сосны, ели, пихты, кедра, осины, липы, тополя - 60 мм;

· для березы, ольхи - 50 мм;

· для лиственницы, бука, клена - 40 мм;

· для дуба, ильма, ореха, граба, ясеня - 32 мм.

При сушке толстого пиломатериала промежуточную влаготеплообработку можно проводить неоднократно. Каждое сушильное хозяйство должно накапливать опыт по продолжительности промежуточной влаготеплообработки в зависимости от толщины и древесной породы материала.

Окончание сушки пиломатериалов

По окончанию сушки для выравнивания конечной влажности древесины по объему штабеля и толщине пиломатериалов проводят кондиционирующую обработку. С этой целью в камере с помощью калориферов и увлажнительных устройств поддерживают такое состояние среды, при котором недосушенные сортименты подсыхают, а пересушенные увлажняются.

Температура среды во время кондиционирующей обработки поддерживается на (5...8) °С выше температуры на последней ступени режима сушки, но не более 100°С, а степень насыщенности должна соответствовать (по диаграмме равновесной влажности) средней заданной конечной влажности, увеличенной на 1%.

Продолжительность кондиционирующей обработки зависит от многих факторов и назначается в соответствии с категорией качества сушки, а также особенностями камеры и материала.

Для пиломатериалов I категории качества кондиционирующая обработка обязательна. Ее продолжительность ориентировочно равна половине продолжительности конечной влаготеплообработки.

Для пиломатериалов II и III категории качества кондиционирующую обработку назначают по мере надобности в соответствии с результатами контроля равномерности конечной влажности по предшествующим сушкам аналогичного материала. Выгрузка штабелей из сушильной камеры должна производиться только после их предварительного охлаждения в камере (во избежание растрескивания, особенно в зимнее время) до температуры не выше 40°С, после чего камеру в течение нескольких часов осторожно проветривают через приоткрытые двери, затем окончательно охлаждают интенсивным проветриванием и разгружают.

Продолжительность охлаждения до температуры (30...40)°С принимается из расчета около 2 ч на каждый сантиметр толщины пиломатериала.

При охлаждении толстого материала со значительной конечной влажностью возможен пуск в камеру в небольшом количестве увлажнительного пара, задерживающего пересыхание поверхности охлаждаемого материала.

До поступления в производство материал должен окончательно охладиться на складе (тонкий - 1 сут, а толстый - не менее 2 сут) в сушильных штабелях. В случае разгрузки теплого материала возникнет дополнительное коробление, искривление и т.п. освободившихся от зажатия досок, не достигших еще более жесткого стабильного состояния.

Не следует оставлять сухой и особенно тонкий пиломатериал на длительный период в сушильных штабелях. Оставляемые в запас сухие пиломатериалы следует хранить в плотных пакетах, закрывая торцы, которые быстрее поглощают влагу.

8. Дефекты сушки пиломатериалов и их предупреждение

сушка пиломатериал древесина столярный

Древесину сушат с целью повышения ее физико-механических свойств, улучшения качества и сохранности, поэтому любые отклонения от нормальных показателей качества должны рассматриваться как результат неудовлетворительного ведения сушильного процесса.

Основные дефекты:

· недосушка всего штабеля пиломатериалов;

· неравномерное их просыхание по объему штабеля и по толщине сортимента;

· недопустимо большое коробление пиломатериалов во время сушки;

· растрескивание;

· плесень;

· коллапс;

· раковины.

Причины появления дефектов сушки и их предупреждение:

1. Недосушка древесины происходит при досрочной выгрузке пиломатериалов из камеры, при неудовлетворительном контроле процесса сушки или преднамеренном нарушении технологии (например, из-за срочной потребности в материале). Необходим систематический контроль за соблюдением технологии сушки.

