Сушильные камеры KOETTER – ваш оптимальный выбор!

Рано или поздно к решению о необходимости создания собственной линии сушки пиломатериалов приходят многие деревопереработчики. Всем ясно, что чем глубже переработка древесины, тем выше полученная прибыль. Причем высушенная доска может быть как конечным, так и промежуточным продуктом производства. И в любом случае от качества материала и его себестоимости зависит конкурентоспособность товара на рынке.

Не секрет, что при огромном разнообразии видов сушильных камер мировой производитель при массовой сушке предпочитает конвективные сушильные камеры. Именно они сочетают самую низкую себестоимость сушки с высоким качеством конечного продукта. Несложно определиться с выбором конвективных сушильных камер (достаточно посмотреть на соседние производства), гораздо сложнее выбрать среди них самую лучшую.

Теория выбора

Девяносто девять процентов конвективных сушильных камер имеют конвекционные вентиляторы, установленные рядом с радиатором подогрева воздуха, приточно-вытяжные каналы и систему орошения водой. Девяносто девять процентов имеют форму гаража и загружаются либо с фронта, либо с торца. Основная масса поставщиков привлекает внимание покупателя либо ценой, либо скоростью сушки, либо отличиями в конструкции.

Стоимость

Низкая стоимость - это блеф. Чем больше задействовано на производстве высококвалифицированного персонала, а также качественных и дорогих материалов, из которых изготовлена сушильная камера, тем выше ее стоимость. Например, коробку камеры можно сделать из кирпича, из конструкционной стали с покрытием и волокнистым наполнителем, а можно из алюминия, пенополистирола, нержавеющей стали - разница очевидна. То же касается внутренней обшивки и оборудования. Смею вас заверить, что никогда медь, алюминий, пенополистирол и качественная нержавеющая сталь не будут стоить дешевле минеральной ваты и конструкционной стали. Использование лучших материалов увеличивает эффективность и срок службы оборудования. Можно манипулировать ценами, выдавая за стоимость сушильной камеры стоимость нескольких двигателей и контроллера, а остальное представлять как опции, но это только до подробного рассмотрения. После выясняется, что без этих «опций» камера - неработоспособная груда железа, а стоимость необходимых для нормального функционирования опций составляет до восьмидесяти процентов от стоимости сушильной камеры.

Необходимо помнить, что поставляется не набор материалов и механизмов, а технология.

Скорость сушки

Скорость сушки - это вторая уловка. Если не брать в расчет полностью нежизнеспособные конструкции конвективных сушильных камер, мы увидим, что сами принципы конвективной сушки дают нам строгую зависимость между скоростью и качеством сушки пиломатериалов. Не вдаваясь в детали теории, скажем что, процесс сушки древесины должен включать в себя следующие составляющие:

1) влагоперенос - перемещение влаги внутри тела древесины;

2) влагообмен - испарение влаги с поверхности древесины в окружающую среду.

При этом необходимым для качественной сушки древесины является условие, чтобы интенсивность этих процессов была одинаковой.

Если количество воды, удаляемой с поверхностных слоев, будет больше, чем с внутренних, то и усыхание поверхностных слоев будет больше. В результате создается напряжение между внутренними и внешними слоями. И чем больше будет разница между влажностью поверхности и сердцевины, тем больше будут напряжения и, как следствие, больше деформации, возможны даже трещины. Это означает, что качественная сушка без напряжений и трещин возможна только тогда, когда скорость перемещения влаги от сердцевины доски к поверхности будет равна скорости испарения влаги с поверхности в окружающую среду.

Удалить влагу с поверхности древесины не составляет труда. С этой задачей справляются практически все конвективные сушильные камеры, правда, с различными энергозатратами.

Вторая задача - заставить влагу быстрее двигаться от сердцевинных слоев к поверхностным.

На этот процесс влияют три основные составляющие:

1) градиент влажности - перемещение влаги в направлении понижающей влажности (влагопроводность); Эта задача решается при удалении влаги с поверхности древесины при влагообмене. С этим процессом, как и с предыдущим, легко справиться с помощью потока нагретого воздуха сквозь пакеты и системы вытяжки (что есть у каждой конвективной сушильной камеры);

2) градиент температуры - перемещение влаги в направлении понижающей температуры (термовлагопроводность). Для того чтобы не «пережечь» древесину, практически все конвективные сушильные камеры используют температуру не выше +60°С (этой же температуры вполне достаточно и для того, чтобы в хвойных породах при сушке кристаллизовалась смола). Быстрое достижение этой температуры (но не более 3°С в час) - не проблема для большинства конвективных сушильных камер. Если пиковая температура выше +60°С или скорость набора температуры больше допустимой, то неизбежно ухудшение физико-механических свойств древесины;

3) перепад давления - перемещение влаги в направлении понижающего давления. Эта составляющая работает в вакуумных сушильных камерах и требует достаточно сложной конструкции, а также энергетических затрат. В конвективных сушильных камерах этот фактор практически отсутствует. Хотя в сушильной камере Koetter и создается легкое разряжение воздуха, серьезно на скорость сушки это не влияет.

Единственное, что остается, - это отслеживать интенсивность процессов влагообмена и влагопереноса. Если допустить отклонение в одну или в другую сторону, то либо увеличивается срок сушки (сверхмягкий режим), либо увеличиваются напряжения в материале (сверхжесткий режим). Естественно, можно уменьшить сроки сушки за счет форсирования процессов разморозки и остывания древесины в зимнее время, а также сокращения времени на выравнивание влажности во всем объеме древесины до начала сушки и после, но в результате мы потеряем в качестве.

Фактически, вывод напрашивается сам. Поставщики, заявляющие о сверхвысоких скоростях сушки без потери качества по сравнению с конкурентами, чаще просто лукавят.

Отличия в конструкции

Для чего же необходимы небольшие технологические и конструкционные различия, если они существенно не влияют на скорость сушки? Только для двух факторов:

1)   надежности и долговечности сушильной камеры;

2)   уменьшения потребляемой электрической и тепловой энергии.

Первый фактор - надежность и долговечность.

Эти два слова определяют срок эффективной работы сушильной камеры и, следовательно, большую отдачу от вложенных средств. В свою очередь на эти два компонента влияют такие составляющие, как вид, количество и качество используемых материалов, а также правильный проектный расчет конструкций, соответствующий условиям климата, сейсмической нагрузке и механической прочности.

Второй фактор - уменьшение потребляемой энергии.

На этот компонент влияет внесение изменений в технологию сушки для рационального расхода энергий и минимизация потерь тепла за счет уменьшения его выброса с паром, а также достижение максимальной теплоизоляции. Большое потребление тепловой энергии - это не только большой расход горючего, но и увеличение капитальных затрат на приобретение более мощного теплогенератора.

Желательно рассмотреть следующие пункты при выборе конвективной сушильной камеры:

• возможность сушки необходимой вам породы древесины в данной сушильной камере (желательна возможность сушки любых пород - 
  наличие мягких и жестких режимов);
• объем единовременной загрузки сушильной камеры под предназначенный для сушки материал (длина, толщина);
• внутренняя длина камеры (чаще шесть или двенадцать метров);
• внешние габариты камеры;
• тип загрузочных дверей;
• вид теплоносителя;
• количество максимальной потребляемой электро- и теплоэнергии из расчета на куб;
• электронный контроль за микроклиматом;
• необходимость подведения источника воды и ее очистки от примесей;
• качество и вид используемых в конструкции сушильной камеры материалов и механизмов (прочность и низкая теплопроводность материала корпуса, отсутствие тепловых мостиков);
• хорошая паровлагоизоляция;
• возможность выполнения поставщиком работ «под ключ»;
• наличие сервиса на территории России, гарантийное и постгарантийное обслуживание;
• наличие работающих сушильных камер этой марки в условиях, сходных с вашими или жестче (адаптация импортной камеры к российским условиям и проверка марки временем);
• возможность комплексной поставки с теплогенератором;
• cрок окупаемости;
• возможность расчета рублями и наличие лизинговой схемы и т. д.

Сушильные камеры KOETTER

Изначально компания была основана в 1959 г. Томом Коеттером как небольшое деревоперерабатывающее предприятие. По мере расширения бизнеса стало очевидно, что процесс сушки древесины является определяющим фактором структуры издержек и качества готовой продукции. На предприятии KOETTER с самого начала использовались сушильные камеры разных производителей, но высокие затраты на их эксплуатацию плюс большое количество брака при сушке не удовлетворяли господина Коеттера. После постоянных экспериментов и исследований в 1978 г. Том Коеттер изобрел свой простой, но уникальный способ сушки, в результате которого получалась древесина высочайшего качества, а брак практически сводился к нулю. Качество сушки - по мнению экспертов Koetter, залог успеха фирмы, перерабатывающей свыше 200 тысяч м³ древесины в год и производящей высококачественные столярные изделия: погонаж, паркет, двери, клееный брус...

