Пресс-вакуумная сушка. Этот прогрессивный технологический процесс получил широкое распространение в странах с высокоразвитой деревообрабатывающей промышленностью. При рабочем давлении в камере -70-80 кПа температура кипения воды не превышает 55-60°С — при этом реализуется лёгкий режим сушки, не повреждающий органику древесины. Это обеспечивает практически полное отсутствие микротрещин, т.е. высокое качество конечного продукта, недостижимое в процессе сушки при атмосферном давлении.
Нагрев с помощью контактных нагревателей существенно превосходит конвективный по КПД сушильной установки, так как в процесс сушки эффективно включен механизм теплопроводности. Нагревательные элементы укладывают послойно между рядами досок в штабеле — при этом доски кладут плотно, без зазоров, как по ширине, так и по высоте штабеля. Управление процессом нагрева осуществляют путем регулирования температуры, подаваемым напряжением на электронагреватели.
Древесина, помещаемая в сушильную камеру, должна быть по возможности одной и той же породы, иметь одинаковую толщину и изначальный показатель влажности. При невыполнении этих условий, процесс сушки должен определятся той частью древесины, которая более труднодоступна для сушки. В этом случае неизбежно увеличение времени сушки и следовательно, повышение затрат для остальной части древесины.
Процесс низкотемпературного обезвоживания в вакууме проходит при более низких температурах кипения и испарения воды. Так при давлении 0.2 кПа. температура кипения воды будет 59.7 o С, при 0.4 кПа. – 75.4 o С, при 0.6 кПа. – 85.4 o С при 0.8 кПа -93 С. В течение данного процесса влага распределяется по толщине обрабатываемого продукта неравномерно. Быстрее происходит обезвоживание верхнего слоя контактирующего с нагревателем, окружающей средой из-за откачки. Обезвоживание нижнего и верхнего слоя в значительной степени помимо температуры поверхности нагревателя, которая теряется излучением в пространство, определяется свойствами подсыхающего слоя: капиллярными силами и скоростью диффузии при влажности ниже 20% и величиной сил молекулярных связей. В первый период низкотемпературного обезвоживания в вакууме перенос влаги материала в окружающее пространство происходит в основном за счёт испарения воды и перемещения её внутри слоя обрабатываемого материала по копилярам вдоль волокон к торцевым поверхностям испарения и температура по торцам выше.
При повышении температуры и скорости нагрева влажного тела, скорость испарения резко увеличивается, что создаёт градиент общего давления, который становится основной движущей силой влагопереноса. При снижении влажности обрабатываемого продукта от 80% приблизительно до 30% в нём формируются поры. Давление пара в поре в соответствии с законом Клайперона всегда будет больше давления окружающей среды. В замкнутом объёме поры при значительных градиентах температуры и давления возникают условия, при которых может произойти взрыв скопившейся влаги в поре. Процесс становится неуправляемым и ведет к растрескиванию материала. Возникновению давления парогазовой смеси в поре, превышающей давление окружающей среды способствует молярное натекание водяного пара в пору по микрокапиллярам, при условии, что температура обрабатываемого материала выше температуры его открытой поверхности.
Уменьшение давления по сравнению с атмосферным, создания условий динамического вакуума в рабочей камере, когда процесс откачки осуществляется непрерывно и когда скорость откачки объёма рабочей камеры достаточна, чтобы поддерживать условия, при которых образующиеся пары воды не могут достигнуть давления насыщенного пара при рабочей температуре в камере. Всё это вместе взятое увеличивает интенсивность сушки. По мере приближения к среднему содержанию влаги в древесине, равному 30 процентам, происходит сушка клеток в сердцевине пиломатериала при уровне ниже предела насыщения волокон. При сжатии данных клеток снимается напряжение, действующее на клетки в оболочке. Ослабление действия сил натяжения внешним давлением, значительно снижает вероятность образования трещин. Если на материале нет ранее существовавших трещин, то можно начать уменьшение относительной влажности. Непрерывное сжатие клеток сердцевины приводит к перераспределению напряжений, установившихся на начальной стадии сушки. Оболочка формирует сжимающее напряжение, а сердцевина — напряжение натяжения, потому что оболочка (которая была до этого упрочнена) мешает сжатию сердцевины. Обычно температура не повышается, пока среднее содержание влаги не упадет до уровня меньше 30 процентов, из-за наличия высоких растягивающих напряжений, действующих на относительно влажную сердцевину в течение данной стадии сушки. В процессе сушки при среднем содержании влаги менее 30 процентов древесина становится прочнее, и сердцевина продолжает терять влагу. В этот момент безопасней увеличить температуру и уменьшить влажность для поддержания приемлемой скорости процесса. Величины максимальной температуры и минимальной относительной влажности обычно устанавливают равными 75-85 С и 35-28% соответственно. Конечная стадия сушки включает в себя стабилизацию для устранения различий в содержании влаги внутри отдельных образцов и между ними, а также выдержку для снятия напряжений, возникших при сушке. Процесс стабилизации требует повышения влажности до уровня, который будет и дальше способствовать сушке, но не приведет к чрезмерной сухости это достигается использованием режима «вентиляции камеры» на 10 шаге. Стадия выдержки необходима для снятия сжимающих напряжений, возникших в оболочке после перераспределения напряжений. Выдержка требует повышенной температуры и влажности для эффективного снятия напряжений без значительного увеличения среднего содержания влаги для этого используется режим «досушки».
