Особенности сушения шпона и краткая характеристика сушилок

Шпон - тонкие листы дерева, которые получают в процессах лущения или строгания. Лущеный шпон является полуфабрикатом для изготовления фанеры, деревослоистых материалов и т.п. Строганный шпон используют как облицовочный материал.
Влажность сырого шпона изменяется в пределах 40...150%, в зависимости от породы и технологии изготовления. Конечную влажность шпона определяют технические условия изготовления продукции из него, и она составляет 6...10%.

По сравнению с сушением пиломатериалов, сушение шпона имеет некоторые специфические особенности, которые влияют на конструкцию сушилок. Листы шпона нужно высушивать с фиксацией их плоской формы и с одновременным обеспечением их свободного усыхания. Отсутствие фиксации приводит к короблению, а отсутствие свободного усыхания - к разрыву листов шпона.

Особенности сушки шпона

Вследствие малой толщины и развитой поверхности выпаривания (в 10 раз больше, чем в пиломатериалах) продолжительность сушения шпона существенно меньшая, чем в пиломатериалах. Сушение шпона может происходить при значительных перепадах влажности и в зависимости от толщины материала с использованием более жестких режимов. В начале процесса температура сушения может достигать 250...300°С и это не отображается на качестве шпона, ведь температура поверхности материала не превышает температуры кипения воды. В период ниспадающей скорости сушения температуру сушения постепенно снижают до 100°С. Относительная влажность воздуха или топочных газов важного влияния на процесс сушения не имеет и не учитывается, и изменяется она в пределах 2...20%.

В процессе сушения пиломатериалов температура возрастает, а при сушении шпона - снижается. Относительная влажность среды при сушении пиломатериалов уменьшается, а во время сушения шпон существенной роли не играет.
Методы сушения шпона также классифицируют по способу передачи тепла сушильному материалу. По этим признаком различают конвективный, контактный, радиационный и комбинированный способы сушения. Сушение возможно и методом вытеснения влаги с помощью Вальцев. Применяя давление 2,0...3,0 МПа, можно вытеснить определенное количество влаги, уменьшить влажность шпон с 80...120% до 50...60%.

Обзор сушильных камер

В конвективных сушилках тепловая энергия передается шпону нагретым агентом сушения. Здесь тепло тратится на нагревание материала, нагревание воды до температуры выпаривания и на парообразование. Перенесение влаги в материале осуществляется благодаря термо-влагопроводности. Конвективное сушение сырого лущеного или строганного шпона происходит в ленточных сушилках. В конвейерных сушилках сушат пропитанный шпон или шпон со смолой, которая нанесена на его поверхность.
В контактных сушилках тепловая энергия передается путем теплопроводности от нагретых металлических поверхностей. Температура теплоносителя (пара) в плитах пресса 120...180°С. При такой температуре происходит интенсивное парообразование внутри материала, и влага выделяется из материала путем молярного влагоперенесения. Такое сушение осуществляется в дыхательных прессах, которые сегодня не применяют из-за низкого качества сушения: неравномерности сушения, коробление материала и др. Интенсивность сушения шпон контактным способом высокая.

В радиационных сушилках тепловая энергия передается в виде электромагнитных волн (тепловым излучением). С проникновением коротковолновых инфракрасных лучей вглубь материала в нем создается сложное температурное поле. Поглощение поверхностными зонами материала тепловой энергии увеличивает их температуру, отсюда тепло идет к поверхности и к центру материала. Из поверхностных слоев начинает испаряться влага, что является причиной создания перепада влажности по толщине, а в центральных слоях начинается парообразование, что является причиной молярного влагопереноса. При радиационном сушении применяют низкотемпературные (130...250°С) излучатели (при сушении намазанного шпона) и высокотемпературные (600...800°С) излучатели (при сушении влажного шпона). Вследствие низкого качества сушения шпон и в связи с опасностью его загорания высокотемпературные излучатели в сушилках практически не используют.

В комбинированных радиационно-конвективно-контактных сушилках тепловая энергия передается к материалу с помощью тепла нагретого агента сушения, излучения от нагретых поверхностей и путем прикосновения шпона к нагретым элементам сушилки. К этому типу принадлежат роликовые сушилки, которые обеспечивают высокое качество сушения при высокой производительности оборудования. В роликовых сушилках величина тепловой энергии, переданной шпону методом радиации при сушении низкими температурами (100...130°С), составляет 20...30%, а при сушении высокими температурами (180...200°С) – 50...60%.

Роликовые сушилки имеют немалый потенциал для интенсификации процесса сушения шпона. Роликовые сушилки изготовляют многоэтажными (2-8). Движение шпон на каждом этаже обеспечивают спаренные ролики. Нижний ряд роликов приводной, а верхний прижимает шпон к нижнему. Расстояние между роликами составляет 125...300 мм. По виду сушильного агента сушилки разделяют на воздушные и газовые. Тип сушилки также зависит от направления движения агента сушения относительно материала (сушилки с продольной и поперечной циркуляцией).