Сушка древесины ценных пород

Сушка пиломатериалов - одна из важнейших операций в технологии переработки древесины. Она позволяет улучшить физико-механические, технологические, эксплуатационные свойства древесного сырья и таким образом обеспечить изделиям или деталям изделий необходимые кондиции, без которых невозможно достижение высокого качества продукции.

Опыт сушки древесины в Краснодарском крае
Ценность древесины плодовых деревьев. Часть 1
Древесина плодовых: особенности сушки. Часть 2
Ценность древесины плодовых деревьев. Часть 3
Ценность древесины плодовых деревьев. Часть 4

Надо отметить, что, к сожалению, сегодня не на всех предприятиях деревообрабатывающей отрасли России сушке уделяется должное внимание и не везде используется современное оборудование и прогрессивные технологии. Не является исключением и Краснодарский край. Деревообрабатывающая отрасль там представлена мелкими, в большинстве своем кустарными производствами, на которых эксплуатируются главным образом конвективные сушильные камеры, по большей части самодельные, характеризующися очень низким КПД, продолжительным циклом сушки и неудовлетворительным качеством готового продукта.

В Краснодарском крае, который расположен на стыке равнин и гор, преобладает умеренно-континентальный климат, в горах южнее г. Туапсе - субтропический климат. Вследствие этого породный состав деревьев, произрастающих в лесах края, весьма разнообразен. В промышленных масштабах там заготавливают древесину многих ценных пород, среди которых дуб, бук, клен, орех, каштан, самшит, акация, гледичия.

В этой публикации мы рассмот-рим особенности технологии сушки некоторых пород, представленных в лесопосадках Краснодарского края.

Сушка древесины гледичии

Гледичия (Gleditsia triacanthos) получила распространение на Северном Кавказе (на Кубани) в начале 70-х годов прошлого века как быстрорастущий вид, который использовался для создания полезащитных полос в степной зоне Краснодарского края. Теперь, когда средний возраст насаждений более 45 лет, начата программа по обновлению и восстановлению полезащитных зон. Высота деревьев достигает 15 м, что позволяет при заготовке древесины получить из одного ствола как минимум два товарных бревна длиной 4 м и диаметром от 20 до 50 см. По оценкам специалистов, запас товарной древесины этой породы составляет около 300 тыс. м.

Древесина гледичии ядровой - кольцесосудистая, с широкой заболонью розового цвета, которая резко отделена от красно-коричневого ядра. Сердцевинные лучи в виде узких и светлых полосок заметны на радиальном и тангенциальном разрезах. Текстура красивая, с хорошо различаемыми на всех срезах годичными слоями. По плотности и физико-механическим свойствам древесина гледичии мало отличается от древесины дуба (правда, надо заметить, что порода пока не изучена должным образом), мало склонна к растрескиванию, хорошо поддается полировке. Режущим инструментом обрабатывается трудно, из-за высокой твердости требуется использование инструмента, изготовленного из твердых сплавов. Клеи группы ПВА при использовании для соединения деталей меняют окраску на ядовито-желтую, а их клеящая способность резко снижается, что обусловлено присутствием в древесине гледичии ядовитых алкалоидов (трикантина). Человек, долго находящийся в закрытом помещении, где хранится свежераспиленная древесина гледичии, испытывает ухудшение самочувствия (сильную головную боль). Эта порода сильно усыхающая, ее плотность при влажности 12 % в среднем 700 кг/м. Коэффициенты усушки (разбухания): радиальный - 0,24; тангенциальный - 0,32; объемный - 0,59.

Древесина гледичии требует продолжительной камерной сушки с использованием мягких режимов - для доски толщиной 32 мм цикл может составлять 30 суток. Но возможно и кратковременное повышение температуры в камере (сочетание мягкого и высокотемпературного режимов), т. к. эта порода устойчива к растрескиванию и короблению. Древесину гледичии лучше сушить в виде обрезных пиломатериалов - это способствует максимальной наполняемости камеры и повышению выхода качественных заготовок. Торцы пиломатериалов необходимо обработать составом для защиты от растрескивания, хорошие результаты дает применение отечественного препарата «Сенеж Тор». Имеются и импортные препараты, например широкая линейка в ассортименте немецкой компании Remmers Baustofftechnik GmbH. Большое значение имеет укладка пиломатериала в штабеля. У штабеля должны быть четкие геометрические размеры. Используются калиброванные прокладки, которые размещаются строго одна над другой; причем предпочтительно использовать прокладки, взятые из просушенных штабелей.

