Medinės statybos grupė
Vartotojo vardas Slaptažodis Įsiminti slaptažodį
2019 m. rugpjūčio 18 d.
Verslo naujienosStraipsniaiSpecialistai patariaKontaktai
Lietuvių kalba Anglų kalba
KLASTERIO ĮMONĖS
SKELBIMAI
PAIEŠKA
NARYSTĖ KLASTERYJE

Medienos džiovinimas džiovyklose

Šviežiai kirsta ar pjaustyta mediena yra tik žaliava, kuri pasidaro vertinga konstrukcine medžiaga tik pašalinus iš jos didžiąją dalį drėgmės t.y. ją išdžiovinus. Mediena turi būti džiovinama iki taip vadinamo pusiausvyrinio drėgnio, atitinkančio jos eksploatavimo sąlygas. Šias sąlygas apibūdina oro parametrai (temperatūra ir santykinis drėgnis), todėl drėgnis iki kurio turi būti išdžiovinta mediena, priklauso nuo medienos paskirties: baldų gamybai skirta mediena džiovinama iki 7 – 8%, statybiniams dirbiniams – iki 18 – 20% ir t.t.

Gaminiai ir konstrukcijos, pagaminti iš nedžiovintos ar nekokybiškai išdžiovintos medienos yra nekokybiški, nes eksploatuojami sausoje aplinkoje keičia matmenis, supleišėja sujungimai, o drėgnoje aplinkoje – apninkami spalvinančių pelėsių, o vėliau ir medieną ardančių grybų. Grybai medienoje veisiasi, kai jos temperatūra yra nuo –50C iki +500 C, o jos drėgnis didesnis nei 22 – 23%. Todėl jau nuo seno padarinė konstrukcinė mediena buvo džiovinama: seniausiais laikais tik natūraliu atmosferiniu būdu, vėliau ir atmosferiniu ir dirbtiniu –specialiose džiovyklose esant natūraliai, o vėliau priverstinei oro cirkuliacijai.

Medienos džiovinimas yra sudėtingas fizikinis procesas, kurį apibūdina šilumos ir masės mainai medienoje ir ją džiovinant supančioje aplinkoje. Medienos džiovinimo kokybė, ekonomiškumas ir trukmė priklauso nuo daugelio veiksnių: medienos charakteristikų–biologinės rūšies, sortimentų skerspjūvio matmenų, pradinio ir galutinio drėgnio, medienos tankio ir sandaros (metinių rievių storio, įvijumo ir kt.), džiovinimo kameros ir taikomos technologijos charakteristikų – džiovinimo agento (oro) temperatūros, drėgnio, judėjimo greičio ir jų tolygumo džiovinamos medienos rietuvėse oro parametrų keitimo manevringumo (kaloriferių, oro cirkuliacinių įrengimų drėkinimo purkštukų ar perforuotų vamzdžių, šviežio oro įleidimo ir panaudoto oro išleidimo įrangos ar drėgmės kondensavimo iš oro aparatų našumo ir galios). Džiūvimo procesas priklauso ir nuo organizacinių veiksnių: medienos sortimentų sukrovimo į paketus ar rietuves taisyklingumo, paketų ar rietuvių išdėstymo džiovinimo kameroje tvarkos, įkrovos dydžio, parazitinių oro srautų kameroje sumažinimo iki mažiausios reikšmės ir kt.

Vykstant mokslo techninei pažangai, vis giliau tiriant medienos savybes ir džiovinimo būdus, šiandien žymiai patobulinta džiovinimo technika ir technologija (nuo amatininkiško savaeigio iki automatiškai valdomo kompiuterizuoto džiovinimo). Dabar yra taikomi įvairūs džiovinimo būdai, įvairūs režimai ir technologijos.

