Сушка леса — один из самых длительных и дорогостоящих процессов в подготовке качественного пиломатериала. Сегодня для этого чаще всего применяется конвективная технология с применением горячего воздуха, могут также использоваться топочные газы или перегретый пар. Однако эта технология имеет ряд существенных недостатков — длительное время сушки и растрескивание материала как в процессе сушки, так и после нее.
При конвективной сушке нагрев внутренних влажных слоев древесины происходит через уже высушенный верхний слой, теплопроводность которого очень низкая. В итоге встречные потоки тепла и влаги во внутренних слоях древесины существенно уменьшают скорость высушивания и процесс растягивается на 2-3 недели.
Для ускорения сушки разработчики некоторых установок используют сушильный агент повышенной температуры, вплоть до 250 °С. Наружные слои древесины при этом высыхают очень быстро. Однако внутри, на границах внешних сухих слоев древесины, нагретых до высоких температур, и внутренних влажных еще холодных слоев из-за большой разницы температур возникают напряжения, которые впоследствии приводят к растрескиванию материала или его геометрической деформации. Причём это может проявиться не только в процессе сушки, но и, например, после завершения строительства деревянного дома с применением такой ускоренно высушенной древесины.
Используя системы приточно-вытяжной вентиляции с вентиляторами, производительность которых регулируется, например, с помощью преобразователей частоты Delta Electronics, в ряде случаев удаётся обеспечить необходимые режимы конвективной сушки и оптимизировать продолжительность процесса. В то же время для сушки древесины можно использовать СВЧ-технологию, не только свободную от вышеуказанных недостатков, но и обладающую рядом других преимуществ.
Учитывая особенности и недостатки конвективной сушки, специалисты давно уже занялись разработкой более эффективных методов. Автор статьи «Нетрадиционная сушка древесины: вакуумная и СВЧ», опубликованной в журнале «ЛесПромИнформ» №5 за 2004 год, — к.т.н. Фаузат Хамитович Гареев отмечал в ней, что достичь высокой скорости сушки и равномерного прогрева пиломатериала возможно только при использовании СВЧ-излучения.
Высокий коэффициент поглощения СВЧ-энергии влагой приводит к существенному ускорению процесса — время сушки материала составляет от нескольких часов до нескольких дней. А поскольку сухая древесина обладает малым коэффициентом поглощения СВЧ-энергии, то перегрев уже высушенных слоев исключен. В результате напряжение между высушенными и влажными слоями древесины полностью отсутствует, что предотвращает растрескивание и деформацию материала.
Преимущества СВЧ-технологии сушки древесины:
СВЧ-сушка аналогична диэлектрической токами высокой частоты (~25 МГц), но осуществляется на более высоких частотах — 915-2500 МГц. При этом глубина ее проникновения внутрь древесины составляет 10-30 см. Современные генераторы СВЧ-излучения (магнетроны) обладают мощностью десятки киловатт, их КПД составляет 75-88%, а срок службы — до 5000 часов.
Автор вышеуказанной статьи, многие годы совершенствуя технологию СВЧ-сушки, добился прекрасных результатов. Установки «СВЧ-Лес», в которых она реализована, работают на многих деревообрабатывающих предприятиях как в России, так и за ее пределами. Установка «СВЧ-Лес» осуществляет сушку древесины с минимальными энергозатратами. При этом автоматизированная система управления на базе компонентов Delta Electronics позволяет не только оптимизировать время высушивания, но и получить высушенную древесину высокого качества.
СВЧ-энергия передаётся в древесину путём излучения свободных, не связанных линией передачи энергии (контуром) колебаний в пространство герметичной металлической камеры, где располагается штабель пиломатериалов. В этом случае взаимодействие электромагнитного поля с древесиной максимально и не зависит от нагрузочных способностей генераторов и характеристик древесины. Генераторы пространственно разнесены с высушиваемым материалом. Условия сушки близки к оптимальным.
Основные характеристики установки «СВЧ-Лес»:
В системе управления установки «СВЧ-Лес» применяется оборудование Delta Electronics:
Панель оператора Delta Electronics обеспечивает полное управление СВЧ-сушкой.
Примечательно, что влажность древесины определяется в этой системе не с помощью датчиков влажности, а математическим путем на основании регулярных измерений массы древесины в процессе сушки.
Состав системы управления установкой СВЧ-сушки древесины на базе компонентов Delta Electronics:
№ | Наименование | Количество |
---|---|---|
1 | DOP-B07S415 Операторская панель | 2 |
2 | UC-MS030-01A Кабель связи ПЛК DVP с HMI/ПК (RS-232 розетка DB-9 -> mini-DIN), 3м | 1 |
3 | UC-PRG020-12A Конвертер интерфейсов USB в RS232 | 1 |
4 | DVP20EX200R, контроллер, 8DI/6DO (relay) | 1 |
5 | DVP32XP200R Модуль расширения для ПЛК | 1 |
6 | DVP14SS211R, контроллер, 8DI/6DO (relay) | 1 |
7 | DRC-24V10W1AZ Блок питания | 1 |
8 | DRC-24V30W1AZ Блок питания | 2 |
9 | DRC-24V60W1AZ Блок питания | 2 |