Сушка в СВЧ

За последние десятилетия накоплен значительный опыт разработки и эксплуатации сушильных установок с использованием СВЧ-энергии. Как показывает анализ, многие из сушилок сочетают в той или иной степени микроволновую сушку с конвективной и вакуумной, т.е. имеет место использование комбинированного процесса сушки пиломатериалов. Однако мнения различных авторов об эффективности сушильных установок с использованием СВЧ-энергии не однозначны. Некоторые авторы считают, что такие установки не только не уступают конвективным, но во многих отношениях превосходят их. Есть мнение, что СВЧ-сушилки пригодны и эффективны лишь для ограниченных целей, его придерживаются и некоторые зарубежные фирмы — производители сушильных установок. Существуют и отрицательные мнения. Анализируя современные системы сушильных установок и способы сушки, приходят к выводу, что, несмотря на значительное сокращение продолжительности сушки пиломатериалов в СВЧ-сушильных камерах, перспективы их распространения ограничены из-за больших энергетических затрат (600-900 кВт.ч/м3), малого ресурса работы магнетронов (около 600 час), трудностей контроля процесса, отсутствия технологии, высокой стоимости сушильной камеры.
Тем не менее СВЧ-сушилки, представляет интерес.

СВЧ-сушка аналогична диэлектрической сушке токами высокой частоты (ВЧ = 25 МГц). Проводится на более высоких частотах 460, 915-2500 МГц. Поэтому энергия СВЧ-поля передаётся в древесину путём излучения свободных, не связанных линией передачи энергии (контуром) колебаний в пространство герметичной металлической камеры, где располагается штабель пиломатериалов. В этом случае взаимодействие электромагнитного поля с древесиной максимально и не зависит от характеристик древесины и нагрузочных способностей генераторов. Генераторы пространственно разнесены с высушиваемым материалом. Условия сушки близки к оптимальным.

В источнике /22/ патентуется способ сушки СВЧ-энергией круглых лесомате­риалов, заключающийся в подаче в камеру обработки с находя-щимся в ней лесоматериалом локально направленных электро­магнитных волн СВЧ, отличающийся тем, при сушке используют основные электромагнитные волны низшего порядка Е<ц, сфор­мированные в круглом волноводе, локальное направление подачи названных волн производят с п роти волеж а щи х торцов обраба­тываемого круглого лесоматериала, а обработку производят при длине волны (Л) СВЧ-источника, соответствующей соотноше­нию: 0.4<d/A <0,8, где d — диаметр обрабатываемого круглого лесоматериала, см; Л — длина волны СВЧ-источника, см. Изобре­тение должно обеспечивать эффективную термообработку круг­лых лесоматериалов вне зависимости от их исходной влажности.

В /23/ приведена статья, в которой рассматриваются особенности и этапы сверхвысокочастотной сушки древесины, а также процессы сушки сосновых, буковых, дубовых и ясеневых пиломатериалов, пиломатериалов из ольхи и пиломатериалов с сердцевинной трубкой.

В статье /24/ на основе исследования процесса высокочастотной сушки древесины предложена и описана установка для непрерывной конвейерной сушки древесных заготовок. Рассмотрена методика расчета конвейерной высокочастотной сушилки, предусматривающая определение электрофизических свойств материала из экспериментов по периодической сушке и учитывающая распределенность влагосодержания древесины по длине рабочего конденсатора. В качестве процедуры решения полученной системы алгебраических уравнений относительно искомой скорости движения конвейера предложен итерационный метод.

В /23/ приведена статья, в которой рассмотрены результаты экспериментального изучения сушки древесины токами высокой часто­ты.

Приводится структурная схема экспериментальной установки для исследования процесса сушки древесины токами высокой ча­стоты. Методика проведения эксперимента заключается в сле­дующем. Образец — доска размером 20 ×200×800 мм устана­вливалась между электродами и осуществлялось непрерывное охлаждение и кратковременный нагрев доски путем включения генератора. Продолжительность одного цикла составляла 10 мин. Количество циклов в четырех опытах колебалось от 8 до 12. При этом после каждого цикла замерялась температура, влажность, и осуществлялось взвешивание образца.Установлено, что в ре­зультате нагрева образца токами высокой частоты его влажность значительно падает за короткое время.

Достоинства. Качество сушки близко к естественному, высокая скорость сушки, энергозатраты средние: 550 кВт/ч на 1 м3 сосны, 2000 кВт/ч на 1 м3 дуба. Не требует коммуникаций, мобильна, имеет малые размеры. Универсальна, способна высушивать любые диэлектрические материалы: лекарственные травы, ягоды, фрукты, овощи, керамику, удобрения и т.д.

Недостатки. Высокая стоимость магнетронных генераторов и малый ресурс их работы (около 600 ч). Большие энергетические затраты. Трудность контроля процесса (над температурой среды и древесины, в силу специфики микроволновой энергии). Частота случаев возгорания материала изнутри. Малый объём одновременно высушиваемых пиломатериалов: объём загрузки - до 7 м3 для хвойных пород и до 4,5 м3 для твёрдолиственных. Комбинированный СВЧ-способ ещё мало изучен, и режимы сушки не отработаны.

Характер процессов, происходящих при сушке пиломатериалов в СВЧ-печи (СВЧ электромагнитном поле) не отличается существенно от сушки другими методами. Отличие состоит лишь в способе нагрева пиломатериалов

Кондуктивная (контактная) сушка осуществляется путём передачи тепла материалу посредством теплопередачи при контакте с нагретыми поверхностями. Может применяться для сушки тонких древесных материалов - шпона, фанеры.

В статье /24/ исследовано, что в процессе контактной сушки к предварительно уложенной древесине специальным образом (доски кладутся плотно без зазоров как по ширине, так и по высоте штабеля) прилагают механиче­ское давление и контактный нагрев. При этом температура древе­сины задается таким образом, чтобы процесс сушки протекал без появления дефектов. Управление процессом нагрева осуществляется путем регулирования подводимого напряжения на электро­нагревателях. Температура в камере вокруг штабеля небольшая и пар, испаряющейся из древесины, конденсируется на стенках камеры, а затем удаляется по конденсационной магистрали. Опи­сывается установка для контактной сушки, достоинство которой в высоком (практически 100%) заполнении ее рабочего объема пиломатериалом.

При радиационной сушке тепло подается к материалу только прямым лучеиспусканием от сильно нагретого тела. Источниками тепла служат специальные электрические лампы или плиты (керамические или чугунные, нагреваемые до красного каления). Лучистая теплота, представляющая собой поток инфракрасных лучей, распространяется прямолинейно и задерживается любыми экранами и телами, находящимися на пути потока. Поэтому высушивать лучистой теплотой можно только предметы, которые открыты для непосредственного облучения со стороны источника тепла. Лучистая теплота легко проникает в древесину на глубину 10-12 мм. Таким образом, при двустороннем обогреве в течение нескольких десятков минут можно высушить доски хвойных пород толщиной 20-25 мм. Это в десятки раз быстрее камерной сушки древесины. Однако при этом пришлось бы сушить доски в свободном не зажатом состоянии, что привело бы к неизбежному их короблению. Это обстоятельство и служит препятствием.

В /23/ приведена статья, в которой становлено, что древесина по своим физико-механическим свойствам относится к классу каппиляропористых коллоидных материалов, структура которых заполнена влагой и удаление её осуществляется различными способами сушки. В настоящее время для сушки древесины применяются технологии и оборудо­вание, обеспечивающие сохранение качества древесины и не со­провождающиеся ее механическими повреждениями. Контактная сушка заимствована из бумажной промышленности, где сушка полотнообразных материалов (бумаги и картона) осуществляется их контактом с горячими поверхностями сушильных цилиндров и эффективно применяется для сушки материалов небольшой тол­щины (древесного шпона толщиной 0.22-0.44 мм). Основными параметрами, обусловливающими процесс сушки, являются тем­пература горячей поверхности, степень прижимного усилия к ней обрабатываемого материала. Способ сушки древесины в элек­тромагнитном поле основан на явлении поляризации. Преиму­ществом данного способа является равномерное распределение тепла по всему объему влажной древесины. Однако интенсивное образование водяных паров в сердцевине древесины может со­провождаться её растрескиванием и короблением. Способ радиа­ционной сушки древесины основан на использовании инфракрас­ных лучей, причем лампы кроме инфракрасных лучей испускают другие лучи видимого спектра, вследствие чего в середине мате­риала по толщине могут формироваться различные градиенты температур, что оказывает негативное влияние на термовлаго-проводность и некоторые другие технологические качества дре­весины. Рассматриваются физические процессы, возникающие в древесине при ее сушке различными способами, анализируются их преимущества и недостатки.

Выбор способа сушки древесины и сушильного оборудования определяется рядом факторов:
породным и сортиментным составом высушиваемых пиломатериалов, стоимостью энергоносителя, необходимой производительностью, производственными условиями и инвестиционными возможностями потребителя. То есть, если раньше при стабильных ценах для технико-экономического обоснования проекта достаточно было двух-трёх обобщающих факторов, то сегодня нужен расчёт в каждом конкретном случае.

В настоящее время результаты изучения рынка сушильных камер показывают, что среди предлагаемых камер 90-95% - классического типа: конвективные с различными системами приточно-вытяжной вентиляции и видами теплоносителя. Их преимущества: малые капитальные затраты, простота процесса, удобства технического обслуживания.

Добавить:

В виду вышесказанного, преимущества конвективных камер преобладают над их недостатками в условиях поставленной задачи реконструкции сушильного хозяйства. Таким образом предполагается использовать конвективные камеры с использованием горячей воды в качестве теплоносителя, применяя современное оборудование для контроля и обеспечения процессов сушки в этих камерах.

Этим требованиям соответствуют камеры _________ производства _____, обеспечивающие объем (загрузку) высушиваемого материала _______, м³ производительностью ______ м³/год (по тех. характеристикам).

ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ

Минское производственное деревообрабатывающие объединение «Минскдрев» создано 1 марта 1970 г. С января 1974 г. в состав объединения передан на правах фи­лиала за­вод КДК (г. Солигорск), который в 2004 г. был продан в связи с трудно­стями управления и другими причинами.

15 декабря 1994 года было переименовано в ОАО «Минскдрев». Открытое акционерное общество «Минскдрев» входит в состав произ­водственного концерна «Минскстрой».

ОАО «Минскдрев» созданное на базе построенных в послевоенные годы от­дельных заводов «Стройдеталей» специализируется по выпуску столярно - строи­тельных изде­лий в основном для строек г.Минска. В настоящее время ОАО «Минскд­рев» имеет следующую структуру:

• Головное предприятие (ул. Социалистическая 20) занимается лесопилением, изготавливает оконные блоки, балконные двери.
• Филиал №1 (ул. Захарова 87) изготавливает оконные блоки и детали профильные.
• Филиал №2 (ул. Минина 3) занимается лесопилением, изготавливает оконные блоки и детали профильные.
• Филиал №3 (ул. Кальварийская 21) изготавливает дверные блоки.

ОАО "Минскдрев" имеет магазины по реализации собственной продукции, находящиеся по адресам: ул. Минина 3 и ул.Захарова 87.

ОАО ”Минскдрев” сертифицировано на соответствие требованиям МС ИСО 9001:2000 (СТБ ИСО 9001-2001).

Вся продукция прошла сертификацию и соответствует принятым в РБ и РФ стандартам качества по воздухопроницаемости, звуко- и теплоизоляции, нормам пропуска света.

Надежность и качество обеспечивается соблюдением всех этапов технологического процесса с использованием современных материалов и фурнитуры.

Пиломатериал применяется сухой, влажностью не более 9%, клееный по длине и толщине, что позволяет избавиться от природных недостатков древесины. Отделка производится материалами на акриловой основе устойчивыми к атмосферным воздействиям и перепадам температуры.

Общество обладает высоким техническим и производственным по­тенциалом для удовлетворения потребностей строительных организа­ций в изделиях из древе­сины.

Сырье и материалы, необходимые для производства, приобретены в соот­ветствии с технологией производства. Они соответствуют ГОС­Там и ТУ. Каждая партия материалов имеет сертификат соответствия.

Предприятие производит полный цикл обработки древесины - от круглого леса до готового столярного изделия. Наличие нескольких филиалов дает пред­приятию возможность организовать выпуск раз­личной продукции соответствую­щим об­разом на оборудованных пло­щадях, что позволяет существенным образом снизить производствен­ные издержки и увеличить гибкость производства.

На генеральном плане предприятия ОАО ”Минскдрев” размещены следующие здания: столярный цех, сушильный цех, краснодеревный цех, административное здание, склад готовой продукции, раскроечное отделение, ремонтно-механический цех, гаражи и проходная.

Управление предприятием осуществляет директор у него в подчинении на­ходятся люди занимающие следующие должности: главный инженер;; главный механик; начальники цехов, старший мастер, мастера, бригадиры и рабочие различной квалификации.

Организация контроля качества продукции и соблюдение требований стан­дартов находятся под пристальным вниманием у руководства предприятия. Так на предприятии действуют следующие стандарты:

СТБ 1047-97 – детали профильные из древесины и древесных

материалов для строительства.

Необходимо отметить, что существует пооперационный контроль произво­димый согласно технической документации и приемо-сдающий контроль, осуще­ствляемый на выходе и приеме продукции. Погонажные изделия сертифициру­ются согласно СТБ. За соблюдением всех норм следят работники ОКК (отдел кон­троля качества)

Охрана окружающей среды и жизнедеятельности является первосте­пенной задачей руководства. На предприятии повсеместно, где это необходимо, устанавливаются циклоны, местные отсосы стружки и пыли. Имеются контейнеры для утилизации бытовых отходов и отходов производства. Повышаются сани­тарно-бытовые условия, увеличиваются и улучшаются места общественно пользо­вания. Для работников предприятия имеются физкультурно-оздоровительный комплекс. Регулярно работникам выдаются индивидуальные средства защиты, та­кие как наушники и очки.

ОПИСАНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ЦЕХА НА ПРОМПЛОЩАДКЕ

Предприятие размещается на землях, непригодных для сельского хозяйства, не покрытых лесами или занятых малоценными насаждениями. Место расположение нашего цеха на генплане именно в этом месте обоснуем тем, что в непосредственной близости находятся лесопильный цех, столярный цех, склад и сортировка продукции и сырья, также котельная, что облегчает подвод тепла к цеху. Совокупность данных факторов приводи к наиболее оптимальному размещению цеха.

Предприятие и промузлы размещены на территории, предусмотренной схемой или проектом районной планировки, генеральным планом населённого пункта и проектом планировки промышленного района.

Планировка промышленной площадки обеспечивает благоприятные условия для производственного процесса и труда, рациональное и экономное использование земельного участка, наибольшую эффективность капитальных вложений. Размещение производств на площадке предприятия сведено к минимальному вредному воздействие на рабочих.

Повышению плотности застройки территории способствует блокирование цехов в крупные здания. Ремонтно-механические цеха, центральные инструментальные мастерские, котельные, подстанции располагаются вблизи основных обслуживаемых объектов.

Для работающих на открытых площадках рабочих построены бытовые помещения.

Выпускаемая продукция.

ОАО “Минскдрев” – крупнейшее предприятие по изготовлению столярно-строительных изделий в Беларуси.

На предприятии используются следующие сырьё и материалы:

Пиломатериалы лиственных пород согласно СТБ 1714-2007,

пиломатериалы хвойных пород согласно СТБ 1713-2007, ЛКМ для окраски дверей.

Ниже приведены основные виды выпускаемой продукции на ОАО “Минскдрев” филиал №3:

1. Раскладка дверная.

2. Доска пола 27, 35 (75x100) мм, сырая.

3. Доска пола 27, 35 (75x100) мм, сухая.

4. Доска обрезная и необрезная хвойных пород, следующих сортов и размеров: сорта 0, I, II, III, IV, толщины 19-22, 25, 32-40, 44 и более мм.

5. Бруски обрезные хвойных пород, следующих сортов и размеров: сорта I, II, III, IV, толщины 44-75, 100, 125 и 150 мм.

6. Бруски необрезные хвойных пород, следующих сортов и размеров: сорта I, II, III, IV, толщины 100, 125 и 150 мм.

Дверные блоки окрашенные