Pjautinė mediena seniau ir dabar dažniausiai yra džiovinama atmosferiniame slėgyje konvekciniu būdu. Paskutiniaisiais dešimtmečiais nemažai medienos išdžiovinama vakuuminiu t.y. mažesniame už atmosferinį slėgį būdu. Konvekcinės džiovyklos gali būti ventiliacinės t.y. drėgmė iš kamerų pašalinama su išleidžiamu apie 1 – 2% cirkuliuojančiu oru ir jį kompensuojant įleidžiamu šviežiu oru iš kondensacinės, iš kurių išgaravusi drėgmė išleidžiama skystoje būsenoje, sukondensavus dalį garų iš oro.

Kiti pjautinės medienos džiovinimo būdai (kondukcinis, hidrofobiniuose skysčiuose, išcentrinis aukštadažnis, mikrobanginis, soliarinis)dėl sudėtingumo, brangumo, prastos džiovinimo kokybės ar kt. priežasčių nenaudojami.

a

 

b

 

1 pav. Konvekcinė ventiliacinė vertikalios skersinės cirkuliacijos džiovinimo kamera, į kurią medienos paketai pakraunami autokrautuvu

 

čia: a – kameros skersinis pjūvis: 1 – šviežio oro įleidimo ir panaudoto drėgno oro išleidimo kanalai; 2 – kaloriferiai; 3 – ašinis ventiliatorius; 4 – elektros variklis; 5 – sausojo termometro jutiklis; 6 – kameros šoniniai oro kanalai; 7 – kontrolinės durys; 8 – savirašis įrenginys; 9 – pakeliamos nustumiamos durys; 10 – šlapiojo termometro jutiklis; 11 – šarnyriškai įtvirtinti pasukami ekranai;

b – kameros bendras vaizdas.

 

Dabar yra naudojama daug įvairių konstrukcijų ir jų variantų atmosferinio slėgio konvekcinių ventiliacinių džiovinimo kamerų: pagal atitvaras jos yra stacionarios plytinės, surenkamos skydinės (metalinio karkaso su šilumine izoliacija); pagal medienos sortimentų pakrovimą į pakraunamas autokrautuvu sukrovus sortimentus į paketus (1 pav. ir 3 pav. b) ir pakraunamas bėginiu transportu, sukrovus sortimentus į rietuves ant vežimėlių (2 pav. ir 3 pav.,a). Bėginiu transportu kameros pakraunamos iš galo per varstomas duris, o autokrautuvu –iš šono per pakeliamas ir nustumiamas duris. Šiose periodinėse kamerose oro cirkuliacija būna vertikali skersinė (1 pav,, 2 pav.) ir horizontali skersinė (3pav., a ir b). Kiekvienas iš šių variantų turi privalumų: esant vertikaliai, skersinei cirkuliacijai, kameros užima mažiau ploto, šios kameros gali būti didesnės, o esant horizontaliai skersinei – jos yra žemesnės, be to šiuo atveju cirkuliuojamas oras tolygiai paskirsto kameros aukščio atžvilgiu, kai džiovinama neapipjauta mediena, patogiau jas remontuoti. Džiovinimo kokybė ir ekonomiškumas abiejų variantų kamerose yra panašūs. Dabar Lietuvoje ir užsienio šalyse daugiausiai yra naudojamos vertikalios skersinės cirkuliacijos, pakraunamos autokrautuvais įvairių konsrukcijų ir markių džiovinimo kameros (PTI technologijų K15 – 680, Ravitekos Miuelbok‘o, Sečea, Nardi, Katres, SK, CUL, Eisenman, CKB, Wood Tec, SDMD ir kt.) rečiau naudojamos horizontalios skersinės cirkuliacijos kameros TK – 4T, SPM – 2K, Sateko ir kt.

