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».

Изданные  таблицы  выполнения сушки на основе содержания влаги учитывают рост возникающих при сушке напряжений через задание величин температуры и влажности для последовательных диапазонов содержания влаги. На наших сушилках блок МПР-51 контроллера управления автоматически контролирует данный процесс удаления  влаги надлежащим образом по параметру сопротивления древесины на постоянном токе.
Яндекс.Метрика