2. Неравномерное просыхание по:

o толщине материала возникает с применением форсированного процесса сушки при значительной конечной влажности древесины. Необходимо проведение конечной влаготеплообработки (выдержки), обязательной для пиломатериалов I и II качественной категории;

o длине штабеля является следствием неравномерной раздачи воздуха или его нагрева по длине камеры, а также неудовлетворительного состояния дверей. Надлежит отрегулировать равномерность распределения воздуха и его нагревания, а также заменить двери на утепленные, герметичные;

o ширине штабеля наблюдается при слабом движении воздуха, необходимо экранировать штабель для избегания перетекания воздуха помимо материала, а также увеличить подачу воздуха вентиляторами. В качестве паллиативного решения применяют разреженную укладку материала в местах его недосыхания;

o высоте штабеля происходит из за несоблюдения вертикальности рядов шпаций (в камерах с естественной циркуляцией) и слабой циркуляцией воздуха. необходимо улучшить укладку пиломатериалов в штабель и модернизировать сушильные камеры на реверсивные;

o объему штабеля наблюдается при слабой циркуляции воздуха, укладке в штабель разных сортиментов, сдвоенной укладке пиломатериалов, применении широких (более 40мм) заготовок в качестве прокладок, укладке заготовок в клетку с частыми прокладками и др. Такие дефекты в укладке не допускаются.

3. Коробление материала во время сушки как продольное, так и поперечное - следствие плохого его зажатия, т.е. неудовлетворительной его укладки в штабель. Коробление после сушки происходит при наличии в высушенном материале влажности и упругих деформаций, поэтому необходимо проводить надлежащую конечную влаготеплообработку высушенных пиломатериалов и не загружать их до полного охлаждения древесины, т.е. охлаждать только в штабеле. Возникновение трещин внутри материала, готовых изделий происходит вследствие выравнивания влажности по толщине материала после сушки. Метод предупреждения - строгое соблюдение режимных параметров во второй стадии сушки и проведение надлежащей конечной влаготеплообработки материала после окончания сушки.

4. Растрескивание торцов и пластов материалов происходит при форсированном процессе в начале сушки; необходимо смягчить режим сушки. Растрескивание свежеотпиленных торцов досок и заготовок наблюдается в самом начале процесса сушки из-за быстрого их высыхания. Метод предупреждения - защита торцовых зон экранами, которые снижают скорость агента сушки и тем самым уменьшают влагоотдачу за счет снижения коэффициента влагопроводности вдоль волокон.

5. Плесень на материале появляется при застойной циркуляции воздуха. Рекомендуется усилить движение воздуха, повысить его температуру, применить влаготеплообработку.

6. Коллапс или сморщивание древесины возникает при камерной сушке дуба и некоторых пород, эвкалипт, ясень, тополь, ива, кипарис. Внешне коллапс проявляется в том, что пиломатериалы приобретают вид "стиральных досок", а поперечное сечение пиломатериалов и брусков изменяет свою форму. Для его предотвращения следует пиломатериалы до камерной сушки предварительно просушивать либо в атмосферных условиях, либо специальных предрайдерах.

7. Возникновение раковин во второй стадии из-за форсированного процесса в первой стадии. Надлежит проводить промежуточную влаготеплообработку материала по II стадии.



9. Определение продолжительности сушки пиломатериалов

Общая продолжительность сушки, включая начальный прогрев и влаготеплообработку, находится по формуле:

ф=ф_исхЧA_pЧA_цЧA_вЧA_кЧA_д,

где ф_исх- исходная продолжительность собственно сушки пиломатериалов заданной породы и размеров нормальным режимом от начальной влажности 60% до конечной 12% в камерах с реверсивной циркуляцией средней интенсивности (расчетная скорость сушильного агента по материалу 1 м/с), ч;

А_р, А_ц, А_в, А_к, А_д- коэффициенты, учитывающие категорию режимов сушки (А_р), интенсивность циркуляции (А_ц), начальную и конечную влажность (А_в), качество сушки (А_к), длину материала (А_д).