Рассмотрим нюансы технологии сушки штабеля, составленного из древесины гледичии, начальная влажность которой около 50 %. Задача: добиться конечной влажности 8 %. Толщина пиломатериала - 32 мм. На первом этапе следует применять мягкий режим сушки: температура 60 °С, скорость потока сушильного агента - от 0,75 до 1 м/с (обязательно с реверсом). Это самый длительный этап сушки, здесь все зависит от начальной влажности древесины, которая хотя и редко, но может достигать 100 %. На следующем этапе при достижении влажности 30 % надо увеличить скорость потока до 1,5 м/с и поднять температуру до 75 °С. После того как средняя влажность древесины в обрабатываемом штабеле достигнет 18-20 %, температуру следует повысить до 90 °C. При достижении 12 % влажности проводится влагообработка (кондиционирование) сушильного пакета в течение 12 ч для снятия внутренних напряжений в пиломатериалах. Если есть возможность использовать в качестве теплоносителя перегретый пар, можно досушить пакет при температуре 110 °C до влажности 8 %. На последнем этапе температуру надо сбросить до 30 °C и установить скорость потока 0,75 м/с. Обычно пакет перед выгрузкой из камеры выдерживается в течение двух суток. Система приточно-вытяжной вентиляции должна работать в автоматическом режиме. В случае проведения сушки при высокой температуре экономия времени может составить до пяти суток. Каждый этап сушки необходимо контролировать (с соблюдением техники безопасности) при помощи ручного влагомера, чтобы своевременно отреагировать на изменение параметров процесса.

Сушка древесины бука

Бук - довольно распространенная порода в регионе, представленная в основном буком восточным (Fagus orientalis). Это рассеянно-сосудистая безъядровая порода, кремовая с желтоватым или красноватым оттенком, который образуется в зависимости от условий произрастания дерева. Текстура богатая, с заметными годичными слоями и сердцевинными лучами. Плотность бука при влажности 12 % - 680 кг/м, плотность сухой древесины - 650 кг/м. Влажность свежесрубленной древесины доходит до 80 %; порода сильно усыхающая. Средние коэффициенты усушки: радиальный - 0,17; тангенциальный - 0,32; объемный - 0,47. Из-за сильного водопоглощения и частого поражения буковой древесины грибками, есть ограничения по ее использованию для наружной отделки, но она всегда ценилась мебельщиками за богатую текстуру и хорошую обрабатываемость.

Сушка древесины бука имеет отличительные особенности. Если древесина очень быстро теряет влагу, то в структуре возникают внутренние трещины и остаточные напряжения волокон. Известны случаи, когда при неправильной заготовке древесины бука в лесу (в фазе раскрытия листа) спиленное дерево при ударе о землю буквально рассыпалось на щепки. Поэтому перед сушкой буковую древесину желательно пропарить, выгнать из нее как можно больше несвязанной влаги и снять напряжения. Пропарку следует проводить паром при температуре 105-120 °С. В ходе пропарки цвет древесины меняется от розового до темно-вишневого, почти черного. После пропарки начинается сам процесс сушки, при этом влажность древесины может достигать 120 %. На первом этапе устанавливается температура 75 °С и скорость сушильного агента не менее 1,5 м/с, с реверсом. По достижении влажности 40 % (при толщине пиломатериала 32 мм это обычно происходит за 7-9 дней) переходят ко второму этапу: температуру следует снизить до 60 °С и сушить буковые пиломатериалы еще в течение десяти дней, уменьшив скорость потока до 1 м/с. Когда древесина высохнет до влажности 15 %, проводится короткая (в течение двух часов) влаготепло- обработка; температуру в камере следует понизить до 30 °С. В таких условиях в течение пяти дней происходит окончательная сушка и выравнивание влажности до 10 %. Через сутки после выключения дутьевых вентиляторов сушильную камеру разгружают. Продолжительность сушки пиломатериалов из древесины бука толщиной 30-40 мм должна быть не более 25 дней.

