Естественная сушка древесины: Сушка древесины своими руками | Строительный портал

Содержание

Сушка древесины своими руками | Строительный портал

Сушка древесины — важный этап подготовки пиломатериала к работе, в результате которого из дерева методом испарения удаляется излишняя влага. Для чего это делается? Сухая древесина характеризуется высокой прочностью. Она намного меньше коробится, без труда склеивается, не подвержена гниению и растрескиванию. Готовые изделия легко декорируются и отличаются завидной надежностью. Таким образом, процесс сушки древесины является обязательным при желании получить продукцию безупречного качества.

 

 

 

Содержание:

  1. Методы сушки древесины
  2. Сушка древесины своими руками
  3. Сушим пиломатериалы: видео

Методы сушки древесины

Виды сушки древесины довольно разнообразны. Но все они преследуют одинаковую цель — получение надежного строительного материала с улучшенными физическими свойствами. 

Старинные способы сушки

Примечательно, что техника выпаривания впервые была применена в глубокой древности.

Кусок дерева помещали в резервуар с водой (70 градусов), присыпали сверху опилками и оставляли пропариться. В результате древесина не только не трескалась, но и приобретала плотную гибкую структуру.


Применяли и другой способ — парафинирование. Заготовки опускали в жидкий парафин (40 градусов) и оставляли на несколько часов. Дерево, получаемое таким путем, не коробилось,  приобретало красивый темный оттенок. Парафинирование чаще всего применялось при производстве посуды. Деревянные чашки и ложки оставалось только расписать незамысловатыми узорами и покрыть лаком. Интересно, что изделия получались настолько прочными, что не трескались ни при каких обстоятельствах.

Естественная сушка древесины

Хороший материал за короткий промежуток времени получить не так-то просто. Выходом из положения может стать быстрая сушка древесины. Если дерево представляет собой чурак (кряж) в коре, то кору лучше не снимать, а сделать на ней вырубки поперек ствола. Можно оставить кору шириной 10 см только по краям чурака.

Это важно!
Ольха, береза, осина, липа (даже полностью ошкуренные) при умеренной сушке высыхают без трещин. Тем не менее, торцы бревен следует покрыть маслом или смолой.

Сушить пиломатериал естественным путем необходимо в хорошо проветриваемом, сухом помещении. Если сушить на солнце, то внешняя поверхность нагреется, а внутренняя останется влажной, что приведет к появлению дефектов. Заготовки укладывают на подставки высотой не менее 60 см штабелями. Между ними должны быть вентилируемые просветы. 

Бытует мнение, что доски, установленные на кромки, просыхают в два раза быстрее. Однако, учтите, что и коробиться они будут больше. Технология сушки древесины на торцах также дает трещины, — придется брусья подрезать. Вот почему заготовки должны быть больше необходимой длины.

Время сушки древесины естественным путем составляет 2-3 года. Это один из минусов метода, т.к. не всегда имеется возможность ждать такое количество времени. К плюсам следует отнести простоту проведения процедуры и отсутствие больших финансовых затрат.

Камерная сушка

Если стоимость сушки древесины большого значения не имеет, т.к. самоцелью является прекрасный результат, стоит обратить внимание на другие варианты.

Камерная сушка высокоэффективна, позволяет следить за ходом процесса и получать материал строго необходимой влажности. Проводится в промышленных условиях. В сушильные установки загоняют тары с доской, где под воздействием газообразной среды осуществляется выпаривание жидкости. Режимы сушки древесины допускается менять по своему усмотрению.

Камеры ПАП — металлические устройства с аэродинамическим подогревом. В процессе сушки необходимо добавлять в камеру пар низкого давления. Процесс эксплуатации сложностей не представляет. Но такая сушка древесины цену имеет значительную, что объясняется большим расходом электроэнергии.

Ротационная сушка

Этот метод основан на использовании центробежной силы. Уложенные штабелями пиломатериалы устанавливают на специальной платформе внутри отапливаемого помещения. Центробежная сила способствует перемещению влаги к торцам и наружным поверхностям брусьев.

Интенсивное движение горячего воздуха создает благоприятные условия для равномерной просушки пиломатериала в наикратчайшие сроки. В качестве источников тепла выступают специальные плиты или лампы. Поток инфракрасного излучения быстро распространяется и проникает на глубину 12 мм. Это значит, что древесину хвойных пород дерева толщиной до 25 мм можно высушить за несколько минут, что в несколько раз быстрее камерной сушки.

Контактная сушка

Контактная, или кондуктивная, сушка реализуется с помощью передачи тепла от нагретой поверхности. Метод особенно эффективен при работе с тонкими материалами — фанерой или шпоном. Листы зажимают прессом между двумя прогретыми плитами. Тепло к древесине передается посредством тесного контакта, что объясняет название способа.

Атмосферная сушка

Один из самых распространенных путей получения сухого дерева. Не требует наличия дополнительных энергоресурсов и может применяться в домашних условиях.

Продуктивность атмосферной сушки древесины дома зависит от нескольких факторов. В частности от влажности окружающего воздуха, времени года, температуры среды. Также стоит отметить, что складское оборудование для сушки древесины потребует много свободного места и соблюдения некоторых условий.

  • можно сушить древесину под навесом или в сарае, но обязательно при интенсивном сквозном проветривании;
  • доски укладываются в несколько рядов с небольшими интервалами;
  • для снижения риска коробления можно сверху положить что-либо тяжелое.

При сухой погоде метод атмосферной сушки позволяет получить древесину влажностью 12-48%. Если имеется необходимость, то можно досушить до меньшего процента в хорошо отапливаемом помещении.

Сушка в жидкостях

Используется как дополнительная мера перед пропиткой масляными антисептиками. В роли жидкого агента выступают водные растворы минеральных солей или гидрофобные вещества (расплавленные металлы, парафин, сера).

Продолжительность процесса лимитируется интенсивностью перераспределения тепла в высушенном пиломатериале и мощностью теплообменника сушильной камеры. Древесину погружают в жидкость и доводят до кипения. Постоянство температурного режима сохраняется до тех пор, пока свободная влага не будет удалена окончательно. Длительность сушки — 3-20 часов.

Это важно!
В среднем продолжительность естественной сушки — от нескольких недель до нескольких месяцев. Искусственной — от нескольких часов до нескольких дней.

Конечно, это далеко не полный перечень способов сушки древесины. Существует еще радиационная, индукционная сушка, сушка в в электрополе ТВЧ или с помощью холодильного оборудования.

Сушка древесины своими руками

Не у каждого имеется возможность пользоваться профессиональными сушильными установками, но отчаиваться не стоит. Высушить древесину можно и дома. 

  • определяемся с местом. Площадка для сушки должна находиться на открытом пространстве. Это может быть середина огорода или плоская крыша невысокого строения. Застелите поверхность рубероидом и посыпьте опилками;
  • укладываем материал. Важно учитывать направление ветра — штабель укладывается поперек, а не вдоль ветряного потока. Ширина штабеля — 1,2 метра (максимум). Оптимально — 0,8. Высота может быть любой, но не менее 0,5 м;
  • обустройство опор. Цель — приподнять нижние доски. Самая надежная конструкция — колодец из бруса сечением 50х50 мм. Выложите 2 колодца высотой 0,7 м, уложите опорную прокладку сечением 60х80 мм. Рекомендованное расстояние между опорами — 1,5 м. Важно, чтобы поверхности верхних прокладок находились в строго горизонтальной плоскости; 

  • стягивание штабеля. На верхний слой заготовок дополнительно укладываются прокладки, после чего концы нижних и верхних досок стягивают резиновой лентой, вырезанной из автомобильной камеры. Ширина ленты — 40 мм;
  • защита древесины. Доски следует защитить от атмосферных осадков. Однако полностью закрывать штабель нет необходимости. Положите несколько сухих жердей на верхние прокладки (по длине штабеля). На жерди настелите листы кровельного железа до образования козырька в 15 мм. Сверху уложите еще сухих жердей, а чтобы их не сдуло ветром, стяните веревкой. Должен образоваться воздушный интервал в 8 см.

Вот и все. Самодельная сушильная установка готова. Теперь вы знаете, как избежать растрескивания древесины и значительно повысить ее эксплуатационные характеристики. Пусть изделия из собственноручно высушенного дерева будут не только красивыми, но и прочными!

Сушим пиломатериалы: видео

 

Естественная сушка древесины — Derevo.ua

Дата: 22 апреля 2013г. — 10:17

Просмотров: 9346

Под естественной сушкой подразумевается сушка пиломатериала  на открытом воздухе, как правило, под лёгким навесом. Процесс сушки происходит за счёт энергии солнца и ветра. Продолжительность сушки и конечная влажность древесины зависят от погодных условий и могут сильно колебаться. Теоретически за лето в условиях средней полосы России  можно высушить доску до 12-13%  влажности.

В действительности такой влажности удаётся достичь лишь в отдельные годы. В осенне-зимнее время процесс сушки невозможен. В зависимости от вида древесины и её толщины процесс естественной сушки может продолжаться от трёх  месяцев до трёх  лет. Огромное значение при естественной сушке древесины имеет месяц начала сушки. Например, дубовые доски (25 мм), уложенные на сушку в июле, достигали влажности 20% за 18-20 дней, а уложенные на сушку в октябре только

через 210-250 дней. При непрерывном производстве это является большой проблемой. Естественная сушка древесины требует значительных свободных площадей и весьма больших производственных запасов древесины. Несомненным плюсом использования естественной сушки древесины является высокое качество получаемого пиломатериала.

Место, выбранное для сушки древесины должно быть абсолютно плоским и позволять укладывать штабеля пиломатериалов боковой стороной к югу. Для каждого вида древесины следует укладывать отдельный штабель, будущем это поможет избежать лишних трудностей. Место сушки должно  иметь возможность свободного вывоза и перемещения штабелей. Желательно, чтобы площадка под сушку была забетонирована. Забетонированная площадка позволяет начисто убирать древесный мусор и избежать появления грибка.

При укладке пиломатериалов в штабеля следует следить за безупречностью основание штабеля, правильным выбором и расположением  штабельных реек, защитой  торцов досок, а также аккуратностью штабелирования и укрытия пиломатериалов.

Основание штабеля пиломатериала представляет собой каркас из бруса или брёвен.  Расстояние между поперечными брусками каркаса рассчитывается исходя из толщины высушиваемого пиломатериала. Чем толще штабелируемая доска, тем больше может быть  расстояние между отдельными брусками, но, как правило, от 0,50 до 1,50 м.  Для обеспечения хорошей вентиляции штабеля,  штабельный каркас должен иметь такую высоту, при которой  нижний слой штабеля будет находиться на высоте от 0,40 до 0,60 м над уровнем пола. Основание штабеля должно иметь уклон от 1 до 5 см на метр, что даёт возможность стекать попавшим на штабель дождевым каплям.
Штабельные рейки дают возможность проветривания высушиваемых досок. Предпочтение следует отдавать рейкам квадратного сечения, так как это исключает возможность их неправильного положения. Толщина штабельных реек, примерно, должна соответствовать толщине загружаемой доски. Для доски толщиной 50 мм толщина реек не должна быть меньше 40 мм.  

При штабелировании пиломатериалов прокладочные рейки следует укладываться строго одна над другой, что помогает предотвратить коробление досок. Расстояние между рейками в стеллаже рассчитывают в зависимости от толщины  досок в штабеле. При толщине досок до 20 мм  промежуток  между рейками не должен быть более 50 — 60 см, а для досок толщиной более 20 мм примерно 75 до 100 см, для бруса расстояние  между рейками можно увеличить до 130 до 150 см. Между пластами досок в стеллаже должны использоваться рейки с одинаковым поперечным сечением. Штабельные рейки лучше всего изготовить  из ели, так как древесина сухой ели не приводит к окрашиванию высушиваемого материала и не образует на нем вмятин.
При сушке древесины следует обращать особое внимание на защиту торцов высушиваемых досок, что бы  свести к минимуму растрескивание. Торцы следует хорошо защитить  от воздействия прямых солнечных лучей,  для этого применяется окрашивание и обивка штабелей с торцов горбылем, что  в значительной степени защищает от растрескивания и раскола.

Для изготовления столярных изделий требуется древесина влажностью не более 8%. Настолько низкой влажности в условиях естественной сушки добиться практически невозможно. Поэтому естественная (атмосферная) сушка древесины часто используется как промежуточная. Досушивание же производят в сушильных камерах.

Добиться технической влажности древесины, используя только энергию солнца, позволяют солнечные сушилки. Эти недорогие и простые в эксплуатации сооружения позволяют в условиях средней полосы России высушивать пиломатериал до влажности 7 — 8 %. Солнечные сушилки широко используются в США, Канаде, Западной Европе, пробные образцы стали строить в Беларуси.

Многие мастера определяют влажность древесины на глазок, но для этого нужен большой опыт и особое чутьё. На практике же каждому мастеру стоит приобрести очень полезный приборчик — электронный влагомер. Современные измерители влажности — это компактные и простые в использовании  электронные приборы, обладающие высокой точностью измерений, и способные измерять влажность различных пород древесины. Процессор влагомера анализирует информацию сенсора и отображает результат — содержание влаги в древесине в процентах.

Виды сушки пиломатериалов

По вариациям возможных методов сушки древесины путь будет крайне недолгим. Всего можно выделить три основных вида сушки:

  • естественная (атмосферная, воздушная) — используется она, во-первых, как предварительная искусственной мера подготовки бревен к эксплуатации; во-вторых, на ней можно и остановить процесс усушки, если будущие изделия, изготавливаемые из данной древесины, будут находиться в использовании на открытом воздухе. Процент влажности материала в данной ситуации может составлять значение в 12-18%. При более требовательных условиях (влажность в пределах 8-10% и ниже), когда, к примеру, деревянные изделия будут находится уже внутри помещения, которое будет, ко всему прочему, отапливаемым, вариант естественной сушки считается малоэффективным и, как следствие, непригодным;
  • искусственная (камерная) — применяется искусственная сушка для получения в сжатые сроки усушенных пиломатериалов. Для этого древесину помещают в специальные промышленные сушильные камеры, где она, находясь под действием высоких температур и равномерной обдувки воздухом, проходит процесс высыхания. По временным рамкам, данная процедура занимает около недели и более в зависимости от типа древесины, его размеров, а также изначального состояния, то есть, значения первоначальной влажности;
  • комбинированная – является самым качественным способом, однако, в тоже время и самым затратным по временным и финансовым ресурсам. Последовательность в комбинированной сушке вполне логичная: сначала древесина проходит «путь» естественной сушки, затем, для «пущей наглядности» пиломатериалы доводятся до совершенства благодаря искусственной сушке.

Несмотря на кажущуюся неудобность атмосферной сушки по сравнению с камерной, первая все же находится в приоритете. Объясняется это качеством усушки. Так, используя ускоренный режим сушки (искусственный), существует серьезный риск при «спешке» испортить заготовку, так как, находясь в сушильной камере, древесный сок может начать испаряться неравномерно, что приведет к деформации бруска или появлению трещин. Атмосферный же метод, хоть и более длительный (срок сушки от 2 до 4 лет), зато, уместно использовать поговорку, «проверенный временем». При правильной заготовке возможно поставить процесс использования древесины в «конвейерный» — изымая из запасов готовые усушенные пиломатериалы, тут же заменять их новыми. Таким образом, запас станет возобновляемым.

Выгодность проведения сушки древесины определяется двумя важными показателями:

  • эксплуатационным сроком изделий из этой самой древесины. Данная величина увеличивается на пару-тройку, а то и десяток лет;
  • стоимостью транспортировки древесины (бревен, досок) до места их будущего использования. Так, по статистическим данным, конечная масса качественно высушенных пиломатериалов с расчета из 1 м3 уменьшается на приличное значение в 300-400 кг. Воображая масштабы и дальность грузоперевозок и мысленно умножая показатели, получим неплохую выгоду в проведении данной «акции».

Подготовка древесины к атмосферной сушке

Воздушная сушка целиком и полностью зависит от природных условий, в которых она будет проводится, решающую роль играет как климат, так и география местности: скорость и направление потоков воздуха (ветра), температура, а также возможные её перепады, относительная влажность – все это «лежит в руках» природы, иначе говоря, точных расчетов вывести практически невозможно, однако, можно определить приблизительные сроки проведения воздушной сушки пиломатериалов, исходя из габаритов оных, а также времени их укладывания на сушку и типа климата. Приблизительные данные для штабелей, имеющих высоту до 6 м и пакетов с шириной в 1 м, уложенных в полном соответствии с требованиями, указанными в ГОСТе за номером 3808-62, приведены в таблице 1. Данные сроки следует увеличить на 10%, если речь пойдет о пакетных штабелях, и тех, что именуются рядовыми, с высотой до 7-9 м. Еловая и пихтовая древесина менее прихотлива – сроки её сушки следует, наоборот, уменьшить на 10%.

Таблица 1. Сроки воздушной сушки древесины

Время укладки пиломатериалов для сушкиНомер климатической зоныСрок выдержки (дни) при толщине пиломатериалов в мм
до 1215-2535-5055-75
Март410-1512-2825-3235-45
Апрель130-3434-3843-5155-64
Май222-2630-3438-4751-60
»317-2226-3034-3643-51
»49-1313-1517-2222-30
Июнь19-1313-1722-4343-55
Июль29-1010-1317-3434-51
»37-99-1012-2226-34
»46-78-913-1517-25
Август118-2830-3443-5155-60
Сентябрь217-2526-3436-4347-55
»315-2222-3030-3843-47
»49-1310-1720-2630-34
Октябрь410-1512-2825-3235-45

 

К «легким пациентам», хорошо поддающимся сушке, относятся: береза, тополь, также липа, ольха и им подобные. Трудными же являются: клен, ясень, а также большинство садовых деревьев: яблони, груши и прочих.

Правильность укладки и прокладки штабелей древесины

Уложить пиломатериалы в штабеля и забыть до N-го числа? Не тут-то было, прежде всего, следует побеспокоиться о правильности укладки. Штабеля в обязательном порядке следует проложить прокладками, которые должны размещаться в шпациях – промежутках (воздушных зазорах) между бревнами. Ширина шпаций, располагающихся по краям, подчиняется собственным правилам размерности в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2. Ширина крайних шпаций для правильной укладки древесины на сушку

Климатическая зонаТолщина шпаций в мм
до 45свыше  45
1 и 23/41/3
3 и 41/21/5
 от ширины пиломатериалов

Необходимость размещения прокладок между досками очевидна: предоставить воздух возможность попадать внутрь штабелей в достаточном для качественной сушки объеме, а также обеспечить «единство» штабеля, как бы «связать» доски в одно целое. Прокладки (а ширина их, к слову, должна находиться в рамках значения 25х100 мм, которое является наиболее подходящим) должны располагаться определенным образом с целью предотвращения возможной деформации досок: их кромки должны располагаться в одной вертикальной плоскости, которая должна проходить через основной, фундаментальный брус.

В качестве укрытия штабелей от влияния природы: солнечных лучей и атмосферных осадков, их следует закрыть крышей или навесами.

Отдельного внимания достойны также основания штабелей, состоящие из брусьев, размещаемых параллельно друг другу на своеобразных бетонных или каменных постаментах. Эта мера призвана дать штабелям большую устойчивость, а также защитить нижнюю часть древесины от возможного загнивания.

Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими:

Атмосферная сушка древесины

Долговечность древесины (будущих пиломатериалов) при её использовании обеспечивается различными способами: использованием антисептиков, нанесением масляной краски…

Вакуумная сушка древесины

Сушка древесного пиломатериала производится преимущественно с использованием вакуумной сушильной камеры. Технологическая операция заключается в как…

Правила заготовки древесины

Приказом Рослесхоза России от 01.08.2011 № 337 утверждены Правила заготовки древесины (далее Правила), которые обязательны…

Измельчение древесины

Еще совсем недавно садоводы и огородники не имели понятия о таком агрегате, как измельчитель древесины.…

сушильные камеры для древесины и технологии сушки древесины |Termolegno

Зеленый стиль/Экология

В течение многих лет компании в области деревообработки часто изображались как отрицательные действующие лица в различных экологических дебатах, связанных с вырубкой лесов. Это результат еще и предоставления неполной или частичной информации со стороны СМИ, и даже самими специалистами.

Данный раздел сайта был задуман именно для этой цели: предоставить доступ к более всестороннему и детальному общению, в рамках объекта и в зеркале реальной связи между специалистами и экологическими проблемами. Хрупкое равновесие окружающей среды нашей планеты очевидно. Века и века небрежного управления лесами во всем мире заставляют сегодня обратить максимум внимания всех специалистов на важность совершать производственный выбор, который был бы способен также защищать окружающую среду, насколько это возможно.

Действительно, за последние несколько десятилетий, современная технология разрешила большие инновации, которые удовлетворяют мировую потребность в древесине, и в то же время бережно относятся и охраняют территорию.

Именно на эти новые технологии такие компании, как Termolegno, делают упор с настойчивостью и постоянством в своей промышленной миссии: проектируя и воплощая в жизнь искусственные сушилки «green addicted» от души для земли. Действительно, широко доказуемо, что сушка древесины в контролируемой среде является важным решением проблемы вырубки лесов. Искусственная сушка позволяет, на самом деле, как увеличивать производительность, так и снижать спрос на сырье по сравнению с классическим процессом сушки на воздухе.

Естественная сушка на воздухе, кроме того, что происходит вне любого возможного климатического контроля, по сути, влечет за собой в основе крупные недостатки: древесина легко деформируется, не избавляется от лишнего веса, никогда не становится однородной, и не представляется возможным стабилизировать основной процесс, который может происходить только при очень высоких и контролируемых температурах. Поэтому, это процесс, который вызывает высокий % забракованной древесины = больший спрос на заготовки = необходимость большей вырубки лесов.

Технологические высоты, достигнутые с помощью проектирования искусственных сушилок TERMOLEGNO, напротив, гарантируют правильную сушку, снижение веса высушенной древесины, завершенный процесс в гораздо более короткие сроки и, прежде всего, на добрые 30%-50% бесполезной траты забракованной древесины меньше. = больше изделия = меньше вес = меньше затрат и расходов на транспорт = снижение спроса = меньше потребности в вырубке лесов. Следовательно, хотя спрос на древесину продолжит быть во всем мире необходимостью, которую невозможно игнорировать, важно информировать, выделять и привлекать внимание всех заинтересованных сторон, включая прессу и зеленых, что в области деревообработки не существуют «отрицательные действующие лица», но ответственная и сознательная промышленная деятельность. Такие компании, как Termolegno, которые производят и постоянно инвестируют в новые технологии, способны предложить высокопродуктивные сушилки, и в то же время реально и в значительной мере участвовать в охране окружающей среды.

Сушка пиломатериалов — зачем это нужно и этапы сушки

Пиломатериалы используются в строительстве повсеместно, но для того чтобы выполнять свое предназначение они должны быть правильно высушены. А это задача не самая простая. Естественная сушка пиломатериалов занимает много времени, а ускоренные темпы могут сказаться на качестве древесины и ее характеристиках.

Качественные пиломатериалы — сухие

Зачем сушить?

Основная задача при просушке пиломатериалов – это испарить лишнюю влагу из массива, которая в дальнейшей обработке ни к чему. Процесс сушки древесины постепенный и состоит из таких этапов:

  1. Поверхностное высыхание.
  2. Смещение влаги из средины к поверхности.
  3. Высушивание перемещенной влаги.

Процесс продолжается до тех пор, пока влажность окружающей среды и материала выравнивается. Измеряют влажность в процентах, при этом определяют долю воды, которая есть в древесине по отношению к абсолютно сухому материалу.

Важно! В свежеспиленной древесине влажность – 60-90%, в строительной – 15%, в той, что используется для изготовления мебели – 8-10%.

Срок высыхания зависит от исходного показателя и целей использования, а также от температурного режима просушки. В этом случае очень важно соблюдение технологии, ведь ее нарушение приведет к тому, что древесина просто испортиться.

Естественная сушка процесс длительный

Способы сушки

Перед тем как просушить древесину ее из кругляка распиловывают на доски, брусы так процесс происходит быстрее и эффективней. Существует всего 2 метода, по которым проводится сушка любых пиломатериалов:

  • Естественная – она реализовывается в бытовых условиях, никаких специфических агрегатов для этого процесса не используется.
  • Искусственная – виды такой методики разнообразны и их достаточно много. Все они сводятся к тому, чтобы высушивание происходило быстро и качественно. Этот метод реализуется на деревообрабатывающих предприятиях, так как возможности ожидать пока произойдет естественный процесс, просто нет.

Подготовка

Для того чтобы процесс сушки, независимо от выбранного метода прошел удачно, древесину нужно подготовить, для этого проделать такие шаги:

  1. Снять кору с брусов и досок. Это необходимо для того чтобы исключить поселение на и в древесине микроорганизмов. Насекомых.
  2. Кругляк обязательно распиливается на доски необходимой толщины, брусы. Если происходит техническая сушка, то обязательно берут во внимание размеры сушильной камеры, в которой будет происходить процесс.
  3. При закладке в камеру учитывают припуск по ширине, чтобы деформация, которая зачастую происходит при просушивании, не создавала помех. Фома древесины меняется в любом случае, ведь уменьшается ее объем в результате удаления излишней влаг.

Сушильная система на производстве

Естественная сушка

Этот процесс по времени происходит дольше всего. То, сколько времени древесина сохнет, зависит от атмосферных условий – температуры, влажности в помещении или на улице. Если досок немного, то их теоретически можно высушить даже в квартире, доме. Польза понятна – не придется оплачивать процесс промышленного обсушивания.

Важно! В ходе естественной сушки нельзя использовать отопительные приборы. Ведь они спровоцируют коробление материала, и его можно будет разве что сжечь. Идеальное место – это на шкафу, антресолях. На все про все уйдет около 3 недель.

Атмосферная

Что касается частного дома, то готовить материал к использованию можно прямо во дворе и тут условия более подходящие. Такая сушка еще называется атмосферной, для нее также не используются специальные камеры и технические приспособления.

Организация процесса на улице:

  • Приготовит опоры, которые будут одинаковыми по высоте. Важно достичь того чтобы основание было ровным и полностью горизонтальным. Это важно, ведь может повлиять на качество материалов после сушки. Высота опор должна быть не менее 0,5 м.
  • Между каждым рядом нужно укладывать сухие прослойки. Это могут быть также доски, расстояние между ними – 1,5-2 м. Если доски короче, то расстояние между прокладывующими материалами тоже меньше. Всего на длину доски их должно быть не менее 4-5 штук, от этого зависит ровность материала, который удастся получить. Еще один важный момент – они должна располагаться ровно над опорами в каждом ряду.
  • Прямые солнечные лучи древесине ни к чему. Для этого нужно накрыть его легкой кровлей – это может быть рубероид, шифер. Она также будет защищать материал от дождя.
  • Если есть чердак с вентиляцией, то он тоже подойдет для сушки. При этом важно проконтролировать состояние древесины – основное это не допустить появления плесени.

Распиловка перед сушкой обязательный этап

Длительность сушки для доски 5 см – около месяца. Если нужно доводить до кондиции бревна, то срок увеличивается в 3 раза, то есть составляет 3 месяца. Если в планах использовать материал для изготовления мебели, то без дополнительной сушки в доме не обойтись. Эта мера поможет снять внутреннее напряжение древесины.

Недостатки естественной сушки

Они есть и существенные:

  • Процесс довольно длительный.
  • Зимой такой вариант не пройдет.
  • Слишком снизить влажность не удастся, так как она просто выровняется с этим показателем окружающей среды.
  • Если сухим летом в окончании 30-ти дневного срока сушки пойдет дождь, то влажность повыситься и древесина ее быстро наберет.

Производственная (искусственная) сушка

Такая технология используется только в промышленных масштабах древесину доводят до необходимых показателей влажности в сушильных машинах, которые имеют разнообразный принцип работы. В них создается подходящий микроклимат, а температурные показатели и влажность контролирует программа.

Камеры для искусственной сушки могут быть разных размеров

Среди преимуществ таких методик:

  • Процесс происходит быстрее.
  • Погодные условия сезон не оказывают влияния на сушку.
  • Высушивание происходит до необходимых показателей влажности в зависимости от целевого использования.
  • Оборудование компактное, а значит можно подготовить больше материалов за единицу времени.

Важно! Все агрегаты для сушки используют электроэнергию, затраты которой немалые, но эти расходы довольно быстро окупаются.

Камерная

Этот процесс дорогостоящий, но позволяет получить большой выход древесины необходимой влажности. Камерная сушка позволяет держать под контролем процесс. Сам он состоит в выпаривании жидкости в газообразной среде. Можно настраивать разные режимы, в зависимости от характеристик материала, который нужно получить в результате.

В общем виде эти камеры – металлические боксы, в которых имеется аэродинамический подогрев. В процессе выпаривания в камеру добавляется пар низкого давления. Сам процесс довольно простой, но дорогостоящий, так как используется много энергии.

Простая вакуумная сушилка древесины

Ротационная

Данная методика использует центробежную силу. Пиломатериалы укладываются штабелями на платформе, в помещении, в котором есть дополнительное отопление. Центробежная сила подталкивает влагу к краям материала, и она быстро испаряется. Так как горячий воздух постоянно движется, процесс проходит равномерно.

В качестве источника тепла тут используются ИК плиты или лампы – это позволяет теплым потокам быстро распространятся и проникать в толщу материала. Действует этот способ можно сказать мгновенно – так доски из сосны толщиной 25 мм будут сушиться пару минут.

Ротационная сушильная машина

Контактная

Эта методика часто используется для просушивания тонких пиломатериалов, фанеры, шпона, изогнутых деталей мебели. Лист материала зажимается между двумя подогретыми плитами, которые передают свою температуру древесине. Так как площадь соприкосновения большая способ работает очень быстро. Но негативная сторона – это пожароопасность, так как выпаривание происходит довольно сильно прогретыми поверхностями.

Иногда используется подовая сушка, ее основной источник тепла – это продукты сгорания. Но эта методика постепенно отходит, ведь весь процесс сопровождается искрением.

Вакуумная

Агрегат, который удаляет влагу таким способом – это герметичная камера, изготовленная из нержавейки. На верхнее ее части резиновое покрытие, которое крепится металлической рамой. Пиломатериал, чаще всего доски закладывается внутрь камеры, каждый слой прокладывается  алюминиевыми пластинами. Внутри таких пластин циркулирует вода с высокой температурой. Вакуум внутри создает помпа.

Технологическая вакуумная сушка

Управление процессом электронное – задаются параметры температуры и давления внутри камеры. Процесс состоит из таких этапов:

  1. Прогрев без вакуума, то есть при атмосферном давлении.
  2. Сушка в вакууме.
  3. Остывание в условиях вакуума, это исключает деформацию древесины.

Гидрофобные жидкости

Такой метод имеет двойное предназначение. Кроме сушки – это еще и обработка масляным антисептиком. В процессе используются:

  • Сера.
  • Парафин.
  • Металлы.
  • Растры минеральных солей.
  • Другие гидрофобные жидкости.

Процесс выглядит так:

  1. Древесину опускают в выбранную жидкость, доводят ее до кипения.
  2. На уровне кипения температура поддерживается до тех пор, пока не перестанут появляться пузырьки. Это говорит о том, что вся влага вышла.

Если древесину неправильно высушить она пойдет разве что на дрова

Длительность сушки в этом случае около 20 часов. В результате можно получить древесину с улучшенными характеристиками.

Вывод

Влажная древесина в строительстве и изготовлении мебели не используется. Процесс ее сушка – ответственный, ведь от качества его зависит и безопасность если материалы используются в строительстве и привлекательный внешний вид изделий – если в мебельном производстве. Поэтому к данному процессу нужно отнестись внимательно.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Влажность пиломатериалов: заблуждения и мифы

Почему зимний лес не менее влажный, чем летний? В чем разница между естественной сушкой и естественной влажностью? Как не получить «саблю» или «вертолет»?

При покупке строительных материалов в первую очередь обращают внимание на влажность, так как она влияет на уязвимость изделий для грибка и на усадку. В этой статье рассмотрим особенности влажности пиломатериала и ошибки, которые допускают при самостоятельной просушке.

Естественная влажность и естественная просушка

Смешивание значения этих понятий создает путаницу. Параметры отражают разные свойства пиломатериала: первый относится к содержанию влаги, второй – к типу просушки.

  • Естественная влажность древесины отражает количество влаги в дереве на момент роста или после заготовки. Естественная влажность не нормируется и может составлять от 30 до 80%. По ГОСТу такая древесина считается влажной.
  • Естественная просушка – это метод высушивания строительного материала, когда изделия штабелируют и выдерживают до достижения ими сухого состояния.

По ГОСТу сухим считают пиломатериал влажностью меньше 22%, влажным – выше этого показателя. Влажность пиломатериалов 4 сорта не нормируется.

Можно ли строить из древесины естественной влажности?

Древесину естественной влажности нельзя использовать в строительстве сразу. Перед использованием его необходимо просушить. В большинстве случаев используется естественная просушка на объекте.

Строительство из влажного материала не допускается из-за усадочных деформаций. Дерево имеет неоднородную структуру, поэтому процесс испарения влаги из нее идет тоже неравномерно. В процессе высыхания меняется масса пиломатериала. Когда пиломатериал уже закреплен в конструкции, то процесс высыхания приводит к образованию трещин, щелей, деформации отдельных элементов здания и т.д.

Пиломатериал может деформироваться и в процессе высушивания, это происходит при нарушении технологии. Эти деформации в зависимости от формы дефектов строители называют «вертолетом», «пропеллером», «винтом», «саблей» и т.д.

Зимняя древесина не требует просушки?

В интернете распространен миф о зимней древесине. С теоретической точки зрения он выглядит так: зимой листва с деревьев опадает, соответственно прекращается процесс фотосинтеза и питания растений. В результате замедления процессов жизнедеятельности дерева вода перестает поступать от корневой системы, соответственно влажность древесины получается ниже.

Влажность зимней древесины выше, чем у летней. Зимой дерево не прекращает свою жизнедеятельность, движение соков замедляется, но влага остается в стволе. Летом жидкость постоянно перемещается, испаряясь под влиянием высокой температуры.

Почему зимний материал все-таки лучше?

Если влажность зимнего пиломатериала не ниже, чему у летнего, то почему он пользуется наибольшим спросом? Причина в том, что летом деревянные изделия подвержены поражению грибком. Под влиянием тепла активизируется микрофлора, и влажная доска станет благоприятной средой для плесени.

ГОСТ предписывает обрабатывать антисептиками древесину перед летней сушкой. На периоды антисептирования влияют климатические условия регионов. По ГОСТу в Москве и Подмосковье обработке должны подвергаться материалы, заготовленные с 1 -15 апреля по 1 – 15 октября.

Зимой плесень не размножается, поэтому доску можно просушить.

Чем опасен сухостой?

Сухостой – это дерево, которое погибло, но при этом осталось стоять и не сгнило. В некоторых случаях в результате плановой вырубки часть сухостоя пускают на пиломатериалы. Влажность таких изделий будет ниже, чем у живого леса. При этом их высыхание происходило в непредсказуемых условиях. К тому же в сухостое могут быть вредные насекомые и грибок.

Камерная сушка гарантирует результат?

Камерная сушка – это способ обработки пиломатериалов, когда они высыхают в сушильной камере. Принудительные способ просушки позволяют получить результат быстрее, к тому же дерево можно довести до показателей влажности 10 – 20 %. Рассмотрим, так ли полезна древесина камерной сушки.

  • Процесс производства таких пиломатериалов оказывается дороже, в результате конечная стоимость продукции выше.
  • Пересушивание древесины принудительным способом может привести к появлению трещин.
  • Когда пиломатериалы доставят на объект, они наберут равновесную с окружающей средой влажность.
  • При камерной сушке толстых материалов (брус) сердцевина останется влажной.

Древесина камерной сушки подходит для отдельных видов работ: производства мебели, отдельных декоративных элементов из дерева, полов и др. В них не допускают коробления и усадки материала и требуют идеальной стыковки деревянных элементов.

Сушка на солнце

Много ошибок допускают, когда организуют сушку пиломатериалов своими силами. Для ускорения процесса штабеля располагают в местах прямого попадания солнечных лучей. Так делать не следует направленный солнечный свет не обеспечивает равномерного высыхания. Воздействие лучей приводит к возрастанию температуры на одном участке, другая зона пиломатериалов не нагревается. В результате часть, на которую попадали лучи, высыхает быстрее, зона, скрытая от солнечного тепла, высыхает дольше. Пиломатериал начинает растаскивать, на нем могут появляться трещины, изделия изгибаются и закручиваются.

Если просушка идет в теплое время года, торцы пиломатериалов рекомендуется закрыть краской. Торец в штабелях высыхает быстрее, сердцевина при этом остается сырой. это может привести к деформации деревянных изделий. Краска замедлит высыхание торцов и сделает процесс сушки более равномерным.

Неправильная укладка на просушку

Результат сушки зависит от правильности укладки штабелей. Перечислим самые распространенные ошибки при штабелировке.

  • Паронепроницаемый материал для защиты от дождя – такая «защита» приводит к образованию грибка на материале и замедляет процесс высыхания. Особенно часто эту ошибку допускают летом. Вместо пленки лучше соорудить над штабелями простой навес.
  • Отсутствие вертикальных зазоров – соседние штабеля не должны стоять вплотную.
  • Прокладки делают через ряд – деревянные бруски должны отделять каждый ряд пиломатериалов друг от друга.

Презентация по технологии: Хранение и сушка древесины. Естественная и искусственная сушка. | Презентация к уроку по технологии:

Слайд 1

1 вопрос Хранение и сушка древесины. Естественная и искусственная сушка. План ответа: 1 Для чего сушат древесину? 2 Виды сушки древесины. 3 Естественная сушка. 4 Камерная сушка.

Слайд 2

Для чего сушат древесину? Свежесрубленная древесина имеет влажность 60-70%. — При этом она: 1. Быстро загнивает. 2. Её поражают грибковые заболевания. 3. При обработке сырой древесины трудно получить хорошее качество отделки. 4. Сырая древесина плохо склеивается, а изделия рассыхаются, коробятся, растрескиваются. — Поэтому древесина должна быть высушена до влажности не более 20%.

Слайд 3

Виды сушки древесины СУШКА ДРЕВЕСИНЫ ЕСТЕСТВЕННАЯ (атмосферная) ИСКУССТВЕННАЯ (камерная)

Слайд 4

Виды сушки древесины

Слайд 5

Естественная сушка Отобрать доски одинаковой длины и толщины; На ровную поверхность поставить подставки; Доски уложить в штабеля (между пиломатериалом положить прокладки одинаковой толщины, одни над другими). Штабеля устанавливаются на открытом воздухе или под навесом, в местах, где есть хороший доступ воздуха. Сушка продолжается несколько месяцев.

Слайд 6

Камерная сушка . 1. Пиломатериал одинаковой длины и толщины складывается на тележку в штабель. 2. Затолкать тележку в сушильную камеру. 3. Закрыть двери и подать воздух нагретый до температуры 70 градусов. Преимущество состоит в том, что пиломатериал быстрее высыхает. Так доска толщиной 25мм высыхает в сушильной камере за трое суток.

Слайд 7

К чему приводит использование сырой древесины??? 1 2 3 1-2 Появление грибка 3 Образование трещин

Слайд 8

проверим 1 2 А Б

Слайд 9

Вопросы для повторения ( д / з ) 1. Какую влажность имеет свежесрубленная древесина? 2. До какой влажности необходимо сушить древесину? 3. Поражают ли сырую древесину грибковые заболевания? 4. Нужны ли прокладки между досками при естественной сушке древесины? 5. За какое время высыхает доска толщиной 25 мм в сушильной камере? 6. Какое время сушатся доски в штабеле при естественной сушке? 7. Что такое искусственная (камерная) сушка?

Определение влияния условий хранения на естественную сушку бревен лучистой сосны для использования в энергии | New Zealand Journal of Forestry Science

  • Abbot P, Lowore J, Khofi C, Werren M: Определение качества дров: сравнение методов количественной и экспресс-оценки для оценки видов дров из южноафриканской саванны. Биомасса и биоэнергия 1997, 12: 429–437. 10.1016/S0961-9534(96)00084-0

    Артикул Google ученый

  • Афзал М., Бедане А., Сохасандж С., Махмуд В.: Хранение измельченной и неизмельченной лесной биомассы и ее влияние на качество топлива. Биоресурсы 2010, 5 (1):55–69.

    КАС Google ученый

  • Бейкер С., Уэстбрук М., Грин Д.: Оценка интегрированных систем лесозаготовок в сосновых насаждениях на юге США. Биомасса и биоэнергия 2010, 34: 720–727. 10.1016/j.biombioe.2010.01.014

    Артикул Google ученый

  • Браммер Дж.Г., Бриджуотер А.В.: Технологии сушки для комплексной газификационной биоэнергетической установки. Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии 1999, 3: 243–289. 10.1016/S1364-0321(99)00008-8

    Артикул Google ученый

  • CEN/TS 14774–2:2009: Твердое биотопливо – методы определения содержания влаги . Общая влажность: упрощенный метод: метод сушки в печи; 2009.

    Google ученый

  • Chau J, Sowlati T, Sokhansanj S, Preto F, Melin S, Bi X: Экономическая чувствительность использования древесной биомассы для обогрева теплиц. Applied Energy 2009, 86 (5):616–621. 10.1016/j.apenergy.2008.11.005

    Артикул Google ученый

  • Ciganas N, Raila A: Анализ колебаний теплотворной способности складируемой древесины. Материалы конференции «Инженерия для развития села», Елгава 27–28 мая 2010 г. 2010.

    Google ученый

  • Центр экологически чистой энергии: Региональный совет Большого Веллингтона Испытание по утилизации лесных отходов .Таупо, Новая Зеландия: опубликовано Центром чистой энергии; 2009.

    Google ученый

  • Управление по энергоэффективности и энергосбережению: Руководство по надлежащей практике: производство древесного топлива из лесонасаждений . Техническое руководство 9.0; 2010.

    Google ученый

  • Filbakk T, Høibø O, Nurmi J: Моделирование эффективности естественной сушки закрытых и открытых штабелей целых широколиственных деревьев для использования энергии. Биомасса и биоэнергия 2011, 35: 454–463. 10.1016/j.biombioe.2010.09.003

    Артикул Google ученый

  • Gislerud O: Сушка и хранение измельченного древесного топлива. Биомасса 1990, 22: 229–244. 10.1016/0144-4565(90)-Г

    Артикул Google ученый

  • Hall P: Влияние хранения на топливные параметры отвалов и измельченных порубочных остатков .Роторуа, Новая Зеландия: Исследовательская организация лесозаготовительной отрасли: Отчет LIRO Vol. 25, № 5; 2000.

    Google ученый

  • Холл П., Джек М. Производительность, землепользование и экологические и экономические последствия. В Варианты биоэнергетики для Новой Зеландии: анализ крупномасштабной биоэнергетики из лесного хозяйства . Роторуа, Новая Зеландия: Scion; 2009.

    Google ученый

  • Hart C: SIMSOR: Компьютерное моделирование поглощения воды древесиной. Древесное волокно 1982, 32: 26–31.

    Google ученый

  • Hillring B: Динамика цен на шведском рынке древесного топлива. Биомасса и биоэнергия 1997, 12: 41–51. 10.1016/S0961-9534(96)00066-9

    Артикул Google ученый

  • Холмберг Х., Ахтила П.: Сравнение затрат на сушку при сушке биотоплива между многоступенчатой ​​и одноступенчатой ​​сушкой. Биомасса и биоэнергия 2004, 26: 515–530. 10.1016/j.biombioe.2003.09.007

    Артикул Google ученый

  • Jirjis R: Хранение и сушка древесного топлива. Биомасса и биоэнергия 1995, 9: 181–190. 10.1016/0961-9534(95)00090-9

    Артикул Google ученый

  • Johansson A, Fyhr C, Rasmuson A: Высокотемпературная конвективная сушка щепы воздухом и перегретым паром. Международный журнал тепло- и массообмена 1997, 40: 2843–2858. 10.1016/S0017-9310(96)00341-9

    Артикул КАС Google ученый

  • Юнгингер М., Де Виссер Э., Хьорт-Грегерсен К., Корнниф Дж., Рэйвен Р., Фаай А., Туркенбург В.: Технологическое обучение биоэнергетическим системам. Энергетическая политика 2006, 34: 4024–4041. 10.1016/j.enpol.2005.09.012

    Артикул Google ученый

  • Кент Т., Коутс Э., Кофман П.: Изменение содержания влаги в лесной биомассе во время хранения. Материалы конференции COST FP902, Тренто, Италия 2010 г. 8 октября 2010 г.

    Google ученый

  • Laurila J, Lauhanen R: Влажность древесины пней ели европейской на сплошных рубках и придорожных складах. Silva Fennica 2010, 44: 427–434.

    Артикул Google ученый

  • Lethikangas J, Jirjis R: Valtlagring av averkningsrester fran barrtrad under varierande omsta ndigheter (Хранение порубочных остатков в различных условиях) .Уппсала, Швеция: Sveriges Lantbruksuniversitet, Institutionen for virkeslara, Rapport nr. 235; 1993.

    Google ученый

  • McIlveen-Wright DR, Williams BC, McMullan JT: Переоценка сжигания древесины. Технология биоресурсов 2001, 76: 183–190. 10.1016/S0960-8524(00)00129-2

    Артикул КАС Google ученый

  • Национальный институт водных и атмосферных наук (NIWA): Национальная климатическая база данных – форма запроса базы данных .2010 г. получено в сентябре 2010 г. http://cliflo.niwa.co.nz/

    Google ученый

  • Нурми J: Склад порубочных отходов для топлива. Биомасса и биоэнергия 1999, 17: 41–47. 10.1016/S0961-9534(99)00023-9

    Артикул КАС Google ученый

  • Nurmi J: Варианты хранения влияют на свойства топливной древесины порубочных остатков европейской ели. New Zealand Journal of Forestry Science 2001, 31 (3): 289–97.

    Google ученый

  • Нурми Дж., Хиллебранд К.: Характеристики топливных запасов целых деревьев от лесохозяйственных расчисток и рубок ухода. Биомасса и биоэнергия 2007, 31: 381–392. 10.1016/j.biombioe.2007.01.010

    Артикул Google ученый

  • Олсен Э., Хоссейн М., Миллер М.: Статистическое сравнение методов, используемых при исследованиях лесозаготовительных работ .Корваллис, штат Орегон, США: Лаборатория лесных исследований Университета штата Орегон: Исследовательский взнос №. 23; 1998.

    Google ученый

  • Penennial C: Технико-экономическое обоснование потенциала завода по газификации в деревообрабатывающей промышленности Новой Зеландии . Крайстчерч, Новая Зеландия: Диссертация представлена ​​при частичном выполнении требований для получения степени магистра технических наук в области химической и технологической инженерии. Кентерберийский университет; 2008.

    Google ученый

  • Petterson M, Nordfjell T: Изменение качества топлива при сезонном хранении утрамбованных порубочных остатков и молодых деревьев. Биомасса и биоэнергия 2007, 31: 789–792.

    Артикул Google ученый

  • Raghavan G, Rennie T, Sunjka P, Orsat V, Phaphuangwittayakul W, Terdtoon P: Обзор новых методов сушки биологических материалов с акцентом на энергетические аспекты. Brasilian Journal of Chemical Engineering 2005, 22: 195–201.

    КАС Google ученый

  • Ройсс М., Бенкерт С., Эберхард А., Мартина П., Рауш Г., Рентцелл Б., Согари Н.: Моделирование и экспериментальное исследование пилотной установки для сушки древесины на солнечной энергии. Солнечная энергия 1997, 59 (259):270.

    Google ученый

  • Рёзер Д., Эрккиля А., Мола-Юдего Б., Сиканен Л., Принц Р., Хейккинен А., Кайпайнен Х., Оравайнен Х., Хиллебранд К., Эмер Б., Вяэтейнен К.: Правильный текст и формат: Естественные методы сушки для способствовать повышению качества топлива из небольших стволов энергетической древесины .Йоэнсуу, Финляндия: Финский научно-исследовательский институт леса: Рабочие документы Финского научно-исследовательского института леса, 186; 2010.

    Google ученый

  • Rupar K, Sanati M: Выделение органических соединений во время сушки биомассы на исходном сырье и/или изменении теплоносителя сушки. Биомасса и биоэнергия 2003, 25: 615–622. 10.1016/S0961-9534(03)00055-2

    Артикул КАС Google ученый

  • SAS Institute Inc: StatView Reference .Кэри, Северная Каролина, США: SAS Publishing; 1999: 84–93.

    Google ученый

  • Scion: Древесная биомасса для котельного топлива — Руководство по оплате в зависимости от содержания энергии . Роторуа, Новая Зеландия: Scion; 2011. Загружено 12 мая 2011 г. с: http://www.bkc.co.nz

    . Google ученый

  • Симпсон В., Харт К.: Метод оценки времени сушки пиломатериалов на воздухе. Журнал лесных товаров 2001, 51: 56–63.

    Google ученый

  • Simpson W, Wang X: Оценка времени сушки на воздухе бревен малого диаметра из сосны пондероза и пихты Дугласа . Мэдисон, Висконсин, США: Департамент сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров: Исследовательский документ FPL-613; 2003.

    Google ученый

  • Спец Дж., Ахтила П: Улучшение соотношения мощности и тепла на ТЭЦ с помощью многоступенчатой ​​системы сушки биотоплива. Прикладная теплотехника 2002, 22: 1175–1180. 10.1016/S1359-4311(02)00045-5

    Артикул КАС Google ученый

  • Spinelli R: Лесная щепа. In Руководство по разработке модели цепочки поставок лесной щепы . Под редакцией: Спинелли Р. Италия: GAL Prealpi e Dolomiti: Belluno; 2005: 93–97.

    Google ученый

  • Spinelli R, Ivorra L, Magagnotti N, Picchi G: Производительность мобильного механического грохота для улучшения товарного качества древесной щепы для производства энергии. Биорес. Технол. 2010, 102 (15):7366–7370.

    Артикул Google ученый

  • Strelher A: Технологии сжигания древесины. Экологическая инженерия 2000, 16: 25–40.

    Артикул Google ученый

  • Ступак А., Асикайнен А., Йонсел М., Карлтун Э., Луннан А.: Устойчивое использование лесной биомассы для получения энергии — Возможности и проблемы: Политика, законодательство, сертификация, рекомендации и руководства в странах Северной Европы, Балтии и других странах Европейские страны. Биомасса и биоэнергия 2007, 31: 666–684. 10.1016/j.biombioe.2007.06.012

    Артикул Google ученый

  • Suadicani K, Heding N: Подготовка, хранение и сушка древесины. Биомасса Биоэн. 1992, 2: 49–156.

    Артикул Google ученый

  • Свобода К., Мартинец Ю., Погоржели М., Бакстер Д.: Интеграция сушки биомассы с технологиями сжигания/газификации и минимизация выбросов органических соединений. Химическая бумага 2009, 63: 15–25. 10.2478/s11696-008-0080-5

    Артикул КАС Google ученый

  • Visser R, Spinelli R, Stampfer K: Интеграция операций по извлечению биомассы в коммерческую заготовку древесины: ситуация в Новой Зеландии . Озеро Тахо, 15–18 июня 2009 г .: Материалы конференции Совета по лесотехнике (COFE) 2009 г .: «Экологически безопасные лесные операции.”; 2009.

    Google ученый

  • Walker J: Первичная обработка древесины . 2-е издание. Дордрехт, Нидерланды: Springer Verlag; 2006.

    Google ученый

  • Йошида Т., Сасаки Х., Такано Т., Савабе О.: Обезвоживание высоковлажной древесной щепы методом роликового прессования. Биомасса и биоэнергия 2010, 34: 1053–1058.10.1016/j.biombioe.2010.02.013

    Артикул КАС Google ученый

  • Сколько времени сохнет влажная древесина? [Плюс 5 советов по ускорению]

    Сушка мокрой древесины может быть настоящей головной болью. Вы ждете и ждете, и кажется, что это никогда не произойдет.

    Но сколько времени сохнет мокрая древесина? Ну тут все зависит от условий.

    В этом сообщении блога мы рассмотрим;

    • Сколько времени сохнет древесина после дождя
    • Факторы, влияющие на время высыхания влажной древесины.
    • Как долго сохнет древесина в помещении
    • Как быстро высушить мокрую древесину

    Итак, стоит ли у вас на заднем дворе штабель пиломатериалов или вы просто хотите знать, сколько времени вам придется ждать, прежде чем используя этот новый предмет мебели, читайте дальше!

    Время убить саспенс;

    Сколько времени сохнет влажная древесина?

    Влажная древесина сохнет не менее 2 недель. Но время высыхания влажной древесины зависит от размера древесины, погоды, влажности и местоположения.Влажная древесина больших размеров с высоким содержанием влаги сохнет несколько недель. Это связано с глубиной, на которую должна пройти влага, чтобы покинуть влажную древесину.

    Хранение древесины в теплую и ветреную погоду может значительно ускорить процесс сушки. Ветер уносит влагу у поверхности древесины, создавая пространство для влаги глубоко внутри древесины, чтобы она могла двигаться ближе к поверхности и улетучиваться.

    Солнечная погода характеризуется теплыми условиями, необходимыми для испарения влаги из древесины и высыхания сырой древесины или пиломатериалов.

    Время высыхания также может значительно варьироваться в зависимости от предполагаемого использования древесины. Например, древесина, предназначенная для окрашивания, должна иметь влажность или сухость не менее 12-17 процентов.

    Это означает, что вам, возможно, придется подождать дольше, пока свежая древесина станет приемлемой сухой древесиной, если вы собираетесь окрашивать ее.

    Допустим, это были мокрые дрова; вы бы ждали меньше времени, так как приемлемое содержание влаги для влажных выдержанных дров сравнительно выше и составляет около 20 процентов или более.

    Если вы собираетесь использовать древесину для ограждения, вам может сойти с рук немного более высокое содержание влаги, не отличающееся от содержания выдержанных дров.

    Факторы, влияющие на время высыхания древесины после дождя

    Время высыхания в основном зависит от влажности древесины. Эта влага может возникнуть из-за того, что зеленая древесина еще свежая, или из-за того, что на влажную выдержанную древесину попал дождь.

    Продолжительность времени, в течение которого древесина подвергается воздействию влаги или дождя, также обычно определяет ее влажность.

    Если древесина подвергается воздействию дождя или влаги в течение длительного времени, длительное поглощение влаги может вывести ее влажность через крышу. Верно и обратное.

    В частности, воздействие дождя может увеличить содержание влаги в древесине примерно на 30 процентов. Таким образом, чтобы считать древесину достаточно сухой, вы должны снизить этот уровень примерно до 15 процентов.

    Рассмотрите возможность использования влагомера, чтобы определить, высохла ли древесина перед ее использованием. В общем, вот факторы, которые могут повлиять на время сушки пиломатериалов.

    Влажность

    Количество водяного пара в атмосфере. Например, если вы храните влажную древесину в помещении с высоким уровнем влажности, высокий уровень влажности воздуха будет препятствовать испарению воды из древесины.

    Это может значительно увеличить время высыхания. В процессе сушки древесина теряет влагу в воздухе.

    К сожалению, когда в воздухе уже много влаги, это тормозит движение влаги с поверхности древесины в атмосферу.

    Напротив, при низкой влажности влага из древесины может легко выходить в воздух, ускоряя процесс сушки. Вот почему древесина в условиях низкой влажности имеет тенденцию сохнуть быстрее, чем во влажных условиях.

    Тип дерева

    Время высыхания твердой древесины отличается от времени высыхания мягкой древесины. Большинство лиственных пород обычно плотнее хвойных, что делает их значительно тяжелее. Эта структура играет ключевую роль во влиянии на время их высыхания.

    Лиственная древесина обычно сохнет дольше, чем аналогичная мягкая древесина.

    Если у вас влажная твердая древесина, ее влажность может быть меньше, чем у соответствующего куска мягкой древесины, особенно если они в равной степени подвергаются воздействию дождя или влаги.

    Однако хвойная древесина теряет влагу намного быстрее, чем лиственная. Высокая плотность лиственных пород означает, что влаге, попавшей внутрь них, труднее выходить и выходить в воздух, чем в хвойных породах.

    Таким образом, лиственные породы обычно имеют более длительное время высыхания, чем хвойные.

    Температура

    Древесина имеет тенденцию сохнуть быстрее в сухих и ветреных районах с достаточным количеством солнечного света.Однако, если вы живете в таких местах с высокими температурами, вы можете ожидать, что ваши пиломатериалы высохнут менее чем за неделю, в зависимости от их влажности.

    Древесина с меньшим количеством влаги может полностью высохнуть за 2-3 дня, в то время как другие обычно сохнут неделями.

    Температура является основным фактором, способствующим более быстрому высыханию, поскольку она ускоряет испарение влаги из влажной древесины, оставляя ее сухой и готовой к использованию.

    Напротив, низкотемпературная среда обычно замедляет высыхание влажной или сырой древесины.Если вы не используете какой-либо искусственный метод ускорения процесса, древесина в холодном климате может сохнуть неделями.

    Размер древесины

    Размер древесины определяет расстояние, которое должна пройти влага, чтобы выйти внутрь деревянной конструкции. Например, толстые пиломатериалы, вероятно, будут сохнуть дольше, чем более тонкие, из-за их размеров.

    Это объясняет, почему люди обычно колют дрова. Когда вы раскалываете свежесрезанный кусок дерева, вы увеличиваете площадь поверхности при уменьшении размера.Оба фактора приводят к более быстрому высыханию.

    В идеале небольшие куски дерева имеют большую площадь поверхности, подверженную воздействию внешней среды. Большая площадь поверхности напрямую приводит к более быстрому уменьшению влажности в окружающей среде.

    Другими словами, у влаги больше возможностей для выхода, чем при меньшей площади поверхности.

    Как быстро высушить мокрую древесину

    Самый быстрый и простой способ быстро высушить влажную древесину — обеспечить тепло. Например, вы можете сложить их вокруг горящих дров, чтобы нагреть их напрямую, или разместить рядом с другими источниками тепла.

    Влага может быстро испариться и оставить древесину сухой, если положить мокрую древесину рядом с камином или источником тепла.

    Этот метод особенно удобен в дождливые дни или зимние месяцы, когда солнце недоступно для естественной сушки древесины.

    Каминный метод — лишь один из способов ускорить сушку дров. Вот еще несколько проверенных способов быстрой сушки мокрой древесины.

    Способ 1. Сложите древесину на мелкие кусочки  

    В зависимости от предполагаемого использования вашей древесины, вы можете расколоть ее на более мелкие части перед хранением.Как вы уже знаете, расщепление древесины на более мелкие части увеличивает площадь поверхности, подверженной воздействию внешней среды.

    Благодаря большей площади поверхности, открытой для воздуха, влага в древесине имеет больше возможностей для выхода из древесины.

    После того, как вы разделите древесину на более мелкие части, сложите их относительно небольшими стопками, оставив достаточно места для воздушного потока между частями.

    Способ 2: нагрейте древесину

    Теплый воздух — самый быстрый способ испарить воду с дерева или чего-либо еще.Таким образом, вместо того, чтобы оставлять древесину сохнуть при нормальной комнатной температуре, вы можете нагреть ее, чтобы сократить время сушки на долю секунды.

    Чем больше тепла вы добавите, тем быстрее сохнет влажная древесина. Вы можете разместить дрова рядом с одним из этих традиционных открытых каминов или дровяных печей для сушки или применить электрические обогреватели вашего дома к древесине для целенаправленного нагрева.

    Просто держитесь подальше от пропановых обогревателей. Хотя они могут создавать необходимое количество тепла, они производят много влаги, что может повысить уровень влажности в помещении, замедляя процесс сушки.

    Если погода солнечная, вы можете выставить древесину на улицу для просушки на солнце. При этом следите за тем, чтобы не оставлять их на ночь. Осадки могут сделать их снова мокрыми, или дождь может обрушиться на них.

    Метод 3. Используйте вентиляторы для улучшения циркуляции воздуха

    Теплая и ветреная погода ускоряет процесс высыхания влажной древесины. Однако при отсутствии естественного ветра можно использовать вентиляторы для имитации ветра и улучшения циркуляции воздуха.

    Таким образом можно добиться того же эффекта, что и при естественном ветре.Усиленная циркуляция воздуха удалит любую влагу из воздуха вокруг дерева. Полученный в результате сухой воздух значительно ускорит испарение влаги из древесины.

    Метод 4. Включите осушитель для уменьшения влажности

    Мы упоминали, что высокая влажность замедляет испарение. Если погода не позволяет держать дрова на улице, их можно положить в дровяной сарай или любое закрытое помещение с осушителем.

    Устройство снизит количество водяного пара в атмосфере, что позволит вашей древесине сохнуть быстрее.Вы можете использовать осушитель в подвале или другое хранилище, которое вы отвели для дров в вашем доме.

    Осушитель может быть отличным средством для сушки кухонных шкафов, ящиков или деревянных полов, которые по какой-то причине намокли водой. Это также может помочь с пропитанной влагой мебелью.

    Способ 5. Высушите древесину на воздухе

    Если у вас много дров, сложенных вместе, они могут не получить достаточную циркуляцию воздуха для облегчения их сушки.Таким образом, в таком случае было бы лучше разложить древесину в их хранилище, чтобы выставить их на воздух.

    Вы также можете открыть окна, чтобы улучшить вентиляцию и дать дереву высохнуть на воздухе. Затем, если погода сухая, вы можете оставить мокрую древесину на улице в навесе или во дворе для просушки.

    Воздушная сушка — это естественный процесс, который отлично работает, особенно в теплые месяцы и в менее влажных районах.

    Как определить, что древесина сухая 

    Самый верный способ определить, сухая ли древесина, — проверить ее влагомером.Кроме того, вы можете проверить концы бревен, чтобы увидеть, не треснуты ли они или темного цвета, подтверждая, что они сухие.

    Кроме того, обратите внимание на вес дерева. Сухая выдержанная древесина должна быть легче и издавать глухой звук при ударе двух частей друг о друга.

    Наконец, подумайте о том, чтобы вылить воду на пиломатериалы. Если вода капает на поверхность, древесина влажная. Если древесина сразу впитывает воду, она сухая.

    Почему влажная древесина вредна для деревообработки?

    Влага, оставшаяся внутри древесины, является серьезной причиной гниения древесины и может повлиять на структурную целостность древесины.Кроме того, сырость может повредить эстетике древесины из-за обесцвечивания плесени и водорослей.

    Если у вас есть проект деревообработки, вы также захотите дождаться полного высыхания древесины по следующим причинам: 

    Влажная древесина недостаточно прочная 

    По мере высыхания древесина становится прочнее и лучше подходит для различных проектов. Вместо этого использование мокрой древесины может привести к созданию хрупких конструкций, которые ломаются при минимальном напряжении. Это связано с тем, что поглощение влаги заставляет древесину набухать, делая ее волокна рыхлыми.

    Трудно шлифовать влажную древесину

    Поскольку влага делает древесные волокна рыхлыми, шлифование влажной древесины затруднено и может привести к разрыву волокон вместо создания гладкой поверхности.

    Часто задаваемые вопросы 

    Сколько времени сохнет древесина после дождя?

    Древесина обычно сохнет после дождя около пяти дней. Этот график является приблизительным и может быть короче или длиннее в зависимости от климата.

    Сколько времени сохнет древесина в помещении?

    Традиционно считается, что древесина сохнет со скоростью один год на дюйм толщины древесины — как правило.Однако такие переменные, как температура помещения, вентиляция или тип древесины, ускоряют или продлевают время высыхания.

    Сколько времени сохнут дрова после дождя?

    Обычно после дождя дрова сохнут не более недели. Этот график сушки, конечно, будет зависеть от климата и размера кусков дерева.

    Как долго сохнет древесина?

    Выдержка древесины может быть круглогодичным процессом, занимающим от шести месяцев до двух лет.По этой причине люди обычно рубят и хранят древесину в конце зимы и ранней весной, чтобы использовать ее через год.

    Сколько времени гниет мокрая древесина?

    Влажная древесина может начать гнить через 1-6 месяцев, если ее не обработать. Гниение может произойти раньше, если древесина остается в воде или при высокой влажности.

    Что происходит с деревом, когда оно намокает?

    Древесина, как правило, пористая, и вода, скорее всего, проникнет в нее, если она намокнет. Такая влажность может размягчить древесину, вызвать ее разбухание и повредить ее структуру.Кроме того, если древесину не высушить раньше, она может сгнить, развиться мод и водоросли и обесцвечиваться.

    Заключение 

    Знание того, сколько времени требуется мокрой древесине для высыхания, поможет вам правильно спланировать работу по дереву. Вы не хотите использовать древесину со слишком высоким содержанием влаги, что приводит к образованию грибков и водорослей или гниению.

    Поскольку влажная древесина не рекомендуется для деревообработки, мы надеемся, что эта статья поможет вам лучше спланировать свой следующий проект.

    Далее прочтите о сколько времени сохнет обработанная под давлением древесина?

    границ | Оценка предварительной обработки атмосферным воздухом и принудительной сушкой нагретым воздухом для повышения качества различного сырья из лесной биомассы

    Введение

    Малоценная древесная биомасса обычно неоднородна по размеру и имеет высокое содержание влаги (МС) (т.г., порубочные остатки; Аква и др., 2016). Сухое древесное топливо в виде твердых частиц предпочтительнее во многих областях применения из-за его относительной простоты в обращении и хранении, а также из-за его преимущества с точки зрения эффективности сжигания в небольших и менее дорогих системах сжигания. Много исследований было посвящено повышению ценности неоднородной лесной биомассы за счет снижения влажности в период хранения (табл. 1). Поскольку предложение лесных отходов не соответствует спросу на энергию, хранение является необходимым требованием в цепочке поставок.Для покрытия куч биомассы использовался брезент из нескольких типов материалов, однако влияние на содержание влаги в хранимой биомассе различно (Gigler et al., 2004; Afzal et al., 2010; Wetzel et al., 2017). Многочисленные исследования показали, что предварительная обработка биомассы естественной воздушной сушкой (NAD) может быть возможной альтернативой, которая может относительно быстро снизить MC в зеленой щепе/кусках с дополнительным нагревом и без него (таблица 1).

    Таблица 1 . Резюме прошлых литературных исследований, показывающих результаты экспериментов с естественным ветром и сушкой воздуха с дополнительным нагревом и без него.

    Исследования по сушке биомассы атмосферным воздухом включали использование естественного ветра, а также принудительного воздуха (с дополнительным источником тепла и без него). Естественная ветровая сушка основана на естественном кондиционировании материала ветром без каких-либо дополнительных затрат энергии. Гиглер и др. (2004) исследовали сушку кусков ивы естественным ветром и обнаружили, что их можно сушить от 50 до 10% MC w.b. более 5 месяцев. Они пришли к выводу, что такие факторы, как состояние воздуха, размер частиц и размер ворса, влияют на скорость естественной сушки ветром.Афзал и др. (2010) продемонстрировали, что ветровая сушка куч белой березовой щепы, покрытых воздухопроницаемым брезентом, снижает влажность с 60 до 17% (сухой) в течение 1 года. Однако неукрытые брезентом сваи в исследовании Whittaker et al., проведенном в 2018 г. и исследование 2010 г., проведенное Afzal et al. дали разные результаты, показав потерю 12% MC (wb) до увеличения 110% MC (db) соответственно (Afzal et al., 2010; Whittaker et al., 2018). Ветцель и др. (2017) сравнили состояние биомассы лесных отходов, сложенных в течение 1 года в Нью-Брансуике, Канада.Они обнаружили, что укрытие штабелей пластиковым брезентом значительно увеличивало содержание влаги (+33%) хранимой биомассы, в то время как укрытие бумажным брезентом не влияло на содержание влаги. Неукрытая контрольная свая, как и пластиковый тент, набрала влагу (+25%). Эти экспериментальные исследования продемонстрировали некоторый потенциал естественной ветровой сушки древесной биомассы с течением времени, однако существует множество переменных, которые могут влиять на ее эффективность. Поэтому сложно прописать условия и получить предсказуемые результаты.

    Биомасса также может быть высушена с помощью принудительного окружающего воздуха или нагретого воздуха. В Норвегии фермеры внедрили системы сушки, состоящие из перфорированного пола, позволяющего сушить неглубокие слои (Gislerud, 1990). Крыша и стены обычно используются для перенаправления солнечной энергии для повышения эффективности сушки. Мелкослойная сушка с принудительной конвекцией воздуха имеет низкое сопротивление воздушному потоку, что позволяет простым осевым вентиляторам обеспечивать большие объемы воздуха при малых энергозатратах. Тенгесдал и др. (1988) провели эксперимент по сушке, который снизил влажность древесной щепы с 38.от 8 до 14,1% в течение 4 дней, увеличивая содержание энергии биомассы на 4300 кВтч при затратах на 700 кВтч электроэнергии, что приводит к чистому положительному приросту энергии. Другие испытания сушки не показали таких оптимистичных результатов, но вместо этого обнаружили, что энергия, затраченная на создание воздушного потока, была больше, чем увеличение содержания энергии в биомассе (Прайс, 2012). Однако Прайс (2012) отметил, что на скорость потери МС может влиять высокая относительная влажность во время испытаний на сушку.

    Стоимость сушки измельченного и кускового материала с принудительной подачей воздуха одинакова, и управленческое решение вполне может быть продиктовано количеством времени между сбором урожая и доставкой топлива или наличием оборудования для обработки топлива.Различные испытания сушки древесной щепы и/или кусков продемонстрировали успешные результаты сушки материалов до 12–25% MC с помощью различных установок с принудительной подачей воздуха. В целом было обнаружено, что куски древесины сохнут быстрее, чем щепа (Arola et al., 1988; Gjølsjø, 1988; Mivell, 1988; Nurmi, 1988; Sturos, 1988; Jirjis, 1995). Кусочки, имеющие более низкий перепад давления по сравнению с измельченным материалом, требовали меньше энергии для сушки до того же уровня МС. Высокое сопротивление воздушному потоку древесной щепы также приводит к более длительному времени сушки и более высоким затратам энергии по сравнению с более низким перепадом давления щепы и более низким энергопотреблением вентилятора.

    В некоторых случаях системы принудительной сушки воздухом с дополнительным нагревом могут сушить биомассу быстрее и в неблагоприятных для сушки условиях (например, низкая температура и/или высокая относительная влажность). Например, топливная щепа может быть высушена до 12% MC в период с марта по октябрь в Швеции с использованием ненагретого воздуха, но для достижения удовлетворительной сушки в зимние месяцы потребуется дополнительное тепло (Gustafsson, 1988). Nordhagen (2011) сообщил, что прирост теплотворной способности биомассы с гидроэлектроэнергией был больше, чем мощность, используемая для вентиляторов, тогда как другие исследования показали отрицательную чистую энергию с учетом дополнительной используемой тепловой энергии (McGovern, 2007; Price, 2012). ).Макговерн и Прайс показали, что подвод энергии был в 3–4 и 12 раз выше по сравнению с приростом энергии в материале. Ринне и др. (2014) и Atnaw et al. (2017) предположили, что использование солнечной энергии является альтернативой добавлению дополнительного тепла при сушке биомассы.

    Прайс (2011 г.) указал, что остатки свежей древесины можно высушить относительно быстро (2–3 дня) до 25–30% MC с минимальными затратами энергии с использованием вентилятора и окружающего воздуха. Дополнительная сушка возможна с помощью нагретого воздуха, но несколько источников указали, что энергия, используемая для сушки, превышает полученную энергию.Цель этого исследования состояла в том, чтобы определить скорость высыхания древесной биомассы, обнаруженной в Западной Канаде, и оценить возможность использования NAD для оптимизации цепочки поставок биоэнергии. Имеется ограниченная информация об использовании естественной воздушной сушки древесной биомассы в климатических условиях Канады, особенно об использовании дополнительного тепла, оборудования и методов, которые были бы наиболее подходящими на ферме или мелком предприятии.

    Материалы и методы

    Тестовый аппарат

    В Портидж-ла-Прери, Манитоба, было разработано небольшое испытательное устройство, состоящее из шести вертикальных бункеров, каждый из которых подвешен на тензодатчике (Vishay Revere 9363) и оснащен датчиками на разной высоте для мониторинга веса, температуры и влажности в режиме реального времени. (Фигура 1).Каждый силос был оборудован вентилятором (EPM-Papst RG148/1200-3633) и встроенным нагревателем (Omega AHF-14240; только пробный дополнительный нагрев) для обеспечения постоянного потока воздуха и дополнительного тепла для имитации одномерного потока через штабель. /валк биомассы высотой до 4 м. Вентилятор проталкивал окружающий воздух через биомассу снизу и выпускал воздух сверху.

    Рисунок 1 . Небольшая естественная сушка воздуха с возможностью мониторинга в режиме реального времени, регулируемым вентилятором и испытательным прибором нагревателя на шесть циклов.

    В общей сложности шесть вентиляторов и шесть нагревателей были подключены к контроллеру переменной скорости, способному независимо изменять скорость воздушного потока и подачу тепла для каждой колонки. Каждый бункер имел диаметр 0,61 м и высоту 4 м и вмещал ~1,2 м 3 материала. В каждом силосе использовали три датчика температуры/влажности (Measurement Specialties HTM2500LF) для контроля состояния биомассы. Датчики были прикреплены к стальному кабелю, подвешенному к верхней части испытательного устройства и проходящему вертикально около центра каждого бункера.Датчики были расположены вертикально на расстоянии ~ 0,2, 2 и 3,8 м от дна бункера в испытании 2017 г. и отрегулированы на 0,5, 2 и 3,5 м в испытании 2018 г. Рядом с входным отверстием вентилятора был размещен дополнительный датчик для контроля состояния окружающего воздуха. Другие компоненты конструкции включали съемную крышу для минимизации воздействия осадков и раздвижные ворота в нижней части каждого силоса для облегчения процесса загрузки и выгрузки материала.

    Собранные параметры сушки включали температуру воздуха и относительную влажность (RH), температуру биомассы и содержание влаги, вес биомассы, устойчивость к статическому давлению, потребление энергии, а также воздушный поток и скорость нагрева.Эти измерения были использованы для оценки эффективности и целесообразности использования НАД для сушки лесных отходов.

    Испытания естественной воздушной сушки

    В период с августа по октябрь 2017 г. и с сентября по ноябрь 2018 г. было проведено в общей сложности четыре испытания NAD для оценки скорости сушки и потребности в энергии для трех типов древесной биомассы: (i) топливо для свиней, (ii) древесная щепа лесопиления и (iii) лай. Цель испытаний NAD состояла в том, чтобы достичь средней MC 20–25% в каждой колонке или высушить в течение максимум 3 недель, в зависимости от того, что наступит раньше.Испытания были организованы как факторный дизайн 2 × 3 без повторов (таблица 2). Все три материала были протестированы с факторной матрицей «Дизайн 1», в которой сравнивались исходные MC 35–45 % и 45–55 % (в.ч.) и скорости воздушного потока 3,3, 13,4 и 26,8 л·с −1 · м −3 . Кора была повторно протестирована для оценки эффекта дополнительного тепла, «Дизайн 2», в котором сравнивались температурные обработки на 0, 5 и 10°C выше температуры окружающей среды и две скорости воздушного потока 13,4 и 26,8 л·с −1 · м − 3 .

    Таблица 2 . Матрица факторного дизайна NAD.

    Начальная разница влагосодержания была достигнута путем разделения материала на две кучи. Одна куча была оставлена ​​снаружи, незащищенной от окружающей среды, а другая хранилась в хорошо проветриваемом здании. В зависимости от начального МС и погодных условий вода либо добавлялась, либо удалялась из одной кучи для создания дифференциала МС. Материалы смешивали и отбирали образцы перед загрузкой колонок.Скорость воздушного потока была получена путем модуляции вентиляторов и проверки с помощью крыльчатого анемометра (Omega HHF143B), в то время как термообработка контролировалась путем непрерывного измерения разницы температур с помощью двух термопар Т-типа между входом вентилятора и выходом нагревателя. Скорость вентилятора (в об/мин), вес колонок, температура и измерения относительной влажности регистрировались и сохранялись в системе сбора данных (eDAQ). Кроме того, статическое давление и потребление энергии вентиляторами и нагревателями измерялись с помощью манометра (Dwyer 477AV) и регистратора энергии (On-set UX120-018) в начале и в конце каждого испытания.Биомасса была охарактеризована для определения первоначальных физических свойств в каждом испытании с последующим 3-недельным периодом сушки и дальнейшей характеристикой для определения любых изменений свойств.

    Характеристика древесной биомассы

    Топливо для свиней состояло в основном из тополя, но с разным количеством ели, бальзамической пихты и березы. Щепа и кора лесопильного завода были получены из двух разных потоков побочных продуктов при производстве пиломатериалов из соснового бревна в районе Манитоба-Интерлейк-Плейн.Материалы древесной биомассы были охарактеризованы для определения любых изменений их физических свойств, включая МС, объемную плотность, пористость и распределение частиц по размерам. Точно так же были измерены объемные свойства столбцов биомассы, включая массу, высоту, объемную плотность in situ , статическое давление и скорость воздушного потока. Мониторинг свойств колонки количественно определял влияние NAD в течение 3 недель на материал биомассы при штабелировании на высоте 4 м.

    Содержание влаги было измерено в соответствии с методологией, изложенной в ISO 18134-1 и EN 14771-1:2009, а объемная плотность в сжатом и несжатом виде была получена в соответствии с ISO 17828:2015 и EN 15103:2009.Стандарт ISO/DIS 18847 использует метод плавучести; однако этот метод подходит только для измерения пористости однородного биотоплива, такого как пеллеты и брикеты. Поскольку не существует утвержденного стандарта для измерения пористости гетерогенного твердого биотоплива, был использован метод водной пикнометрии Аннана и Уайта (1998). Метод заключался в заполнении круглого контейнера материалом и медленном добавлении воды для вытеснения пузырьков воздуха между твердыми частицами. Пористость определяли путем расчета объема добавленной воды по отношению к общему объему контейнера.Распределение частиц по размерам было измерено в соответствии со стандартами ISO/FDIS 17827-1, EN15149-1:2010 с рекомендованными размерами сит от Agnew and Landry (2016).

    Равновесное содержание влаги

    МС древесины зависит от температуры и относительной влажности окружающего воздуха. Поэтому MC биомассы определяли на основе равновесного содержания влаги (EMC), предложенного Симпсоном (1998). ЭМС достигается, когда МС древесины достигает точки равновесия (при постоянной относительной влажности и температуре в течение длительного периода времени).Уравнения (1)–(5) использовались для расчета ЭМС древесины, окружающей отдельные датчики, где T — температура (°C), h — относительная влажность (десятичная), EMC (десятичная), W, K, K 1 и K 2 — коэффициенты модели адсорбции Хейлвуда и Хорробина (1946).

    ЭМС=1800Вт*(Х2-Х+ К1Х+2К1К2К2х31+ К1Х+ К1К2К2х3)    (1) W=349+1,29T+0,0135T2    (2) K=0,805+0,000736T-0,00000273T2    (3) K1=6,27-0,00938T-0,000303T2    (4) K2=1,91+0,0407T-0,000293T2    (5)

    Эффективность сушки

    Эффективность сушки измерялась двумя методами.Для первого метода постоянно контролировали вес колонок, а сушку определяли путем расчета потери веса до и после сушки. Второй метод использовал отдельные датчики в колонках для определения условий сушки в колонке. Эти датчики контролировали небольшое количество окружающей биомассы и обеспечивали индикацию внутренней температуры и MC (на основе EMC). Энергетический баланс NAD оценивали путем расчета общего прироста (ΔE Total ) между конечной (E F ) и начальной (E S ) энергией биомассы в уравнениях (6)–(8) без учета энергии оборудования. потребление.Уравнения (9) и (10) показывают коэффициент усиления (Коэффициент усиления ) после вычета потребления оборудования (E C ), чтобы проиллюстрировать потенциальный выигрыш/потерю энергии по отношению к начальному содержанию энергии. Низшая теплотворная способность биомассы (NCV) рассчитывалась на основе расчетной влажности материала внутри колонны, а потребление энергии основывалось на потреблении тока оборудованием. Теоретически сушка древесной биомассы приведет к получению материала с более высоким содержанием энергии, поскольку более сухой материал ближе к теоретической более высокой теплотворной способности древесной биомассы.Потеря веса, измеренная внутри колонны, принималась равной потере воды.

    ΔETotal=EF-ES    (6) EF/S=NCVi*WTi*0,2778    (7)

    Где E = энергия (кВтч), NCV = низшая теплотворная способность (МДж/кг), WT = вес (кг), 0,2778 — коэффициент преобразования МДж в кВтч.

    NCVM= NCV0 x (100-M)-2,44M100    (8)

    Где NCV M = низшая теплотворная способность при влажности, М (МДж/кг), NCV 0 = низшая теплотворная способность при 0 % влажности (19 МДж/кг) и M = содержание влаги (в вес. %) (Francescato и другие., 2008)

    Коэффициент усиления=EF-ECES-1    (9)

    Где E C = энергопотребление оборудования, V = вольт (В), I = ток (А) и T = время (часы).

    Результаты и обсуждение

    Свойства биомассы

    Три типа материалов биомассы (топливо свиней, древесная щепа лесопиления и кора) были охарактеризованы по МС, несжатой и сжатой насыпной плотности, а также пористости (таблица 3). В зависимости от типа биомассы и МС диапазоны насыпной плотности в несжатом и сжатом виде составляли 180–340 кг·м −3 и 260–400 кг·м −3 соответственно, а диапазоны пористости в несжатом и сжатом виде составляли 63– 71% и 55–66% соответственно.Топливо из свиней имело самую низкую объемную плотность, сжатую до несжатой (17–18%), за ней следовали щепа лесопильных заводов — 15–23% и кора — 36–51%. Поскольку материал коры мог более плотно сжиматься, это могло иметь более негативное влияние на воздушный поток. Способность коры сжиматься под нагрузкой по сравнению с двумя другими материалами можно увидеть на рисунке 2.

    Таблица 3 . Сводка физических свойств древесной биомассы до NAD (размер выборки 3 для усредненных данных).

    Рисунок 2 .Коэффициенты насыпной плотности и сжимаемости зеленой свиной древесной щепы, щепы и коры при влажности 45, 45 и 43% соответственно.

    Среднее распределение частиц по размеру для топлива из свиней, древесной щепы и коры представлено в Таблице 4. Кривая распределения показывает, что топливо из свиней содержит наибольшее количество мелких частиц, за которыми следуют кора и щепа из древесины лесопильных заводов. Топливо и кора свиней имели более нормальное распределение частиц по размерам в измеренном диапазоне размеров по сравнению с древесной щепой лесопиления, где более 90% (по массе) были обнаружены в 7.Диапазон размеров 5–44,8 мм.

    Таблица 4 . Среднее распределение частиц по размерам для различных материалов древесной биомассы.

    Характеристика колонки биомассы

    Для определения параметров сушки измеряли массу, высоту, статическое давление и скорость воздушного потока каждой колонки, заполненной биомассой. На рис. 3 показано статическое давление системы сушки в зависимости от скорости воздушного потока для четырех обработок NAD. Для первой матрицы конструкции (топливо для свиней, лесопилка и пробная кора 1) материалы имеют различное сопротивление воздушному потоку из-за их физических свойств.При более низких расходах воздуха разница статического давления между материалами практически незначительна. При более высоких скоростях воздушного потока более крупный размер частиц в щепе лесопильного завода приводил к более низкому сопротивлению воздушному потоку при одинаковой скорости воздушного потока, что согласуется с Arola et al. (1988). Это указывает на то, что свойства материала будут влиять на то, сколько воздуха можно экономично использовать для сушки щепы.

    Рисунок 3 . Изменения статического давления при различных расходах воздуха (3, 13, 27 л с -1 ·м -3 ).Отображение результатов для каждого испытания естественной воздушной сушки (топливо для свиней, лесопильная щепа и кора с дополнительным нагревом и без него).

    У дополнительных встроенных нагревателей в «Коре — испытании 2 с нагревом» наблюдалось увеличение статического давления по сравнению с другими испытаниями. Это указывало на то, что вентилятору требовалось больше энергии для обеспечения того же объема воздушного потока во время испытаний с подогревом. Это связано с увеличением расстояния, которое должен пройти воздух, и ограничением потока воздуха от змеевиков нагревателя. Точно так же это показывает, что конструкция системы воздуховодов также влияет на то, сколько энергии будет затрачено на сушку щепы.

    Условия окружающего воздуха

    NAD зависит от осушающей способности окружающего воздуха. Температура, диапазон ЭМС и средние значения для каждого периода времени представлены в Таблице 5, чтобы проиллюстрировать потенциальную эффективность сушки. ЭМС рассчитывается с помощью уравнений (1)–(5), которые основаны на температуре окружающей среды, относительной влажности и коэффициентах модели адсорбции Хейлвуда и Хорробина (1946). Более низкая ЭМС указывает на то, что воздух имеет более высокую способность сушить биомассу из-за его способности поглощать больше воды.

    Таблица 5 . Температура окружающего воздуха, равновесное содержание влаги (ЕМС) и потенциал осушения в различные периоды времени.

    Анализ сушки

    Характеристики сушки в четырех испытаниях показаны на рис. 4, на котором показаны МС биомассы и ЭМС окружающего воздуха за 3 недели. MC биомассы был основан на исходных образцах MC, а также на непрерывных измерениях веса каждого бункера. Кривая ЭМС на каждом рисунке иллюстрирует потенциальную способность окружающего воздуха к осушению, если биомасса подвергалась воздействию этих условий в течение длительного периода времени.Если кривая ЭМС ниже МС биомассы, подаваемый воздух будет сушить щепу. Единственным исключением являются испытания с подогревом, когда добавленное тепло снижает кривую ЭМС из-за повышения температуры.

    Рисунок 4 . Средняя эффективность сушки биомассы с течением времени для каждого исходного материала/испытания по сравнению с локальным равновесным содержанием влаги в окружающей среде (EMC): (A) топливо для свиней, (B) древесная щепа, (C) кора без дополнительного нагрева и (D) кора с дополнительным обогревом (MC L/H , низкое/высокое содержание влаги; A низкое/среднее/высокое , низкий/средний/высокий поток воздуха; H 0/низкий/высокий , нет/ настройки низкой/высокой температуры).

    На рис. 4 показано, что испытание NAD позволило успешно высушить различные материалы из биомассы в летние и осенние месяцы до уровня влажности 25% или ниже в течение 3-недельного периода. Все обработки обеспечили некоторое снижение MC, при этом испытания с более высоким потоком воздуха дали наилучшие результаты при уровне влажности, близком или ниже 20%, во многих случаях. Средняя ЭМС окружающей среды в этот период составляла 12,1% и колебалась от 5 до 23% в зависимости от ежечасных изменений погоды. Таким образом, биомасса будет непрерывно сушиться, если ее МС будет выше 23%.Как только MC упал ниже 23%, биомасса либо приобрела, либо потеряла влагу в зависимости от условий окружающей среды. Это наблюдалось ближе к концу испытания (~ день 16 с топливом из свиней), когда материал биомассы увеличивался в MC из-за продолжительного периода высокой влажности. Чтобы преодолеть это ограничение оборудования, можно использовать систему управления для максимизации эффекта NAD при минимизации энергопотребления при работе вентилятора в неблагоприятных условиях. Это наблюдение было аналогично выводам Прайса (2012), который указал, что гигрометры обычно используются для запуска сушки зерна, когда относительная влажность падает ниже заданного порога, чтобы повысить эффективность.

    При сравнении скоростей сушки, полученных при различных обработках свиным топливом (рис. 4А), исходное содержание влаги (MC L и MC H ) оказало меньшее влияние по сравнению со скоростями воздушного потока (A Low , A Med и A High ). Обработки с низким потоком воздуха (A Low ) показали самую низкую среднюю эффективность сушки с разницей около 15 %, за ней следовал средний поток воздуха (A Med ) с 30 % и высокий поток воздуха (A High ) с 37 % в течение 22 дней. дней.Более высокие скорости воздушного потока указывали на более высокую скорость сушки в течение всего испытания, но скорость сушки (% день -1 ) постепенно снижалась по мере уменьшения разницы между МС биомассы и ЭМС окружающей среды. Более высокие скорости воздушного потока (A Med и A High ) продемонстрировали видимое суточное изменение MC, что указывало на разный потенциал сушки в зависимости от дня и ночи. Наклон кривой сушки был больше при более высоких температурах в середине дня и меньше ночью.Трудно сравнить влияние отдельных материалов биомассы на скорость сушки из-за различных сезонных периодов и связанных с ними ЭМС в ходе испытаний.

    Таким образом, обработка с низким расходом воздуха (A Low , 3,3 Ls −1 м −3 ) в первых трех испытаниях с топливом из свиней, щепой и корой показала низкую среднюю скорость сушки 15, 9 и 9% в течение 3 недель соответственно. Обработка со средним потоком воздуха (A Med , 13,4 Ls -1 м -3 ) привела к эффективности сушки 30, 24 и 17% по сравнению с обработкой с высоким потоком воздуха (A High , 26.8 Ls −1 м −3 ) составило 37, 34 и 23% соответственно. Низкие скорости воздушного потока не смогли достичь целевого MC через 3 недели. Таким образом, «Средняя» и «Высокая» скорость воздушного потока могут быть рекомендованы в качестве отправной точки для масштабирования приложения NAD в трехмерной системе хранения, если желательны аналогичные временные рамки и характеристики высыхания. Во-вторых, этими кривыми сушки можно манипулировать (с ограничениями) для оценки необходимого воздушного потока и продолжительности в разные месяцы для получения конкретных характеристик сушки.Эти скорости сушки являются кратким описанием потенциальных характеристик сушки NAD, и их не следует сравнивать, поскольку на эти испытания влияют факторы сушки (материал и погодные условия), предложенные Gigler et al. (2004).

    Результаты NAD с тремя типами биомассы показали, что обработка средним (A Med ) и высоким потоком воздуха (A High ) была способна удалить около 17–30% MC и 23–37% MC в течение 3 недель соответственно. При сравнении этих результатов с исследованиями NAD в Таблице 1 эффективность очень похожа на результаты исследования Mivell (1988), где материал MC высыхал примерно на 30% в течение 2-недельного периода.Другие исследования показывают различные периоды сушки, от 1 дня до 12 недель. Поэтому нецелесообразно сравнивать характеристики сушки, когда продолжительность резко различается.

    Четвертое испытание с использованием материала коры и дополнительного нагрева с двумя скоростями воздушного потока было проведено для оценки возможности сушки при неоптимальных условиях окружающего воздуха. Скорость сушки при среднем воздушном потоке (A Med ) при отсутствии, низком и сильном нагревании (H 0 , H Low , H High ) составляла 13, 14 и 15% соответственно.Точно так же скорость сушки при высоком потоке воздуха (A High ) составила 19, 23 и 26% соответственно. На рис. 4D показана заметная разница в производительности сушки при двух расходах воздуха с меньшим влиянием дополнительного тепла. Каждая дополнительная термообработка (на 5°C выше окружающего воздуха) повышала эффективность сушки примерно на 1% при среднем потоке воздуха и на ~3% при сильном потоке воздуха. Этого можно было ожидать, поскольку элементы управления нагревателем были спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать большее количество тепла до тех пор, пока не будет достигнута заданная разница температур.Таким образом, нагреватели пропорционально добавляли больше тепла к более высокому потоку воздуха по сравнению с более низким потоком воздуха, тем самым повышая эффективность сушки.

    Предварительная оценка энергопотребления

    Для энергетической оценки испытаний изменения энергетической ценности (кВтч) биомассы до и после сушки показаны для каждого испытания без учета затрат на работу вентиляторов и нагревателей (уравнение 6). Чистый прирост энергии (%) давал указание на прирост или потерю по сравнению с начальным содержанием энергии после вычета входной энергии (уравнение 9).В целом, более высокий положительный чистый баланс продемонстрировал более высокую эффективность лечения (рис. 5, 6). Эти энергетические расчеты были основаны на ограниченном количестве образцов и не учитывают все факторы, влияющие на полезное энергосодержание материалов (например, содержание золы, эффективность сгорания в системе и т. д.).

    Рисунок 5 . Прирост энергии (ΔE) (кВтч) от естественной воздушной сушки биомассы без дополнительного тепла, а также чистый прирост энергии (%) (включая потребление энергии оборудованием) для топлива из свиней, древесной щепы и коры.

    Рисунок 6 . Выигрыш в энергии (ΔE) (кВтч) от естественной воздушной сушки материала коры с дополнительным теплом и без него, а также чистый выигрыш в энергии (%) с учетом энергопотребления оборудования.

    На Рисунке 5 показана потенциальная экономия энергии на свином топливе, древесной щепе и материалах коры, когда дополнительное тепло не добавлялось. В этих испытаниях измерялся прирост энергии (ΔE) в размере 80–230 кВтч для каждой обработки без учета подводимой энергии 7–35 кВтч, при этом измерялся общий коэффициент полезного прироста энергии 8–32% по сравнению с исходным содержанием энергии биомассы.Более высокие скорости воздушного потока привели к более высокому общему приросту энергии во всех трех материалах из-за увеличения удаления воды. Однако коэффициент полезного прироста энергии показал, что разница между высокой и средней скоростью воздушного потока была минимальной с учетом дополнительной энергии, потребляемой вентилятором, работающим на более высокой скорости. Это говорит о том, что самый высокий расход воздуха, 26,8 л·с 90 749 -1 90 750 · м 90 749 -3 90 750 , может удалить больше воды только в том случае, если увеличение энергопотребления оправдано. Самый низкий расход воздуха, 3.3 л·с 90 749 -1 90 750 · м 90 749 -3 90 750 , обеспечивали наименьший прирост энергии от 8 до 22%, но все же обеспечивали положительный чистый прирост энергии. Существует потенциал для оптимизации использования энергии путем регулирования работы вентилятора до заданного значения потери воды. Макговерн (2007) сообщил, что существует потенциал для снижения энергии сушки путем отключения вентиляторов, когда скорость сушки замедляется или прекращается. Независимо от оптимальной отдачи, эти результаты демонстрируют потенциал НАД как энергоэффективного метода сушки биомассы благодаря положительной чистой отдаче во всех испытаниях.

    В сопоставимых отчетах о сушке Tengesdal et al. (1988) и Прайс (2012) величина масштаба, продолжительность сушки, климат, материал и установка отличались от нашего исследования. Тенгесдал и др. показал прирост энергии 4300 кВтч при подводимой энергии 700 кВтч, в то время как Прайс показал прирост 293 кВтч при подводимой энергии 665 кВтч. Прайс (2012) и Tengesdal et al. (1988) провели анализ сушки в течение 1 и 3 дней соответственно, по сравнению с 3 неделями в этом исследовании. Тенгесдал и др. также высушенные щепки на меньшей глубине 0.75 м по сравнению с 4 м в нашем исследовании. Эти различия подчеркивают важность оптимизации NAD для различных требований пользователя к хранилищу, где результаты могут сильно зависеть от настройки оборудования, объема биомассы и схемы протокола. Дополнительное тепло потенциально может улучшить сушку, когда условия окружающего воздуха не подходят для удаления воды. На рис. 6 сравнивается энергетический баланс, когда к воздушному потоку добавляется дополнительное тепло для сушки материала коры. Как и в испытаниях без дополнительного обогрева, более высокая скорость воздушного потока давала более высокий прирост энергии (ΔE) 129–134 кВтч по сравнению со средней скоростью воздушного потока 92–102 кВтч.Однако увеличение энергии для питания вентиляторов и нагревателей на 18–256 кВтч устранило прирост энергии биомассы и привело к приросту энергии от 3 до -13% (коэффициент усиления ) по сравнению с исходным содержанием энергии биомассы. Эти результаты показали меньшие потери по сравнению с McGovern (2007 г.) и Price (2012 г.), в то время как прибыль была меньше по сравнению с Nordhagen (2011 г.). Макговерн (2007), Прайс (2012) и Нордхаген (2011) сообщили о приросте энергии и потребляемой энергии в размере 4 033 кВтч при потреблении энергии 14 385 кВтч, 104 кВтч при потреблении энергии 1380 кВтч и 2500 кВтч при потреблении энергии 270–556 кВтч. соответственно.Из-за различий в экспериментальной установке и условиях множество переменных затрудняет прямое сравнение этих результатов. Например, Макговерн использовал зерносушилку, которая использовала горячий воздух с температурой 60°C в течение 1 дня, в то время как Прайс использовал котел на биомассе, обеспечивающий окружающий воздух с температурой 30°C в течение половины дня. Nordhagen (2011) использовал избыточное тепло гидроэлектростанций для повышения температуры сушилки до 15–26°C, и это требовалось только для питания вентилятора в течение максимум 6 дней. Тем не менее, испытания без дополнительной термической обработки показали самый высокий коэффициент прироста энергии ~ 8–9% даже в более холодном климате в период с октября по ноябрь в Западной Канаде.Однако материал не достиг целевого значения 25% MC в течение 3 недель. Технология рекуперации тепла/собственной рекуперации тепла сделает использование дополнительного тепла намного более выгодным за счет минимизации потерь энергии, а также сокращения времени сушки. Лю и др. (2014) обнаружили, что сушилки с рекуперацией тепла могут снизить потребление энергии на 75–85,7% по сравнению с обычными сушилками. Такие усовершенствования систем сушки значительно снизят затраты энергии, связанные с тепловой сушкой, но, вероятно, потребуется время, чтобы их широко внедрить (особенно за счет небольших операций по хранению биоэнергии/биомассы).

    Резюме

    Это исследование показало, что потребление энергии без дополнительного тепла в теплые месяцы в Западной Канаде может привести к увеличению энергии на 9–32% по сравнению с исходным содержанием энергии биомассы в течение 3 недель. Дополнительные тепловые испытания показали прирост энергии от 3 до -13% в течение 3 недель из-за требуемой дополнительной энергии. Следовательно, рекуперация отработанного тепла будет необходима, чтобы сделать дополнительное тепло более выгодным.

    В таблице 6 показано общее время и энергия, затраченные на каждую обработку либо для сушки до 25% MC, либо до минимального MC, рассчитанного к концу 3-недельного испытания.Можно видеть, что несколько обработок позволили высушить материал до целевого уровня 25% MC намного быстрее, чем другие, где на время сушки могли значительно повлиять простые модификации. Например, топливный материал из свиней (MC L -A Med , MC L -A High ) показал, что более высокий поток воздуха позволил сократить время сушки на 3 дня при увеличении на 1 кВтч ( Таблица 6). Таким образом, в ситуациях, когда выгоды от экономии времени перевешивают увеличение затрат на энергию, может быть предпочтительнее более высокий поток воздуха (учитывая, что используемая энергия все еще зависит от других факторов, таких как мощность осушения воздуха).Будущие исследования NAD должны включать более подробный анализ чувствительности, чтобы выделить общие затраты и выгоды для нескольких материалов древесной биомассы, параметры сушки, факторы окружающей среды, а также желаемые экономические и временные цели.

    Таблица 6 . Общее время и энергия, используемые для доведения материала до средней 25% MC, или энергия, используемая в течение всего периода сушки.

    Выводы

    Экспериментальные испытания в этом исследовании показали, что естественная сушка на воздухе (NAD) древесной биомассы с дополнительным теплом и без него приводит к чистому приросту энергии от 3 до -13% и 9–32% соответственно.Было показано, что NAD обладает высоким потенциалом в качестве стратегии предварительной обработки для улучшения хранения древесной биомассы, однако сезонность, скорость принудительного воздушного потока и равновесное содержание влаги будут важными факторами, которые следует учитывать при определении возможного выигрыша в энергии. Оптимизация также должна учитывать требования пользователя к хранению, поскольку иногда может потребоваться более быстрое время сушки при более высоких затратах энергии (например, увеличение скорости вращения вентилятора). Использование дополнительного тепла следует тщательно оценивать в каждом конкретном случае из-за увеличения потребности в энергии.Хотя технология рекуперации тепла может повысить эффективность сушки древесной биомассы, она необходима для увеличения чистого прироста энергии.

    Заявление о доступности данных

    Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без неоправданных оговорок квалифицированным исследователям.

    Вклад авторов

    JA, SM, SK и SW: концептуализация. LG, JA, SW и SM: приобретение финансирования. LG, SK и JA: надзор.JM, HL, LG, JA и CH: исследования и исследования. JM, HL и LG: письмо (первоначальный вариант). CH, JM и SK: визуализация и написание (обзор и редактирование). LG, JA, SM и SV: ресурсы.

    Финансирование

    Это исследование финансировалось Министерством природных ресурсов Канады, Управлением сельского хозяйства Манитобы и Центром прикладной биоэнергетики PAMI.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Это исследование было бы невозможно без вклада исследовательской группы, созданной в рамках программы ecoEIP NRCan для технических консультаций и рекомендаций. Особая благодарность SW, SK и CH за их вклад в создание этого журнала. Наконец, мы хотим отметить щедрый вклад местных заинтересованных сторон, которые предоставили материалы для тестирования и вклад в исследовательскую программу.

    Каталожные номера

    Аква, Г., Кригстин С., Ветцель С., Купер П. и Кормье Д. (2016). Неоднородность остатков лесозаготовок от заготовок биомассы в восточном Онтарио. Лес Прод. Дж. 66, 3–4. doi: 10.13073/FPJ-D-14-00098

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Агнью, Дж., и Лэндри, Х. (2016). Характеристика древесной биомассы для крупномасштабной недорогой сушки во время хранения . Гумбольдт: Отчет PAMI.

    Академия Google

    Аннан, Дж., и Уайт, Р. (1998).«Оценка методов измерения воздушной пористости в компостах из муниципальных твердых биологических веществ и древесной щепы», в Composting in the Southeast-Proceedings of the Southeast Conference 1998 (Афины).

    Академия Google

    Арола, Р. А., Стурос, Дж. Б., и Рэдклифф, Р. К. (1988). «Исследования по сушке древесных массивов с использованием лиственных пород северной части США», в Proceedings of the LEA~BE Conference Task III~Activity 6 and 7 , ed B.-O. Даниэльссон (Гарпенберг: Департамент операционной эффективности, Шведский университет сельскохозяйственных наук), 101–119.

    Академия Google

    Атно, С., Бин Че Ку Яхья, К., и Джама Оумер, А. (2017). «Разработка системы сушки солнечной биомассы», в MATEC Web of Conferences , Vol. 97 (Хошимин). doi: 10.1051/matecconf/20179701081

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Франческато, В., Антонини, Э., и Бергоми, Л. К. (2008). Справочник по древесному топливу . Леньяро: AIEL – Итальянская ассоциация агролесоэнергетики.

    Академия Google

    Гиглер, Дж.К., ван Лун, В.К.П., и Сонневельда, К. (2004). Эксперимент и моделирование параметров, влияющих на естественную ветровую сушку кусков ивы. Биомасса Биоэнергетика 26, 507–514. doi: 10.1016/j.biombioe.2003.09.004

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Гьёльшё, С. (1988). «Сравнительные исследования по хранению и сушке щепы и кусков в Норвегии», в Proceedings of the IEA/BE Conference Task III/Activity 6 and 7, Res. Записка № 134 , изд. Б.-О. Даниэльссон (Гарпенберг: Департамент операционной эффективности, Шведский университет сельскохозяйственных наук), 47–71.

    Академия Google

    Густафссон, Г. (1988). «Принудительная воздушная сушка щепы и кусковой древесины», в Proceedings of the LEA/BE Conference Task III ~ Activity 6 and 7, Res. Записка № 134 , изд. Б.-О. Даниэльссон (Грапенберг: Департамент операционной эффективности, Шведский университет сельскохозяйственных наук), 150–62.

    Академия Google

    Хейлвуд, А. Дж., и Хорробин, С. (1946). Поглощение воды полимерами: анализ в рамках простой модели. Пер. Фарадей Сок. 42, B084–B092. дои: 10.1039/tf946420b084

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Лю Ю., Азиз М., Канша Ю., Бхаттачарья С. и Цуцуми А. (2014). Применение технологии саморекуперации тепла для энергосбережения в системе сушки биомассы. Топливный процесс. Технол . 117, 66–74. doi: 10.1016/j.fuproc.2013.02.007

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Макговерн, Р. (2007). Отчет об испытаниях фермерских зерносушилок для снижения влажности щепы .Отчет отдела консультационных услуг SAC. Абердин: Крейбстон.

    Академия Google

    Мивелл, Т. (1988). «Сравнения запасов пиломатериалов и топливной щепы в Швеции», в Proceedings of the LEA~BE Conference Task III/Activity 6 and 7, Res. Записка № 134 , изд. Б.-О. Даниэльссон (Гарпенберг: Департамент операционной эффективности, Шведский университет сельскохозяйственных наук), 90–100.

    Академия Google

    Нордхаген, Э. (2011). Сушка щепы избыточным теплом от ДВУХ гидроэлектростанций в Норвегии .Формек Австрия.

    Академия Google

    Нурми, Дж. (1988). «Сушка пиломатериалов – влияние размера частиц на скорость сушки», в Proceedings of the LEA/BE Conference Task III/Activity 6 and 7, Res. Записка № 133 , изд. Б.-О. Даниэльссон. Рез. Примечание нет. 134 (Гарпенберг: Департамент операционной эффективности, Шведский университет сельскохозяйственных наук), 39–46.

    Академия Google

    Прайс, М. (2011). Сушка щепы. Лесные исследования Великобритании.Ссылка на отчет FCPR045.

    Академия Google

    Прайс, М. (2012). Активные испытания сушки щепы – 1 . Отчет о работе Комиссии по лесному хозяйству 076 — Расширенное резюме.

    Академия Google

    Ринне С., Холмберг Х., Мюллимаа Т., Конту К. и Сири С. (2014). Сушка древесной щепы в сочетании с комбинированным производством тепла и электроэнергии или солнечной энергии в Финляндии. евро. физ. Ж. конф. 79:03008. дои: 10.1051/epjconf/20137

    8

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Симпсон, В.Т. (1998). Равновесное содержание влаги в древесине на открытом воздухе в США и во всем мире . Лаборатория лесных товаров, Лесная служба, Министерство сельского хозяйства США, Исследовательская записка FPL-RN-0268.

    Академия Google

    Стурос, Дж. (1988). «Сопротивление кусковой древесины воздушному потоку», в Proceedings of the LEA/BE Conference Task llI/Activity 6 and 7, Res. Примечание № 133 , изд. Б. О. Даниэльссон (Гарпенберг: Департамент операционной эффективности, Шведский университет сельскохозяйственных наук), 181–90.

    Академия Google

    Тенгесдал, Г., Фесте, И., и Грёнлиен, Х. (1988). «Сушка щепы в универсальной сушилке со строительным солнечным коллектором», в Proceedings of the IEA/BE Conference Tasks III Activity 6 and 7, Res. Примечание № 134 , изд. Б. О. Даниэльссон (Гарпенберг: Департамент операционной эффективности, Шведский университет сельскохозяйственных наук).

    Академия Google

    Ветцель С., Вольпе С., Дамианопулос Дж. и Кригстин С. (2017). Можно ли сохранить качество биомассы за счет укрытия измельченных придорожных куч биомассы брезентом? Леса 8:305.дои: 10.3390/f80

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Уиттакер, К., Йейтс, Н. Э., Пауэрс, С. Дж., Мисселбрук, Т., и Шилд, И. (2018). Потери сухого вещества и изменение качества при кратковременном хранении порослевой ивы в виде щепок или стержней. Биомасса Биоэнергетика 112, 29–36. doi: 10.1016/j.biombioe.2018.02.005

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.