4.2. Начальный прогрев и влаготеплообработка древесины

4.2. Начальный прогрев
и влаготеплообработка древесины
Режимы начального прогрева устанавливают температуру и
психрометрическую разность обрабатывающей среды, а также
продолжительность этой технологической операции.
Температура начального прогрева зависит от породы
древесины, а также от выбранного режима сушки. Для
пиломатериалов мягких хвойных пород ее назначают, используя
рекомендации табл. 19 приложения. При прогреве пиломатериалов из
древесины лиственницы и твердых лиственных пород температура
среды должна быть больше температуры первой ступени сушки на
50С, а для мягких лиственных пород – на 80С. В любом случае
температура начального прогрева не должна превышать 1000С.
Психрометрическую разность обрабатывающего агента в
период прогрева устанавливают в зависимости от начальной
влажности древесины: выше 25% – 0,5–1,50С, ниже 25% – 1,5–2,00С.
Прогрев пиломатериалов производят до тех пор, пока разность
между температурой обрабатывающей среды и температурой
древесины в центре доски или заготовки не достигнет 30С. Время,
необходимое для этого, зависит от породы и начальной температуры
древесины, размеров пиломатериалов, ширины штабеля, скорости
циркуляции агента обработки и его температуры. Оно может
составлять от 1 до 8 ч. Продолжительность начального прогрева
может быть определена по формуле [9]:
(4.1)
нп = инпАtАWАпАш , ч,
где инп – исходная продолжительность начального прогрева,
определенная для сосновых пиломатериалов влажностью 60%,
имевших начальную температуру от 0 до (–20)0С и уложенных в
штабель шириной 1,8 м при температуре обрабатывающей среды 800С
и психрометрической разности 10С, ч; Аt, АW, Ап, Аш – коэффициенты,
учитывающие начальную температуру древесины и температуру
обрабатывающей среды (Аt), влажность (АW) и породу (Ап) древесины,
ширину штабеля (Аш).
Исходную продолжительность начального прогрева принимают
по табл. 20 приложения. Она зависит от толщины и ширины
пиломатериалов, а также скорости циркуляции агента обработки.
Коэффициент Аt устанавливают в зависимости от начальной
температуры древесины и температуры среды при прогреве по
табл. 21 приложения. Коэффициент АW зависит от влажности и
начальной температуры древесины. Его определяют, используя
табл. 22 приложения. Коэффициент Ап, учитывающий породу
древесины, для сосны и ольхи принимают равным 1,0, ели, кедра,
тополя и осины – 0,9, березы – 1,15, бука, лиственницы, дуба и ясеня –
1,2. Значение коэффициента Аш при ширине штабеля 1,8–2,0 м
принимают
равным
1,0,
а
при
ширине
более
2,0 м – 1,15.
Конечной влаготеплообработке подвергают пиломатериалы,
высушиваемые до эксплуатационной влажности по I и II категориям
качества
сушки.
Независимо
от
категории
качества
влаготеплообработку
проводят
при
использовании
высокотемпературных режимов сушки, а также при сушке
низкотемпературными режимами пиломатериалов из твердых
лиственных пород и лиственницы.
Конечную влаготеплообработку проводят в конце сушки после
достижения
древесиной
заданной
влажности.
Температуру
обрабатывающей среды при этом поддерживают на 80С выше
температуры последней ступени режима сушки, но не более 1000С.
Психрометрическую разность устанавливают равной 0,5–1,00С.
В случаях, когда в древесине могут появляться внутренние
трещины, проводят промежуточную влаготеплообработку. Эту
операцию рекомендуется применять при сушке пиломатериалов,
толщина которых превышает 60 мм для сосны, ели, пихты, кедра,
осины, липы, тополя, 50 мм – для березы, ольхи, 40 мм – для
лиственницы, бука, клена, 32 мм – для дуба, ильма, ореха, граба,
ясеня.
Промежуточную влаготеплообработку назначают в камерах
периодического действия при переходе со второй ступени на третью в
случае использования низкотемпературных режимов сушки или с
первой ступени на вторую при сушке по высокотемпературным
режимам. Температуру обрабатывающей среды устанавливают на 80С
выше температуры предшествующей ступени режима сушки, но не
более 1000С. Психрометрическая разность при этом должна быть
1,0–2,00С.
Продолжительность влаготеплообработок зависит от толщины
пиломатериалов и породы древесины. Ее ориентировочные значения
приведены в табл. 23 приложения. При отсутствии промежуточной
влаготеплообработки
данные
этой
таблицы
указывают
продолжительность конечной обработки. В случаях, когда
рекомендуется проведение и промежуточной и конечной обработок
(эти случаи отмечены в табл. 23 приложения звездочками), на первую
из них приходится до 1/3 времени, указанного в таблице, а на вторую
– остальная часть этого времени.
Примеры
Пример № 62. Еловые пиломатериалы толщиной S = 40 мм,
имеющие начальную влажность Wн = 55%, будут сушиться в камере
периодического действия по режиму 4-Н. Определить параметры
агента обработки в период начального прогрева.
Решение. Выбор температуры обрабатывающей среды при
начальном прогреве производим по табл. 19 приложения. Для режима
сушки нормальной категории и толщины пиломатериалов S = 40 мм
принимаем температуру среды t = 900С. С учетом начальной
влажности
пиломатериалов
(Wн  25%)
устанавливаем
0
психрометрическую разность в диапазоне t = 0,5–1,5 С.
Ответ: t = 900С; t = 0,5–1,50С.