Сушка древесины ясеня

Эта порода занимает в регионе третье место после дуба и бука. Широко представлена в составе полезащитных полос, встречается также в горах. Ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior) - ядровая кольцесосудистая порода, ее годичные слои хорошо видны на всех разрезах. Заболонь желтовато-белая, постепенно переходит в светло-бурое ядро. Текстура древесины ярко выраженная, с хорошо различимыми годичными слоями, сердцевинные лучи почти не заметны. Ясень - порода сильно усыхающая, коэффициенты усушки: радиальный - 0,19; тангенциальный - 0,31; объемный - 0,52. Плотность древесины при влажности 12 % составляет 663 кг/м. Древесина ясеня плохо пропитывается защитными составами.

Технология сушки пиломатериалов из ясеня аналогична применяемой для древесины дуба. Ясень - идеальная порода для получения навыков начинающими технологами - растрескивание пиломатериалов происходит очень редко даже при неграмотной сушке. Вот несколько советов, которые помогут качественно высушить ясень. На первом этапе надо поддерживать температуру 38-40 °С, относительную влажность - не ниже 85 %, скорость циркуляции воздуха обеспечить не выше 1,5 м/с. На следующих этапах можно снизить скорость до 1 м/с и уменьшить влажность воздуха. Следует обязательно провести влаготеплообработку в течение 6 ч. После обработки прогреть камеру до 95 °С и выключить обогрев. Через три-четыре дня камеру можно разгружать.

Сушка древесины тополя

Тополь не относится к ценным породам, но играет большую роль в лесонасаждениях края. Тополь представлен многими видами и является доминирующей породой в полезащитных полосах. Запасы древесины тополя составляют более 1 млн м. Из тополя изготавливают поддоны, сейчас планируется использование его древесины в производстве плит MDF и OSB. Из древесины тополя получается отличный погонаж (вагонка, плинтусы). В Средней Азии есть обычай: когда в семье рождается мальчик, родственники сажают сорок тополей, и к свадьбе ему будет из чего строить дом.

Тополь - ядровая рассеянно-сосудистая порода с широкой заболонью. Текстура невыразительная, желтовато-белого цвета. Относится к среднеусыхающим породам. В процессе сушки древесина склонна к короблению. Коэффициенты усушки: в радиальном направлении - 0,14; в тангенциальном - 0,28; объемный - 0,41. Максимальная влажность древесины тополя 212 %! Плотность при влажности 12 % - 450 кг/м.

Сушится древесина тополя хорошо даже при использовании жестких форсированных режимов с температурой от 70 °С. Межклеточную влагу отдает легко, связанную - не очень охотно, из-за чего процесс сушки затягивается. Но существуют методы ускорения сушки и получения нужных результатов за 7-10 дней - высушивания пиломатериалов до влажности 12-15 %. Прежде всего необходима правильная укладка штабеля: через каждые 40 см одну над другой надо проложить калиброванные прокладки. Штабель необходимо стянуть упаковочными лентами с такой силой, чтобы они буквально врезались в пиломатериал. Далее надо загрузить камеру и на первом этапе оставить ее на прогреве до 80 °С на двое суток с открытыми заслонками, не включая вентиляторы. На втором этапе в течение 3-5 суток температуру следует снизить до 60 °С, запустить вентиляторы, установить скорость потока 1,5 м/с. На третьем этапе выполняется кондиционирование, после чего температуру следует постепенно снизить до 30 °С. Через трое суток пиломатериал готов к выгрузке из сушильных камер.

Интервалы времени режимов сушки могут существенно изменяться в зависимости от многих факторов, в том числе и конструкции сушильных камер. Сушку всегда лучше производить по наиболее влажному образцу. И еще, предварительная атмосферная сушка значительно сокращает продолжительность сушки в камере. Рекомендованные режимы должны корректироваться технологом с учетом условий и требований к продукции и стать основой для разработки собственных режимов сушки на каждом предприятии.

Александр Кедров