СПОСОБ ИМПУЛЬСНОЙ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
METHOD FOR PULSE DRYING OF TIMBER

Изобретение относится к способам сушки пиломатериалов и заготовок хвойных и лиственных пород древесины и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности.
Известен способ сушки пиломатериалов путем предварительного нагрева материала без притока свежего воздуха при подаче энергоносителя в калорифер и циркуляции нагретого воздуха в сушильном объеме, а сушку осуществляют циклично чередуя режим подачи свежего воздуха в сушильный объем и энергоносителя в калорифер при циркуляции нагретого воздуха в сушильном объеме с режимом полного прекращения подачи свежего воздуха в сушильный объем, энергоносителя в калорифер и циркуляции нагретого воздуха в сушильном объеме, после чего дополнительно выдерживают материал в режиме вентилирования без подачи свежего воздуха в сушильный объем и энергоносителя в калорифер (Патент РФ №2027127, кл. F26B 3/04,1992).
Недостатком известного способа является то, что предварительный прогрев материала и дополнительная выдержка осуществляется непрерывно при постоянной температуре, а сушка происходит при постоянной температуре на операциях Работа, что снижает качество высушенных материалов и увеличивает энергозатраты при циркуляции сушильного агента на предварительном нагреве и дополнительной выдержке при увеличении продолжительности сушки материала.
Задача предложенного решения заключается в повышении производительности способа сушки при улучшении качества высушиваемого материала и экономии энергоресурсов.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что способ импульсной сушки пиломатериала, включающий предварительный нагрев материала, сушку, осуществляемую циклично, чередуя режим подачи свежего воздуха в сушильный объем и энергоносителя в калорифер при циркуляции нагретого воздуха в сушильном объеме, что соответствует операции Работа, с режимом полного прекращения подачи свежего воздуха, энергоносителя в калорифер и циркуляции нагретого воздуха в сушильном объеме, что соответствует операции Пауза, после чего производят дополнительную выдержку. Способ  отличается тем, что предварительный нагрев материала и дополнительную выдержку материала после сушки осуществляют циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза, причем продолжительность операций Работа и Пауза на всех этапах устанавливают в зависимости от характеристик высушиваемого материала и требуемых показателей качества, а процесс сушки осуществляют с постепенным повышением температуры в операциях Работа до окончания сушки материала, при этом в процессе предварительного нагрева материала и его выдержки также осуществляют постепенное повышение температуры при подаче энергоносителя в калорифер и циркуляции нагретого воздуха в сушильном объеме.
Известный способ и предлагаемый способ импульсной сушки пиломатериалов и заготовок реализуется в конвективных камерах периодического и непрерывного действия.
н
к
cp
cp
Начальная W и конечная W влажность пиломатериалов, среднее кваратическое отклонение влажности S в % и относительная деформация зубцов силовых секций f в % для предлагаемого и известного способов сушки определяется в соответствии с известной методикой (Богданов Е.С. «Справочник по сушке древесины» / - М.: Лесн. пром-сть, 1990 - 304 с.).
Изобретение поясняется следующими примерами.
Пример 1. Предлагаемый способ сушки обрезных пиломатериалов из древесины сосны толщиной 50 мм и длиной 6 м с начальной влажностью 70% включает в себя предварительный нагрев, сушку и дополнительную выдержку.
Предварительный нагрев: осуществляют циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза, при закрытых приточно-вытяжных каналах. При операции Работа энергоноситель подается в калорифер и осуществляется циркуляция сушильного агента. При операции Пауза энергоноситель не подается в калорифер и циркуляция сушильного агента прекращена. Предварительный нагрев состоял из трех циклов. Каждый цикл включал операцию Работа и операцию Пауза. Первый цикл: Работа - 1  ч, температура - 40°C, Пауза - 0,6 ч. Второй цикл: Работа - 1.5  ч, температура - 50°C, Пауза - 0,5 ч. Третий цикл: Работа - 2  ч, температура - 60°C, Пауза - 0,4 ч. Общая продолжительность предварительного нагрева составила 6 ч.
Собственно сушка осуществляется циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза и состоит из трех ступеней. Первая ступень включает в себя 8 циклов, продолжительностью -4 ч.: Работа - 2,0  ч, температура - 60°C, Пауза - 2,0 ч. Продолжительность первой ступени составила 32 ч. Вторая ступень включает в себя 9 циклов, продолжительностью -5 ч.: Работа - 3,0  ч, температура - 70°C, Пауза - 2,0 ч. Продолжительность второй ступени составила 45 ч. Третья ступень включает в себя 11 циклов, продолжительностью - 5 ч.: Работа - 4,0  ч, температура - 80°C, Пауза - 1,0 ч. Продолжительность третьей ступени составила 55 ч.
Приточно-вытяжные каналы в течение всего процесса сушки были открыты на 50%.