Пример № 63. Для сушки березовых пиломатериалов толщиной
S = 25 мм в камере периодического действия будет использован
режим мягкой категории. Определить параметры обрабатывающей
среды во время начального прогрева, если начальная влажность
пиломатериалов составляет Wн = 20%.
Решение. По табл. 9 приложения устанавливаем, что заданные в
условии задачи пиломатериалы будут сушиться по режиму Б2-М.
Учитывая, что начальная влажность пиломатериалов (Wн = 20%)
меньше, чем значение второй переходной влажности (25%), сушка
начнется с третьей ступени при температуре сушильного агента
tс = 800С. Тогда температура обрабатывающей среды во время
начального прогрева составит
80 + 8 = 880С.
При начальной влажности пиломатериалов
Wн = 20%
0
психрометрическая разность должна быть t = 1,5–2,0 С.
Ответ: t = 880С; t = 1,5–2,00С.
Пример № 64. Пиломатериалы из древесины клена толщиной
S = 50 мм имеют начальную влажность Wн = 30%. Определить
параметры обрабатывающей среды во время начального прогрева,
если для сушки пиломатериалов будет применен режим К4.
Решение. По табл. 12 приложения устанавливаем, что при
начальной влажности пиломатериалов Wн = 30% сушка начинается со
2-й ступени режима К4 при температуре сушильного агента tс = 660С.
Тогда температура обрабатывающей среды в период начального
прогрева должна быть
66 + 5 = 710С.
С учетом значения начальной влажности древесины принимаем
значение психрометрической разности t = 0,5–1,50С.
Ответ: t = 710С; t = 0,5–1,50С.
Пример № 65. Еловые доски, имеющие размеры поперечного
сечения Sb = 32160 мм, влажность W = 80% и начальную
температуру t = (–15)0С, уложены в штабель шириной В = 1,8 м.
Определить продолжительность начального прогрева перед сушкой в
камере УЛ-1 при скорости циркуляции обрабатывающего агента
 = 2,5 м/с и его температуре tс = 1000С.
Решение. Продолжительность начального прогрева заданных
пиломатериалов определяем по формуле (4.1). Для этого с учетом
толщины пиломатериалов S = 32 мм и скорости циркуляции
обрабатывающего агента  = 2,5 м/с по табл. 20 приложения находим
значение исходной продолжительности инп = 1,7 ч. По табл. 21
приложения для начальной температуры древесины t = (–15)0С и
температуры
обрабатывающей
среды
tс = 100 0С
находим
коэффициент Аt = 1,10. Коэффициент, учитывающий влажность
древесины, согласно табл. 22 приложения, равен АW = 1,10.
Коэффициенты, учитывающие породу древесины и ширину штабеля,
составляют соответственно Ап = 0,9; Аш = 1,0. В результате получаем
 = 1,71,11,10,91,0 = 1,85 ч.
Ответ:  = 1,85 ч.
Пример № 66. Сосновые пиломатериалы толщиной S = 50 мм
были высушены в камере периодического действия по II категории
качества
с
использованием
режима
5-Н.
Определить
продолжительность
влаготеплообработки
и
параметры
обрабатывающей среды во время выполнения этой технологической
операции.
Решение.
Согласно
табл. 23
приложения,
суммарная
продолжительность влаготеплообработки сосновых пиломатериалов
толщиной S = 50 мм составляет вто = 6 ч. При этом промежуточная
влаготеплообработка не требуется. Использованный при сушке режим
5-Н устанавливает на 3-й ступени температуру сушильного агента
t = 960C (табл. 7 приложения). Согласно рекомендациям, изложенным
на с. 106, температура обрабатывающей среды во время конечной
влаготеплообработки высушенных пиломатериалов должна быть
tквто = 96 + 8 = 1040С.
Принимаем tквто = 1000С; tквто = 0,5–1,00С.
Ответ: вто = 6 ч; tквто = 1000С; tквто = 0,5–1,00С.
Пример № 67. Буковые пиломатериалы толщиной S = 60 мм
были высушены в камере периодического действия с применением
режима К5. Установить целесообразность проведения конечной и
промежуточной влаготеплообработок и в случае их необходимости
определить продолжительность этих технологических операций и
параметры обрабатывающей среды во время их проведения.
Решение. Поскольку сушке подвергались пиломатериалы из
твердой лиственной породы (бука), то влаготеплообработка
необходима. По табл. 23 приложения устанавливаем, что должна
проводиться как конечная, так и промежуточная влаготеплообработка.
Суммарная их продолжительность – 24 ч, которая распределяется
следующим образом: конечная – 16 ч, промежуточная – 8 ч.
Конечная влаготеплообработка проводится после окончания
процесса сушки. Согласно табл. 12 приложения, режим К5
предусматривает поддержание на последней (пятой) ступени сушки
температуры сушильного агента t1 = 780С. Тогда температура
обрабатывающей среды во время конечной влаготеплообработки
будет равна
tквто = 78 + 8 = 860С.
Психрометрическую
разность
в
соответствии
с
рекомендациями, изложенными на с. 106, принимаем tквто = 0,5–
1,00С.
Промежуточную влаготеплообработку назначаем при переходе
со 2-й ступени сушки на 3-ю. Температура сушильного агента на
второй ступени сушки t2 = 590С. Это значит, что температура
обрабатывающей
среды
в
период
промежуточной
влаготеплообработки
должна быть
tпвто = 59 + 8 = 670С.
Психрометрическую разность назначаем tпвто = 1,0–2,00С.
Ответ: квто = 16 ч; tквто = 860С; tквто = 0,5–1,00С;
пвто = 8 ч; tпвто = 670С; tпвто = 1,0–2,00С.