Исходную продолжительность сушки ф_исхнаходят в зависимости от породы, толщины S₁ и ширины S₂пиломатериалов по табл. 4

Таблица 4. Исходная продолжительность сушки т_исх пиломатериалов

Толщина S1, мм	Ширина S2, мм
	40...50	60...70	80...100	110...130	140...180	Более 180
Сосна, ель, пихта, кедр
До 16	23	25	26	27	27	27
19	29	31	32	33	33	33
22	34	37	39	39	39	40
25	50	52	54	55	55	55
32	66	71	75	76	78	79
40	71	79	84	86	88	88
50		95	101	103	107	108
60		103	114	122	125	130
70			147	161	178	194
75			171	194	215	238
100			340	354	379	432
Осина, липа, тополь
До 16	29	31	33	34	34	34
19	36	38	39	40	40	40
22	43	45	47	53	54	54
25	59	62	64	66	67	68
32	73	80	84	88	89	91
40	81	87	93	96	99	102
50		98	109	116	119	123
60		112	128	140	152	164
75			253	282	311	344
Бук, клен, берест, ясень, ильм
До 16	58	59	61	63	63	63
19	65	68	71	73	73	74
22	73	77	80	81	82	83
25	91	94	96	99	101	102
32	102	109	115	118	120	122
40	114	126	140	152	159	167
50		170	199	225	239	255
60		250	296	339	267	296
75			591	657	728	805
Лиственница
До 16	66	68	68	69	70	70
19	74	77	79	81	81	82
22	80	84	86	89	90	90
25	101	103	104	106	107	107
32	122	129	136	142	146	149
40	135	160	180	196	205	215
50		220	258	291	310	329
60		315	385	440	476	513
70			635	717	787	864
75			854	1019	1049	1161
Береза, ольха
До 16	36	37	37	38	39	39
19	44	45	47	47	48	48
22	50	51	53	54	55	55
25	67	73	78	81	83	84
32	81	85	88	91	92	94
40	93	96	100	101	105	107
50		115	130	141	149	158
60		155	187	213	231	249
75			377	420	463	514
Дуб, орех, граб
До 16	84	85	85	87	87	88
19	88	91	94	95	96	97
22	97	101	104	105	106	107
25	117	125	132	136	138	140
32	146	173	193	206	214	221
40	183	234	269	293	307	321
50		365	431	488	520	551
60		562	679	777	841	905
75			1086	1209	1340	1483

Цифры в таблице:

1. Слишком высокая начальная температура - снова увлажните высохшую поверхность древесины.

2. Бактериальное заражение древесины.

3. Слишком высокая температура при влажности древесины > 30% - увлажните сухую поверхность.

4. Напряжение в древесине, сжатие древесины, молодая древесина.

5. Реакция энзиматического окисления под влиянием температуры, атмосферной влажности и влагосодержания древесины.

6. Влажные прокладочные рейки или слишком широкие прокладочные рейки.

7. Слишком высокая температура.

8. Распил под углом к волокнам.

9. Слишком сухая и поверхностно упрочненная древесина.

10. Пиломатериалы из тонкой древесины.

11. Разница между радиальной и тангенциальной (боковой) усушкой.

12. Изменение влагосодержания древесины после сушки, влагосодержание древесины отличается от РВС воздуха.

13. Смесь разных древесных пород, тонкомерной и крупномерной древесины, комлевых и отрубных кряжей, разные скорости воздуха.

14. Плохие образцы, неправильный замер влагосодержания, неисправное оборудование, ошибки в таблицах или методике замеров.

15. Только мягкие древесные породы: применяйте температуру 52°С и более.

16. Не допускайте превышение температуры 30°С.

17. Сучок в древесине держался на смоле.

18. Разность в плотности весенней и летней древесины и несоответствие настройкам оборудования.

19. Влагосодержание еще слишком высокое или слишком низкое: настройка оборудования.

Для коэффициента А_р установлены следующие значения: мягкий режим - А_р = 1,70; нормальный - А_р = 1,00.

Коэффициент А_ц находят в зависимости от произведения ф_исх Ч А_р и скорости циркуляции сушильного агента по материалу ц_мат из табл. 5.