Дополнительная выдержка осуществляется циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза. Дополнительная выдержка состояла из трех циклов. Первый цикл: Работа - 3  ч, температура - 80°C, Пауза - 0,8 ч. Второй цикл: Работа - 2  ч, температура - 82°C, Пауза - 1,2 ч. Третий цикл: Работа - 1  ч, температура - 85°C, Пауза - 2,0 ч. Общая продолжительность дополнительной выдержки составила 10 ч. Приточно-вытяжные каналы полностью закрыты. Пиломатериалы высушивались до средней влажности -8% по 2-ой категории качества.
Сушка по известному способу проводилась для обрезных пиломатериалов из древесины сосны толщиной 50 мм и длиной 6 м с начальной влажностью 70% и включала в себя предварительный нагрев, сушку и дополнительную выдержку. Температура сушильного агента при предварительном нагреве составляла 60°C, а продолжительность - 8 ч. Сушка осуществлялась циклично: продолжительность операции Работа составляла 2  ч, продолжительность операции Пауза - 2 ч. на протяжении всего процесса. Температура сушильного агента при сушке поддерживалась - 80°C.Дополнительная выдержка проводилась при температуре 80°C, при этом циркуляция осуществлялась непрерывно при закрытых приточно-вытяжных каналах. Общая продолжительность дополнительной выдержки составила 11 ч. Пиломатериалы высушивались до средней влажности - 8% по 2-ой категории качества.
Сравнительные показатели качества сушки пиломатериалов из древесины сосны для предлагаемого и известного способов приведены в табл. 1.
Пример 2. Предлагаемый способ сушки необрезных пиломатериалов из древесины березы толщиной 50 мм и длиной 3 м с начальной влажностью 85% включает в себя предварительный нагрев, сушку и дополнительную выдержку.
Предварительный нагрев: осуществляют циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза, при закрытых приточно-вытяжных каналах. При операции Работа энергоноситель подается в калорифер и осуществляется циркуляция сушильного агента. При операции Пауза энергоноситель не подается в калорифер и циркуляция сушильного агента прекращена. Предварительный нагрев состоял из четырех циклов. Каждый цикл включал операцию Работа и операцию Пауза. Первый цикл: Работа - 1 ч, температура - 38°C, Пауза - 0,5 ч. Второй цикл: Работа - 1,2 ч, температура - 42°C, Пауза - 0,5 ч. Третий цикл: Работа - 1,8 ч, температура - 48°C, Пауза - 0,5 ч. Четвертый цикл: Работа - 2 ч, температура - 54°C, Пауза - 0,5 ч. Общая продолжительность предварительного нагрева составила 8 ч.
Собственно сушка осуществляется циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза, и состоит из пяти ступеней. Первая ступень включает в себя 12 циклов, продолжительностью - 5 ч: Работа - 2,0  ч, температура - 54°C, Пауза - 3,0 ч. Продолжительность первой ступени составила 60 ч. Вторая ступень включает в себя 15 циклов, продолжительностью -5 ч: Работа - 2,0  ч, температура - 58°C, Пауза - 3,0 ч. Продолжительность второй ступени составила 75 ч. Третья ступень включает в себя 22 цикла продолжительностью - 4 ч: Работа - 2,0 ч, температура - 64°C, Пауза - 2,0 ч. Продолжительность третьей ступени составила 88 ч. Четвертая ступень включает в себя 25 циклов продолжительностью - 4 ч: Работа - 2,0 ч, температура - 70°C, Пауза - 2,0 ч. Продолжительность четвертой ступени составила 100 ч. Пятая ступень включает в себя 24 цикла продолжительностью - 5 ч: Работа - 3,0 ч, температура - 75°C, Пауза - 2,0 ч. Продолжительность пятой ступени составила 120 ч. Приточно-вытяжные каналы в течение всего процесса сушки были открыты на 50%.
Дополнительная выдержка осуществляется циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза. Дополнительная выдержка состояла из четырех циклов. Первый цикл: Работа - 6  ч, температура - 75°C, Пауза - 1,0 ч. Второй цикл: Работа - 5 ч, температура - 78°C, Пауза - 2,5 ч. Третий цикл: Работа - 5 ч, температура - 80°C, Пауза - 3,5 ч. Четвертый цикл: Работа - 4 ч, температура - 83°C, Пауза - 5,0 ч. Общая продолжительность дополнительной выдержки составила 32 ч. Приточно-вытяжные каналы полностью закрыты. Пиломатериалы высушивались до средней влажности - 7% по 2-й категории качества.
Сушка по известному способу проводилась для необрезных пиломатериалов из древесины березы толщиной 50 мм и длиной 3 м с начальной влажностью 85% и включала в себя предварительный нагрев, сушку и дополнительную выдержку. Температура сушильного агента при предварительном нагреве составляла 60°C, а продолжительность - 10 ч. Сушка осуществлялась циклично: продолжительность операции Работа составляла 2 ч, продолжительность операции Пауза - 3 ч на протяжении всего процесса. Температура сушильного агента при сушке поддерживалась 70°C. Дополнительная выдержка проводилась при температуре 70°C, при этом циркуляция осуществлялась непрерывно при закрытых приточно-вытяжных каналах. Общая продолжительность дополнительной выдержки составила 36 ч. Пиломатериалы высушивались до средней влажности - 7% по 2-й категории качества.
Сравнительные показатели качества сушки пиломатериалов из древесины березы для предлагаемого и известного способов приведены в табл. 2.
Пример 3. Предлагаемый способ сушки обрезных пиломатериалов из древесины дуба толщиной 50 мм и длиной 4 м с начальной влажностью 83% включает в себя предварительный нагрев, сушку и дополнительную выдержку.
Предварительный нагрев: осуществляют циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза, при закрытых приточно-вытяжных каналах. При операции Работа энергоноситель подается в калорифер и осуществляется циркуляция сушильного агента. При операции Пауза энергоноситель не подается в калорифер и циркуляция сушильного агента прекращена. Предварительный нагрев состоял из шести циклов. Каждый цикл включал операцию Работа и операцию Пауза. Первый цикл: Работа - 1,0 ч, температура - 30°C, Пауза - 1,5 ч. Второй цикл: Работа - 1,0  ч, температура - 35°C, Пауза - 1,5 ч. Третий цикл: Работа - 1,0 ч, температура - 38°C, Пауза - 1,0 ч. Четвертый цикл: Работа - 1,5 ч, температура - 42°C, Пауза - 1,0 ч. Пятый цикл: Работа - 1,5 ч, температура - 45°C, Пауза - 0,5 ч. Шестой цикл: Работа - 2,0 ч, температура - 48°C, Пауза - 0,5 ч. Общая продолжительность предварительного нагрева составила 14 ч.
Собственно сушка осуществляется циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза и состоит из шести ступеней. Первая ступень включает в себя 50 циклов, продолжительностью - 4 ч: Работа - 1,0  ч, температура - 48°C, Пауза - 3,0 ч. Продолжительность первой ступени составила 200 ч. Вторая ступень включает в себя 60 циклов, продолжительностью - 4 ч: Работа - 1,0 ч, температура - 52°C, Пауза - 3,0 ч. Продолжительность второй ступени составила 240 ч. Третья ступень включает в себя 50 циклов продолжительностью - 5 ч: Работа - 2,0 ч, температура - 56°C, Пауза - 3,0 ч. Продолжительность третьей ступени составила 250 ч. Четвертая ступень включает в себя 60 циклов продолжительностью - 5 ч: Работа - 2,0 ч, температура - 62°C, Пауза - 3,0 ч. Продолжительность четвертой ступени составила 300 ч. Пятая ступень включает в себя 50 циклов продолжительностью - 4 ч: Работа - 2,0 ч, температура - 67°C, Пауза - 2,0 ч. Продолжительность пятой ступени составила 200 ч. Шестая ступень включает в себя 40 циклов продолжительностью - 5 ч: Работа - 3,0 ч, температура - 70°C, Пауза - 2,0 ч. Продолжительность шестой ступени составила 200 ч. Приточно-вытяжные каналы в течение всего процесса сушки были открыты на 50%.
Дополнительная выдержка осуществляется циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза. Дополнительная выдержка состояла из пяти циклов. Первый цикл: Работа - 6 ч, температура - 70°C, Пауза - 1,0 ч. Второй цикл: Работа - 5 ч, температура - 70°C, Пауза - 2,5 ч. Третий цикл: Работа - 5 ч, температура - 72°C, Пауза - 3,5 ч. Четвертый цикл: Работа - 4 ч, температура - 72°C, Пауза - 4,0 ч. Пятый цикл: Работа - 4 ч, температура - 75°C, Пауза - 5,0 ч. Общая продолжительность дополнительной выдержки составила 40 ч. Приточно-вытяжные каналы полностью закрыты. Пиломатериалы высушивались до средней влажности -7% по 2-й категории качества.
Сушка по известному способу проводилась для обрезных пиломатериалов из древесины дуба толщиной 50 мм и длиной 4 м с начальной влажностью 83% и включала в себя предварительный нагрев, сушку и дополнительную выдержку. Температура сушильного агента при предварительном нагреве составляла 48°C, а продолжительность - 16 ч. Сушка осуществлялась циклично: продолжительность операции Работа составляла 1 ч, продолжительность операции Пауза - 3 ч на протяжении всего процесса. Температура сушильного агента при сушке поддерживалась - 55°C. Дополнительная выдержка проводилась при температуре 60°C, при этом циркуляция осуществлялась непрерывно при закрытых приточно-вытяжных каналах. Общая продолжительность дополнительной выдержки составила 48 ч. Пиломатериалы высушивались до средней влажности - 7% по 2-й категории качества.
Сравнительные показатели качества сушки пиломатериалов из древесины дуба для предлагаемого и известного способов приведены в табл. 3.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить производительность способа импульсной сушки пиломатериалов при улучшении качества высушиваемого пиломатериала, а также экономить энергоресурсы.