Реферат: Одним из наиболее важных этапов хранения и обработки древесины является сушка

Особенности применения в деревообрабатывающей промышленности





Одним из наиболее важных этапов хранения и обработки древесины является сушка.
 

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. Датчики для измерения влажности древесины называют влагомерами.

Наше предприятие на протяжении многих лет выпускает прибор, позволяющий оперативно определить количество влаги, содержащееся в объеме древесины, – ИВДМ-2. При помощи этого влагомера специалисты деревообрабатывающих и лесозаготовительных предприятий экспресс-методом контролируют влажность древесины на различных этапах сушки.



^ Преимущества приборов серии ИВДМ-2:

— поддержка до 32-х различных материалов;

— запись до 64-х точек памяти на каждый материал;

— возможность подключения к одному измерительному блоку 2-х типов зондов (объемный и поверхностный);

— температурная компенсация измерений;

— измерение с возможностью усреднения по времени;

- измерение в различных единицах: влажность, влагосодержание, диэлектрическая проницаемость;

- удобный информативный графический дисплей и выход на компьютер.

 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 М, ИВТМ-7 М2, ИВТМ-7 МК-2 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-7М5 и ^ ИВТМ-7 М 5-3 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-7К3 с зондом ИПВТ-03М-04-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 серии ИВТМ-7 внесены в Госреестр средств измерений под № 15500–07 и допущены к применению в РФ.

 

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:
^ Регулирование и поддержание температуры и относительной влажности воздуха на определенном уровне в различных точках помещения осуществляют многоканальные микропроцессорные термогигрометры ИВТМ-7/2 Р-МК-4Р-2А, ИВТМ-7/4 Р-МК-4Р-2А, ИВТМ-7/4Р-МК-хР-хА-Щ, ИВТМ-7/8 Р-МК-хР-хА, ИВТМ-7/16 Р-МК-хР-хА.  Выбор одной из перечисленных модификаций определяется площадью производственного помещения – две, четыре, восемь или шестнадцать точек контроля одновременно. Помимо этого, приборы легко объединяются в измерительную сеть, поэтому количество точек контроля можно увеличивать по желанию Заказчика;

^ Для контроля скорости потока воздуха в помещении (сквозняков, интенсивности вытяжной системы и др.) мы разработали термоанемометры серии ТТМ-2.  Приборы позволяют с высокой точностью определить скорость потока воздуха в диапазоне от 0,1 до 30 м/с, а также регулировать этот процесс, включая/выключая исполнительные устройства (системы вентиляции). Количество точек контроля также может быть любым;



уровень запыленности воздуха контролируется измерителем концентрации взвешенных частиц – ИКВЧ.  Приборы выполняются как в портативном, так и в стационарном варианте. Возможно исполнение портативного измерителя во взрывозащищенном исполнении – ИКВЧ-ВЗ.