Таблица 5. Значение коэффициента А_ц для камер с реверсивной циркуляцией

Произведение фисх Ч Ар, ч	Скорость циркуляции цмат, м/с
	0,2	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
20	3,14	1,8	1,00	0,78	0,63	0,54	0,49	0,46
40	2,40	1,65	1,00	0,81	0,67	0,59	0,54	0,52
60	2,03	1,58	1,00	0,84	0,71	0,64	0,60	0,58
...

Страница:

•  1 
•  2 

курсовая работа "Основы технологии сушки древесины. Основы деревообработки" скачать

Подобные документы

• Технология изготовления клееных конструкций

  Классификация деревянных клееных конструкций. Типовая технология изготовления элемента (бруса) путем склеивания. Способы сушки древесины, основные режимы. Дефекты, возникающие при камерной сушке. Требования к укладке пиломатериалов во время процесса.
  
  презентация [1,3 M], добавлен 24.11.2013
  

• Проецирование сушильного цеха для высушивания пиломатериалов хвойных пород в мягком режиме

  Описание сушильной камеры и выбор параметров режима сушки. Расчет продолжительности камерной сушки пиломатериалов. Показатели качества сушки древесины. Определение параметров сушильного агента на входе и выходе из штабеля. Выбор конденсатоотводчика.
  
  курсовая работа [3,9 M], добавлен 08.01.2016
  

• Деформация древесины в процессе сушки и первичной обработки на лесопильных предприятиях

  Причины деформаций древесины и методы их предупреждения. Особенности укладки пиломатериалов в штабель для конденсационной и вакуумной сушки. Специфика деформаций, возникающих при распилке древесины, размерные и качественные требования к пиленой продукции.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 15.12.2010
  

• Теоретические основы сушки и сушильные устройства

  Сушильные устройства и режимы сушки керамических изделий. Периоды сушки. Регулирование внутренней диффузии влаги в полуфабрикате. Длительность сушки фарфоровых и фаянсовых тарелок при одностадийной и при двухстадийной сушке. Преимущества новых методов.
  
  реферат [418,0 K], добавлен 07.12.2010
  

• Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

  Цели, процессы сушки древесины. Существующая технология и оборудование для сушки пиломатериалов. Определение типа конструкции лесосушильной установки. Подбор энергетической установки для лесосушильной камеры М-1. Схема энергетического комплекса Прометей.
  
  реферат [670,6 K], добавлен 07.11.2009
  

• Проект сушильного участка на базе сушильной камеры УЛ-2

  Процесс удаления влаги из материала путем испарения или выпаривания. Выбор и обоснование способа сушки и типа лесосушильных камер. Спецификация пиломатериалов. Формирование сушильных штабелей. Технология проведения камерной сушки. Виды и причины брака.
  
  курсовая работа [36,4 K], добавлен 10.12.2013
  

• Проект сушильного цеха для высушивания пиломатериалов в камерах типа УЛ-1

  Изучение устройства сушильной камеры УЛ-1. Обоснование и выбор режимов сушки, начального прогрева и влаготелообработки пиломатериалов из древесины ели и осины. Определение массы испаряемой влаги и расхода теплоносителя. Контроль технологического процесса.
  
  курсовая работа [650,0 K], добавлен 15.04.2019
  

• Проектирование лесосушильного цеха

  Технологическая схема лесосушильного цеха, выбор способа сушки древесины. Разработка схемы технологического процесса сушки пиломатериалов, описание работы сушильной камеры. Технологические требования к сухим пиломатериалам, их укладка и транспортировка.
  
  курсовая работа [100,8 K], добавлен 10.03.2012
  

• Автоматика и автоматизация технологического процесса управления лесопильных рам деревообрабатывающих предприятий

  Устройство и функции линии сортировки пиломатериалов. Состав и свойства древесины, характеристика продукции лесопильного цеха. Автоматическое управление электроприводом деревообрабатывающих станков и линий. Описание режимов технологического процесса.
  