Техническое описание сушильных камер Koetter

Сушильная камера представляет собой сооружение в виде большого полого здания, смонтированного на бетонном фундаменте с помощью анкерных болтов. Сам корпус состоит из панелей, соединенных между собой методом стягивания. Места стыков панелей обрабатываются клеем-герметиком. Конструкция панелей представляет собой «сэндвич» толщиной 210 мм, который состоит из пенополистирола, облицованного с двух сторон плитами влагостойкого OSB. Далее внутренняя сторона панели облицовывается пятимиллиметровыми листами алюминия (стыки листов герметизируются силиконом и сырой резиной), а наружная - нержавеющей сталью. Все составляющие камеры из нержавеющих и влагостойких материалов. Срок годности такой панели в среднем - 20 лет. Крыша выполняется двух видов - двускатная и односкатная. Ворота являются частью корпуса и выполняются распашными, подъемными или откатными. Такая система позволяет при конструировании сушилки не использовать металлический каркас. Все вышеперечисленные компоненты составляют герметичный корпус, отвечающий всем требованиям термостойкости и сейсмической нагрузки.

Агентом сушки является горячий воздух, который циркулирует через штабеля досок при помощи вентиляторов, установленных на специальной раме, прикрепленной к корпусу камеры у задней стенки. В саму заднюю стенку вмонтированы впускной клапан, вытяжной вентилятор и датчики.

Теплоносителем процесса сушки пиломатериалов является вода +95°С, которая нагревается в бойлере и при помощи насоса подается по трубам в калориферы (медь, алюминий), расположенные на той же раме, что и вентиляторы, но непосредственно за ними. Температура воздуха в камере, соответствующая каждому режиму, поддерживается автоматически. При желании камера может быть оснащена компьютером для дистанционного контроля процесса сушки.

Технология Koetter

Сушка пиломатериалов представляет собой многоступенчатый процесс, где каждой ступени соответствуют свои параметры - температура и влажность агента сушки.

Как правило, этих ступеней три: предварительный прогрев, непосредственно сушка и термовлагообработка (кондиционирование).

Прогрев - первая стадия сушки древесины. Эта стадия требует особого внимания в холодное время года, когда доска поступает в камеру с собственной температурой, равной температуре окружающей среды.

По технологии Koetter вытяжной клапан камеры полностью закрывается. При этом вся влага, которая успела испариться из древесины, остается внутри камеры. Образуется так называемая паровая баня, в которой доска полностью прогревается по всему сечению.

При этом приеме не происходит пересыхание наружных слоев и вся первая ступень проходит без образования брака. При закрытой вытяжке и дальнейшем росте температуры происходит выравнивание влажности досок по всему объему древесины, а следовательно, снятие имеющихся напряжений.

Сушка - вторая стадия процесса. Техническое решение Koetter позволит избежать неравномерного удаления влаги (коробления, растрескивания и разрыва древесины) следующим образом: камера настраивается таким образом, что скорость удаления влаги из древесины прямо пропорциональна скорости удаления влаги из камеры. Этот прием используется только в камерах Koetter и является основой качественной сушки пиломатериалов.

Термовлагообработка - третья стадия сушки. Вся влага из древесины практически испарилась, но остаются локальные скопления воды, которые необходимо равномерно распределить по всему объему досок и частично удалить. Клапан вытяжного вентилятора, как и на первой стадии, полностью закрывается. Остатки влаги, которая теперь испаряется в закрытый объем камеры, также создают паровую баню. После прохождения всех ступеней камеру останавливают и дают ей некоторое время остыть.

Сравнительный анализ

Сравнительный анализ будет подчеркивать различия в технических и в технологических аспектах.

Первая ступень технологического процесса подразумевает предварительный прогрев древесины. Чтобы избежать резкого удаления влаги с поверхностных слоев и резкого возрастания внутренних напряжений, в камере необходимо создать повышенный уровень влаги агента сушки (воздуха). Традиционная концепция предусматривает наличие дренчерной (увлажняющей) системы, которая по своему исполнению напоминает систему пожаротушения. При этом приточно-вытяжные каналы перекрываются, и в камеру через форсунки подается вода. Здесь мы наблюдаем дополнительное оборудование для подачи, очистки и распределения воды, а также наличие свободной воды внутри камеры, для испарения которой потребуется дополнительные энергозатраты. Первая ступень по технологии Koetter предусматривает такой температурный режим, при котором закрытый клапан вытяжного вентилятора создает герметичность, достаточную для создания паровой бани без применения дополнительной системы увлажнения. В связи с этим в камерах Koetter отсутствует свободная вода, наличие которой неблагоприятно влияет на долговечность самой сушилки. Дополнительно, для предотвращения скапливания свободной воды на полу, мы предлагаем обогреваемый пол. При заливке фундамента на пол камеры укладывается в специальном порядке термогидроизоляционный материал и изолированные трубы, которые своими концами подключаются к бойлеру.

Все конвективные сушильные камеры имеют приточно-вытяжные каналы, которые остаются открытыми на протяжении всей второй ступени процесса сушки. За это время в сушилку поступает огромное количество наружного воздуха. Возьмем зимнее время года. Воздух, попадающий в сушильную камеру имеет температуру - 20°С, а внутри камеры температура +60°С. Таким образом, воздух, поступивший в камеру, должен прогреться на 80°С.

Конструктивно все сушилки устроены так, что воздух в камеру поступает постоянно и точно также постоянно выходит, тем самым прогретый объем поступившего воздуха, пройдя несколько циклов по камере, выбрасывается наружу, а на его место поступает следующий объем, который также требуется прогреть на 80°С.

В данном случае мы наблюдаем нерациональное техническое решение, которое выражается в неэкономном расходе тепловой энергии. Компания Koetter внедрила свое решение этой технологической задачи. Взамен приточно-вытяжных каналов на задней стенке камеры установлен вытяжной вентилятор с градуированным клапаном. Также в заднюю стену вмонтирован впускной клапан. Клапан вытяжного вентилятора выставляется таким образом (по таблице режимов), что скорость удаления влаги из камеры прямо пропорциональна скорости удаления влаги из древесины. При постоянном выходе воздуха из камеры в ней образуется разряженная атмосфера. При достижении определенной степени разряжения открывается впускной клапан, через который поступает порция наружного воздуха. Данная технология исключает постоянное поступление наружного воздуха большими порциями, тем самым происходит экономия тепловой энергии. Как следствие этого немаловажного аспекта появляется возможность использования менее мощной энергетической установки. Невелики и затраты электроэнергии: камера объемом загрузки 10 м³ потребляет - 1,5 квт/час, 100 м³ разовой загрузки - 12 квт/час. Затраты тепла по пиковой нагрузке - 1,5 квт/час/м³. Технология Koetter позволяет точно контролировать влажность всего объема пиломатериалов в камере и исключает необходимость установки датчиков в нескольких точках непосредственно в тело доски. Как опция для предварительного прогрева наружного воздуха, готового поступить в камеру, предлагается контрольная комната с радиаторами обогрева воздуха. Она представляет собой небольшую пристройку к камере, которая устанавливается в том месте камеры, где расположен впускной клапан. Получается, что клапан находится внутри этой пристройки, которая в свою очередь оснащена калориферами. В связи с этим наружный воздух поступает в камеру на 20°С теплее, чем без данной опции, а у оператора появляется возможность производить осмотр камеры в тепле.

Традиционно корпус сушильной камеры представляет собой каркас, на который навешаны панели. Конструкция корпуса Koetter представляет собой безкаркасную конструкцию, состоящую из панелей, соединенных между собой методом стягивания. При постоянном поступлении и выпускании воздуха, а также при неравномерном тепловом расширении (+60°С) или сжатии (- 20°С) различных по свойствам и размерам материалов (соединение стального каркаса и сэндвичпанелей) сушильная камера как бы дышит, то есть при сушке камера раздувается, а при охлаждении камеры стенки сжимаются. При наличии металлического каркаса и навешенных на него панелей через некоторое время происходит нарушение герметичности с образованием термомостов. А самое главное - влага, испарившаяся из древесины, с наличием активных веществ начинает проникать внутрь панелей, вызывая их разрушение. Чтобы избежать этого неприятного эффекта, корпус таких камер приходится через некоторое время перетягивать. Проблемы возникают и в месте контакта металлокаркаса с бетонным фундаментом камеры. Этот момент был учтен при разработке камеры Koetter. Метод стягивания панелей и отсутствие металлического каркаса исключают вышеописанное побочное действие. А долговечность подобной конструкции значительно больше.

В качестве наполнителя сэндвич-панелей для теплоизоляции компания Koetter применяет только качественный пенополистирол, который позволяет сохранять теплоизоляционные свойства панелей на всем протяжении срока эксплуатации камер (в отличие от волокнистого наполнителя, который со временем портится и проседает).

Для энергоснабжения сушильных камер компания Koetter комплектует их бойлерами, работающими на различном горючем (в том числе на отходах лесопильного производства) и не требующих постановки на учет в котлонадзор. Вся система (камера плюс бойлер) работает в автономном режиме и не требует наличия теплосетей.

В камерах Koetter достигается необычайно высокое качество сушки пиломатериалов (в том числе и всех твердолиственных пород). Сушильные камеры Koetter, при правильном следовании технологии сушки, дают количество брака не более 1 %.

Решение специалиста - KOETTER!

Асмолов А.В., исполнительный директор компании «МИНИТЭКС ЛЕС»