Medienos džiovinimo efektyvumas ne mažiau priklauso ir nuo džiovinimo technologijos. Pjautinės medienos technologinis ciklas susideda iš šių etapų: pradinio šutinimo (oro temperatūros pakėlimo ir medienos pašildymo iki reikalingos temperatūros drėgmės garinimo nuo pradinio iki pluošto soties ribos (30 – 35%) drėgnio, drėgmės garinimo nuo soties ribos iki galutinio drėgnio, baigiamojo šutinimo, kondicinio medienos apdorojimo ir drėgnio suvienodinimo sortimentuose, ataušinimo. Džiovinant storus spygliuočius ir minkštuosius lapuočius bei nuo 30 mm ir storesnius kietuosius lapuočius garinant drėgmę yra atliekamas vienas  ar keli tarpiniai šutinimai. Šių džiovinimo ciklo etapų režimai ir trukmės priklauso nuo džiovinamų sortimentų biologinės rūšies, skerspjūvio matmenų ir paskirties. Pagal šiuos tris rodiklius ir pasirenkami konvekcinio kamerinio džiovinimo režimai. Nei Lietuvoje, nei Europoje ar kitų žemynų šalyse nėra vieningų standartinių režimų. Įvairiose šalyse ar šalių grupėse yra naudojami savi džiovinimo režimai, patiekiami lentelėse. Jie yra daugiapakopiai t.y. visas džiovinimo laikotarpis pagal medienos drėgnio mažėjimą yra suskirstytas į pakopas (etapus), kuriuose yra skirtingi oro parametrai (temperatūra ir drėgnis). Džiovinimo metu, mažėjant medienos drėgmei yra keliama oro temperatūra ir mažinamas oro santykinis drėgnis. Įvairių šalių džiovinimo režimai būna nuo dviejų pakopų iki 8 – 10 pakopų. Kuo daugiau pakopų, tuo kokybiškiau galima džiovinti, bet sunkiau reguliuoti procesą ypač taikant mikroprocesorius. Pagal poveikį medienai (įtaką į fizikines ir mechanines savybes) visus džiovinimo režimus pagal temperatūrą galima suskirstyti į kategorijas. Mažesnės temperatūros taikomos didesnio storio ir tankio, o didesnės–mažesnio storio ir tankio medienos sortimentams. Džiovinimo metu oro santykinis drėgnis, pradedant garinti drėgmę spygliuočiams ir lapuočiams būna 65 – 90%, o pabaigoje 25 – 45%. Renkantis džiovinimo režimus, be medienos sortimentų charakteristikų, reikia atsižvelgti ir į galimybes džiovinimo kameroje pakelti temperatūrą (kai kamerų kaloriferiai šildomi karštu vandeniu, tai kartais galima pakelti temperatūrą tik iki švelnių režimų temperatūros).

Išdžiovintos medienos džiovinimo kokybei įvertinti dabar reikia taikyti Europos Sąjungos standarto lietuvišką versiją LST EN 14298:2006. Pagal šį standartą kokybė įvertinama pagal šiuos rodiklius: 1 – vidutinį tikslinį medienos partijos drėgnį, kuris gali būti 7,8,9,...,18 %; 2 –vidutinio drėgnio leistinoji sklaida apie tikslinį drėgnį, kuri gali būti atitinkamai nuo +/-1  iki  -2,5...+2,0; 3 – drėgnio leistinąsias viršutinę ir apatinę ribas (93,5% pavienių sortimentų drėgnis negali būti didesnis 1,3 ir mažesnis 0,7 tikslinio drėgnio reikšmės); kartais dar vertinama sortimente esanti įtemptis, išreikšta specialaus bandinio ( perpjautos plokštelės) dalių išlinkimo dydžiu, išmatuotu mm (nustatoma pagal LST EVN 14464:2005).

 

a

b

2 pav. Konvekcinės ventiliacinės vertikalios skersinės cirkuliacijos džiovinimo kameros, į kurias medienos rietuvės atvežamos bėginiu transportu:

 

čia: a – automatiškai  kompiuteriu valdoma dviejų bėginių kelių kamera;

b – nedidelė vieno bėginio kelio kamera: 1 – ašiniai ventiliatoriai; 2 – šviežio oro įleidimo ir panaudoto oro išleidimo kanalai; 3 – kompaktinis kaloriferis; 4 – medienos rietuvės; 5 – psichro­metras; 6 – oro drėkinimo vandeniu vamzdis su purkštukais; 7 – varstomos durys.