  курсовая работа [130,9 K], добавлен 26.12.2012
  

• Проектирование камеры гидротермической обработки древесины

  Сущность гидротермической обработки древесины. Техническая характеристика камеры ГОД УЛ-2, её недостатки и направления модернизации. Технологический, аэродинамический и тепловой расчеты устройства, календарный план на месяц сушки пиломатериалов.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.01.2015
  

• Технологический процесс изготовления табурета

  Основные требования безопасности при производстве и в аварийных ситуациях. Различные способы сушки древесины. Раскрой пиломатериалов на отрезки определенных размеров. Шиповое соединение деталей. Устранение дефектов. Пороки древесины. Чертежи табурета.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.01.2014
  

• Технология обработки древесины

  Основные свойства древесины, ее строение, пороки. Устройство и принцип действия цепнодолбежного станка. Техника выполнения контурной резьбы. Технология склеивания древесины. Резьба по бересте. Причины травматизма на деревообрабатывающих предприятиях.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 01.05.2015
  

• Технология производства корпусной мебели

  Характеристика материалов, применяемых для изготовления корпусной мебели: древесины, фурнитуры. Виды пиломатериалов и заготовок. Описание деревообрабатывающих станков и их деталей. Особенности технологического процесса. Себестоимость производства мебели.
  
  курсовая работа [364,8 K], добавлен 26.10.2010
  

• Барабанная сушилка для сушки яблочных выжимок

  Описание технологии производства пектина. Классификация сушильных установок и способы сушки. Проектирование устройства для сушки и охлаждения сыпучих материалов. Технологическая схема сушки яблочных выжимок. Конструктивный расчет барабанной сушилки.
  
  курсовая работа [2,9 M], добавлен 19.11.2014
  

• Разработка лесосушильного цеха на базе сушильных камер ВК-4

  Устройство и принцип действия сушильной камеры ВК-4 и вспомогательного оборудования. Обоснование режимов сушки и влаготеплообработки древесины. Расчёт количества сушильных камер. Определение параметров агента сушки. Организация технологического процесса.
  
  курсовая работа [599,7 K], добавлен 24.08.2012
  

• Проект лесопильного цеха на базе двухэтажных лесопильных РАМ 2Р75

  Расчет продолжительности сушки пиломатериалов и оборота камеры. Определение параметров агента сушки на входе в штабель. Составление схемы циркуляции агента сушки с выявлением участков сопротивления. Транспортировка сырых пиломатериалов в сушильный цех.
  
  курсовая работа [396,5 K], добавлен 19.10.2012
  

• Использование процессов сушки на фармацевтических фабриках и заводах

  Сушка - технологический процесс, используемый в химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Основные виды сушки. Распылительная сублимационная сушка. Эффективность применения вакуума при сушке сублимацией. Определение эвтектических температур.
  
  курсовая работа [4,0 M], добавлен 23.02.2011
  

• Реконструкция установки для сушки древесины

  Вопросы рационального проектирования, выбора наиболее целесообразных способов сушки, разработки более совершенных технологических и конструктивных схем камер. Технологические расчеты, включающие пересчёт объёма фактического материала в объём условного.
  
  курсовая работа [122,5 K], добавлен 27.01.2011
  

• Проект сушильного цеха

  Расчёт одноштабельной сушильной камеры СПВ-62М: продолжительность сушки и оборота камеры; годовая производительность на условном материале. Технологический процесс в сушильном цеху; показатели качества сушки древесины; противопожарная безопасность.
  
  курсовая работа [4,4 M], добавлен 05.12.2012
  

• Сушка древесины

  Характеристика двухкамерной сушильной камеры. Расчет количества испаряемой влаги, тепла на прогрев древесины и поверхности нагрева калорифера. Аэродинамическая схема циркуляции агента сушки. Описание вентилятора, трубопроводов и конденсатоотводчиков.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 29.09.2013
  

Другие документы, подобные "Основы технологии сушки древесины. Основы деревообработки"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам