Измерение влажности древесины в сушильной камере

В течение процесса сушки пиломатериалов в сушильной камере необходим постоянный контроль за влажностью древесины. Её измерения важно производить на всех этапах, поскольку это главный показатель, который характеризует момент окончания сушки и определяет режимные параметры всего процесса.

Режим сушки древесины — это ступенчатая программа, которая поддерживает определённую среду (температура и влажность) в сушильной камере. По мере снижения влажности пиломатериалов режимные параметры изменяются в сторону увеличения температуры с одновременным снижением влажности воздуха.
Упрощённо режим сушки древесины выглядит следующим образом:

• начальная влаготеплообработка;
• первая ступень (влажность древесины Wдр>35%);
• вторая ступень (Wдр=35-20%);
• третья ступень (Wдр<20%);
• конечная влаготеплообработка.
Для перехода с одной ступени на другую нужны данные о влажности древесины.

Способы измерения влажности древесины в сушильных камерах

1. Весовой (по контрольным образцам).
   Заключается в прямом измерении количества удаленной из древесины влаги. Оценку влажности проводят путём сравнения массы двух образцов — влажного и абсолютно сухого. Влажность определяют по формуле:

где:
· Mвл — масса влажного образца
на момент измерения;
· M0 — масса образца
в абсолютно сухом состоянии;
· Mводы — масса воды в образце

Способ позволяет наиболее точно определить уровень влажности древесины, но его практически не применяют из-за чрезмерной длительности процесса. Использование современных высокопроизводительных сушильных камер требует более оперативного управления процессом сушки, и измерение влажности необходимо проводить значительно быстрее.

2. По массе штабеля пиломатериалов.
   При помощи этого метода влажность определяют также весовым способом, но в отличие от предыдущего в рамках этого измерения проводят ориентировочный расчёт массы штабеля по плотности древесины. Сегодня метод практически не применяют, так как оборудование для взвешивания штабеля слишком громоздко, а влажность пиломатериалов оценивают косвенным путём в зависимости от влажности штабеля в среднем.

3. По усадке штабеля пиломатериалов.
   Древесина в процессе удаления из неё влаги уменьшается в размерах, т. е. даёт усадку (по толщине и ширине). Влажность оценивают по усадке штабеля в сравнении с первоначальной отметкой. Способ редко применяют из-за большой неточности измерения.

4. Измерения влажности древесины влагомером.
   Это самый распространённый способ измерения влажности древесины. По методу измерения влагомеры бывают кондуктометрические (игольчатые) и диэлькометрические (ёмкостные, индуктивные, безыгольчатые, электромагнитные).
   
   На точность измерения последних оказывает влияние множество разных факторов: совокупность неровностей и размер поверхности измерения, направление слоёв роста древесины, неравномерность распределения пороков древесины и влажности внутри измеряемого сортимента. Поэтому наибольшее распространение на практике получили игольчатые влагомеры, в которых иголки датчика внедряют непосредственно в древесину, а измерение построено на зависимости её сопротивления от уровня влажности. Широкое распространение игольчатых влагомеров также обусловлено высокой точностью измерения и простотой конструкции.

Применение на практике

В большинстве случаев на сушильных участках деревообрабатывающих предприятий начальную влажность пиломатериалов перед сушкой не измеряют. Пиломатериалы, уложенные в штабеля, загружают в сушильную камеру, и процесс сушки начинают практически вслепую.

Нередко начальную влажность древесины принимают по высокому значению 50-60%, что приводит к чрезмерному удлинению первой ступени режима сушки, а это в свою очередь увеличивает энергозатраты на сушку.

Для измерения влажности древесины предприятия приобретают ручные измерители влажности (влагомеры), полагая, что прибор понадобится только на завершающей стадии сушки, когда сушильную камеру открывают, производят замеры влажности древесины и по их результатам принимают решение, продолжить сушку или завершить.

Прерывание процесса сушки ведёт к нарушению режима и появлению значительной погрешности при определении влажности. Кроме того, ручные влагомеры предназначены только для измерения влажности древесины при комнатной температуре (18-20 0С), а температура измеряемой древесины значительно превышает этот уровень.

На практике замеры влажности проводят в тех участках штабеля, которые доступны при открытой двери сушильной камеры (например, в торце), либо путём снятия верхних досок и замера их влажности.

С помощью ручного влагомера также возможно провести измерение влажности пиломатериалов в процессе сушки по всему объёму штабеля. Для этого в различные его части укладывают контрольные образцы. В процессе сушки их можно вынуть из сушильной камеры, охладить и произвести замеры.

Таким образом, даже ручной влагомер позволяет проводить непрерывный контроль влажности высушиваемых пиломатериалов в ходе сушки древесины в камере. С его помощью можно выполнить сушку с большей точностью и довести древесину до необходимой конечной влажности, повысить качество высушенной древесины и снизить энергозатраты на весь технологический процесс.

Текст: Николай Ладейщиков, директор ООО «Уралдрев-СКМ»