 

 

 

3 pav. Konvekcinės ventiliacinės horizontalios skersinės cirkuliacijos džiovinimo kamera. Kamera, į kurią medienos rietuvės pakraunamos bėginiu transportu.

 

čia:  1 – psichrometras; 2 – ašiniai reversiniai ventiliatoriai; 3 – garo paskirstymo įranga; 4 – hidraulinis uždoris; 5 – variklio aikštelė; 6 – vertikalus ekranas; 7 – specialus kompaktinis kaloriferis; 8 – kreipiamieji ekranai; 9 – skridinys; 10 – atverčiami bėgiai; 11 – sukiojamas ekranas; 12 – oro įleidimo ir išleidimo kanalai;

 

Paskutiniųjų dešimtmečių laikotarpiu užsienio šalyse, o dabar ir Lietuvoje pradėta medieną džiovinti kondensacinėse džiovyklose. Šiose džiovyklose galima medieną džiovinti taikant uždarą oro cirkuliacinį ciklą. Iš rietuvių siurbiamas drėgnas oras praeina šaldymo agento garintuvą, kuriame ataušinus orą iš jo sukondensuojama didesnioji dalis drėgmės, kuri paskui išleidžiama iš kameros, o oras šiek tiek pašildomas šaldymo agento kondensatoriuje, o po to kaloriferyje ir vėl juda, per medienos rietuves ir išgarina bei sugeria drėgmę. Tačiau, kai kuriose kondensacinėse džiovyklose, kad palengvinti garintuvo – aušintuvo apkrovą, yra įrengti šviežio oro įleidimo bei panaudoto oro išleidimo kanalai ir dalis drėgmės pašalinama ventiliavimo principu. Šilumos panaudojimo pažiūriu kondensacinės džiovyklos yra apie 20% ekonomiškesnės už ventiliacines, nes nereikia šildyti šviežiai įleidžiamo oro, o dalį slaptosios drėgmės kondensavimosi šilumos garintuve, oras atgauna kondensatoriuje. Džiovinimo kokybė yra gera, nes džiovinama palyginus neaukštoje temperatūroje 25 – 600C (kai šaldymo agentu naudojamas freonas ir kiti organiniai šaldikliai, pavyzdžiui tetrafloretanas). Tačiau mediena džiūsta apie 2 – 3 kartus ilgiau, negu konvekcinėse ventiliacinėse džiovyklose. Be to  vakarų Europos gaminamose kondensacinėse džiovyklose naudojami elektriniai kaloriferiai, todėl džiovinimo savikaina yra apie 30% didesnė negu džiovinant ventiliacinėse kamerose. Kondensacines džiovyklas gamina italų Comak firma, Lietuvoje eksploatuojamos švediškos HG – 500, amerikietiškos Nyle Corporation, rusiškos MAC, vokiškos Brunner – Hildrbrand ir kt. UAB „Lietmedis“ vietoje elektrinio kaloriferio įrengė karštu vandeniu šildomą kaloriferį, o vietoje freono aušinimo agentu naudoja šaltą vandenį, todėl šiose džiovyklose galima orą įšildyti iki 65 – 750C ir sumažėja elektros ennergijos sąnaudos. Tad šios UAB duomenimis mediena džiūsta greitai ir ekonomiškai.

Vakuuminėse džiovyklose mediena džiovinama praretintame ore (absoliutinis slėgis nuo 5000 Pa iki 20 000 Pa) žemoje 45 – 600C temperatūroje. Kartais slėgis šiose džiovyklose būna ir didesnis. Naudojama trijų variantų vakuuminės džiovyklos: cikliškai veikiančios  kondukcinės kontaktinės ir  dielektrinės. Cikliškai veikiančiose džiovyklose  pakrovus į džiovyklą medieną ir paleidus ventiliatorių, pradžioje pašildoma sočiu garu ar labai drėgnu oru, o po to, sudarius vakuumą, džiovinama. Tai kartojama keletą kartų. Kondukcinėse džiovyklose palaikomas pastovus vakuumas, o medienai šilumą perduoda garu ir karštu vandeniu šildomos plokštės. Dielektrinėse džiovyklose taip pat yra pastovus vakuumas, o šilumą generuoja medienoje aukštojo dažnio elektros srovės generatorius. Vandens garai iš džiovyklos dažniausiai pašalinami vakuuminiu siurbliu, bet daugelyje džiovyklų yra aušinimo elementai, kurie ataušina ir sukondensuoja dalį susidariusių garų ir jie periodiškai išleidžiami į lauką. Vakuuminėse džiovyklose mediena džiūsta gretai ir kokybiškai. Cikliškai veikiančiose džiovyklose mediena džiūsta 2 – 3 kartus, kondensacinėse 3 – 4, o dielektrinėse 10 – 12 kartų greičiau negu konvekcinėse atmosferinio slėgio kamerose. Kokybiškai mediena džiūsta todėl, kad žema temperatūra ir džiovinama labai didelio drėgnnio ore (beveik gryname gare).

Cikliškai veikiančias džiovyklas gamina japonų firma „Mayckawa Trading“, Vokietijoje –„Knovenagel“, Italijoje „Masppel“, EMV, kai kurios Prancūzijos firmos. Kondensacines vakuumines džiovyklas gamina italų firma „Gigomak Lebe“, ES Junior, vokiečių „Bruner –Hildebrand“, „Sigma“. Rusijoje gaminamos džiovyklos KNS. Dielektrinės vakuuminės džiovyklos gaminamos Rusijoje (SPVD markės).

Aukštadažnis džiovinimas būna taikomas ir atmosferinio slėgio kamerose. Tuomet dalį šilumos tiekia konvekciniu būdu šildymo įrenginiai , o kitą – aukštadažnis generatorius. Šiuo atveju mediena džiūsta apie 3 – 4 kartus greičiau negu konvekciniu būdu, tačiau sunaudojama daug elektros energijos (apie 2 kWh kilogramui išgarinamos drėgmės).

JAV, Rusijoje ir kitosse šalyse laboratorinėse ir pusiau gamybinėse sąlygose yra bandoma medieną džiovinti taikant superaukšto dažnio elektros srovės generatorius – magnetronus (mikrobanginis džiovinimas).Džiovinant šiuo būdu mediena labai greitai džiūsta (10 – 15 kartų greičiau negu kameriniu būdu), bet sunaudojama daug elektros energijos (mažas įrenginio naudingumo koeficientas), galima džiovinti mažą medienos kubatūrą, nes mikrobangos judėdamos po rietuvę greitai gęsta ir mediena netolygiai džiūsta. Dėl šių priežasčių metodas plačiai nenaudojamas.

Matome, kad mediena gali būti džiovinama įvairiais būdais. Kiekvienas iš jų turi savų teigiamybių ir trūkumų. Šiuo metu ir artimiausioje ateityje kaip racionaliausias  (pagal ekonomiškumą ir džiovinimo kokybę) dažniausiai yra naudojamas konvekcinis ventiliacinis kamerinis džiovinimas. Kamerose turi būti taikomas distancinis oro temperatūros ir santykinio drėgnio, medienos drėgnio kontroliavimas bei reguliavimas ir kompiuterinis valdymas. Medienos sortimentų apsaugai nuo skilinėjimo galima sortimentų galus dengti hidroizoliaciniu užtepu, o sortimentų paviršių – hidroskopinių medžiagų ir kt. tirpalais. Kondensacinėse ir vakuuminėse džiovyklose ekonomiškai tikslinga džiovinti kietuosius lapuočius ir labai didelio skerspjūvio spygliuočius.
 
Parengta pagal doc. dr. A. Kajalavičiaus pateiktą medžiagą
 

Daugiau...> Džiovyklos