Микроволновая сушка древесины недостатки

Обновлено: 19.05.2024

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.

СВЧ-технология сушки древесины

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:

позволяет передать в древесину энергию намного большей мощности, чем любая другая традиционная технология сушки
мгновенный и бесконтактный избирательный нагрев, что позволяет получить требуемое распределение температур в древесине и точно регулировать нагрев
преобразование практически всей СВЧ-энергии в тепловую внутри древесины
длительность процесса высушивания составляет от нескольких часов до нескольких дней
экологическая чистота благодаря отсутствию промежуточного теплоносителя, промышленных стоков и газовых выхлопов
возможность полной автоматизации процесса сушки.

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.

Система управления СВЧ-сушкой на основе ПЛК Delta Electronics

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.

максимальный объем загрузки древесины в установку — 6-20 м 3
максимальные размеры штабеля древесины (ДхШхВ) — 12х1х2,3 м
время сушки одной загрузки бревен или бруса (порода— сосна) от влажности 80% до влажности 18% — 22 часа
производительность — 350-450 м3 бревен или бруса в месяц
затраты электроэнергии на сушку бревен и бруса — 140-230 кВтч/м 3
СВЧ-генератор – 75 кВт, 915 МГц
электропитание — 380 В, 50 Гц, 45-80 кВт (потребляемая мощность зависит от выбранного режима сушки).

две панели оператора – одна установлена непосредственно на установке, а вторая — в операторской комнате, расположенной на расстоянии 50 метров от установки.

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:

Древесину можно сушить в микроволновке (СВЧ-печи)! Мы расскажем о технике такой сушки.

Многие токари и резчики испытывают затруднения с поиском материала. Выбор толщины досок в продаже невелик и, как правило, ограничен 50 мм, а для скульптурной резьбы или токарки нужны более толстые детали.

Сырое дерево более доступно, по крайней мере это касается произрастающих в средней полосе России пород. И хотя берёзовые капы в продаже найти почти нереально, зато их можно добыть самостоятельно.

В любом случае встаёт проблема сушки дерева, ведь естественный процесс занимает месяцы…

ЕСТЕСТВЕННАЯ СУШКА

Большое время естественной сушки отчасти обуславливается тем, что вода испаряется только с поверхности. Подогрев обычными источниками тепла здесь малопригоден — теплопроводность дерева невелика, внешние слои высыхают быстрее и сжимаются, в итоге растрескивание неизбежно…

МИКРОВОЛНОВАЯ СУШКА

В наше время есть очень банальное решение, обеспечивающее прогрев древесины по всей её толщине, причём наибольший нагрев придётся как раз куда требуется — на более сырые части. Речь идёт о сушке при помощи микроволнового излучения.

К слову, на Западе сушка деревянных поделок в микроволновке уже достаточно распространена. Конечно, она возможна, только если размер заготовки или готовой работы меньше 25 см — примерно таков диаметр камеры большинства печей с вращающимся столиком. В продаже есть печки со столиком 35 см, но они существенно дороже.

ВЫБОР МИКРОВОЛНОВКИ

Кроме того, нужно обратить внимание на размеры камеры и дверцы — чтобы поделки помещались в печь. При покупке обязательно учитывайте, что зачастую глубина камеры меньше, чем её ширина.

Ещё понадобятся весы с делением шкалы в 5 г или около того. Бытовые со стрелкой вполне подойдут, но цифровые с индикатором, разумеется, удобнее.

ТЕХНИКА СВЧ-СУШКИ

Сразу скажу, что мы будем рассматривать относительно крупные предметы. Некоторые заготовки вроде капов лучше сушить целиком или же распилив на заготовки с некоторым припуском (если вы точно знаете, что будете делать из этих кусков).

Но можно поступить иначе — предварительно обработать заготовку. Если речь идёт о токарной поделке, то надо выточить предмет с припуском в 10 % от диаметра, но не меньше 5 мм. Если о резьбе по дереву, то вырежьте начерно с припуском тоже в несколько миллиметров.

Помните о том, что при сушке выточенный из дерева предмет может деформироваться, например, круглый — стать овальным. Работая с древесиной выбранной вами породы, вы быстро изучите, насколько она деформируется при сушке, и уменьшите припуск. Имейте в виду, что древесина запросто может лопнуть, если вы оставите сырую обработанную заготовку просто на столе. Поэтому при перерывах в резьбе или перед СВЧ-сушкой храните поделку в полиэтиленовом пакете.

Затем дайте изделию остыть примерно полчаса (не вынимая из пакета с отверстиями для выхода пара) и ещё раз прогрейте. Возможно, при этом в пакете сконденсируется вода — её надо будет вылить.

Опять взвесьте поделку. Повторяйте сушку, остывание и взвешивание до тех пор, пока вес не перестанет уменьшаться.

Если у вашей микроволновки нет вращающегося поддона, то поворачивайте изделие на 90 ° после каждого цикла, чтобы сушить равномерно. Для токарных чаш и ваз часто бывает достаточно 4-5 циклов сушки.

Возможно, что при первом опыте с микроволновой сушкой ваше изделие растрескается, поэтому начинайте осваивать данный метод с не очень сложной и дорогой поделки.

В таком случае последовательно уменьшайте мощность или время каждого прогрева при сушке или примите меры для герметизации необработанного торца заготовки.

Капы лучше оборачивать газетами, а уже потом класть в пакет. Впрочем, такой подход уменьшает риск растрескивания и обычных заготовок. Газеты следует менять после остывания, перед следующим циклом прогрева в печке.

Если в дереве есть смоляные карманы, они могут закипеть и разорвать его, а печь забрызгать смолой. Поэтому при сушке смолистых пород древесины стоит также завёртывать заготовку в бумагу.

Перед обработкой заготовки на планшайбе можно высверлить отверстие диаметром 25 мм и глубиной 20 мм, напротив которого потом окажется центр отверстия планшайбы. Поскольку вокруг него в дерево ввёртывают шурупы и эту часть в будущем приходится отрезать, оно никак не влияет на вид изделия.

РЕЗУЛЬТАТ

Как только уменьшение веса прекратится, нужно заканчивать сушку. Полное высыханию не вредит дереву, но если вы его перегреете, то при большом невезении дерево может обуглиться, а то и загореться.

Тонкостенные предметы реально высушить за три цикла. Резным и толстостенным может понадобиться в несколько раз больше времени.

После полного высушивания поставьте поделку в станок и обработайте начисто. Или закончите резьбу, если это резной предмет.

Читайте также: