Подводные камни в сушке древесины

Как известно, за качественный результат отвечает целый комплекс переменных, это же касается и работы с древесиной. Любые нарушения процесса сушки пиломатериала приведут к дефектам, а значит, потере финансов предприятия. Эксперты, которые разбираются в проектировании сушильных камер, могут сказать, что плохому танцору, то есть оператору, всегда оборудование мешает. Однако, если сразу учесть все тонкости, продумать проект и выбрать подходящее оснащение, пенять на ошибки техники работникам не придётся.

Работа над ошибками

«Сушильная камера древесины — это очень важная часть технологического цикла любого деревообрабатывающего предприятия. Особенности её расположения, способ загрузки, технологическая карта — всё это должно быть учтено при проектировании. Этот этап требует глубокого понимания процессов сушки древесины, точных расчётов тепломассообмена, учёта специфики сырья, применения качественных материалов и оборудования и обязательного включения систем точного контроля и безопасности.

Экономия на этапе проектирования почти всегда приводит к многократным потерям в эксплуатации», — предостерегает коммерческий директор ООО «Группа компаний «Ижевский промышленник» Игорь Скирда и предлагает изучить топ ошибок при проектировании сушильных камер и их последствия, ведь всегда лучше учиться на чужом печальном опыте.

Планирование и расчёт — два кита, на которых должна базироваться работа конструкторов.

«При проектировании сушильных камер можно допустить ряд критических ошибок, которые приводят к браку продукции, повышенным затратам и даже авариям. Неверная оценка производительности камеры приведёт к тому, что слишком маленькая или большая камера не будут соответствовать задачам производства.

Кроме этого, нельзя игнорировать специфику древесины: понимание различий между породами (хвойными/лиственными), толщины пиломатериала, начальной влажности поможет подобрать правильный режим сушки, а значит, избежать растрескивания, коробления, остаточного напряжения и неравномерной просушки», — выделяет основу эксперт.

Говорят, что дьявол кроется в деталях, а потеря температуры внутри агрегата — в неправильном расчёте подачи тепла. В конструкции самой камеры также есть масса особенностей, которые играют ключевую роль в её эффективности.

«Заниженные мощности по кВт энергии, недостаточное утепление ограждений камеры ведут к большим теплопотерям, увеличению сроков сушки, а камера не набирает необходимую температуру. Безграмотный расчёт аэродинамики и установка форсунок для увлажнения воздуха внутри оборудования приводят к застойным зонам и плохому просушиванию досок в этих местах», — перечисляет генеральный директор ООО «Вакуум Плюс 2000» Сергей Ягодзинский.

По мнению специалистов, система вентиляции заслуживает особого внимания. Так, плохая геометрия камеры, неудачное расположение осевых вентиляторов, неправильный расчёт скорости и равномерности потока воздуха гарантированно обеспечат застойные зоны и участки с избыточной скоростью просушивания. Результатами могут быть пересушка в одних штабелях, недосушка в других, коробление, растрескивание. А это одна из самых частых причин брака, подчёркивает Игорь Скирда.

Экономия на изоляции или использование неподходящих материалов чревата колоссальными теплопотерями до 30-50% энергии, невозможностью стабильно поддерживать температуру, образованием конденсата на внутренних поверхностях. Кроме порчи материала, это вызывает гниль, плесень и коррозию каркаса камеры.

Те, кто не поленится и предусмотрит надёжную герметизацию, а именно позаботится об устранении щелей в дверях, стенах, местах ввода коммуникаций, смогут уберечь производство от потери тепла и влаги, а также неконтролируемого воздухообмена с цехом и улицей. Это даст возможность точно управлять параметрами среды в камере, перерасходом энергии и образованием конденсата.

«Немаловажную роль играет и качество устанавливаемого оборудования. Нарушения всегда пагубно отражаются как на характеристиках высушиваемого материала, так и на времени, затраченного на процесс. Зачастую это приводит к финансовым издержкам производителей конечного продукта.

Неправильно произведённый расчёт в подборе вентиляторов может вызвать слабое движение сушильного агента через высушиваемый материал, что обернётся плесенью и образованием грибков, а сильная циркуляция приведёт к образованию трещин и короблению.

Качество использованного оборудования также играет ключевую роль, влияющую на бесперебойность и безаварийность работы камер. Применение материалов, коррозирующих в агрессивной среде, ведёт к поломкам, простоям, потерям прибыли и, как я считаю, очень важным последствиям — репутационным издержкам предприятий», – поясняет технический директор ООО «ПК «САЛМА» Сергей Яковенко.

Кроме самого оборудования, играет роль и место его расположения. Законы фэншуй здесь ни при чём: осевые вентиляторы, теплообменники, система увлажнения, воздушные клапаны должны быть смонтированы так, чтобы обеспечивать проектные параметры и не мешать друг другу. В противном случае пользователей ждут неэффективная работа системы, локальные перегревы и преждевременный износ оборудования.

«Недостаточная мощность теплообменников препятствует быстрому прогреву камеры и древесины, что приводит к длительному циклу сушки, невозможности работы в зимний период. А низкая производительность осевых вентиляторов задаёт такую же скорость воздуха над штабелями и приводит к замедленной влагоотдаче, неравномерности сушки, конденсату.

Отсутствие системы увлажнения делает невозможным предотвращение стремительного падения влажности на начальных этапах сушки, и на выходе производитель получит материал с поверхностным растрескиванием торцов и пласти. В то же время отсутствие или неэффективная работа системы воздушных клапанов приведёт к чрезмерному насыщению среды влагой, замедлению процесса сушки, риску конденсации и развитию плесени», — продолжает перечислять г-н Скирда.

Ошибкам в системе контроля и автоматизации обычно уделяют мало внимания, и зря, считает эксперт. Если датчики температуры и влажности установлены неудачно или отсутствуют, контроллер получает ложную информацию о реальных условиях в штабелях, сбивается с режима, и оборудование выдаёт брак.

Как уже упоминалось, к каждому типу древесины нужен свой подход, а, если система измерения влажности в виде контактных и бесконтактных датчиков не интегрирована в систему управления либо вовсе не предусмотрена, обеспечен риск неконтролируемой сушки. В случае недостаточной эффективности этого процесса пиломатериал поведёт при дальнейшей обработке, а при излишнем удалении влаги древесина станет хрупкой и будет растрескиваться.

Огрехи системы управления: недостаточная гибкость программ, ошибки логики, ненадёжные компоненты — не могут гарантировать высокий результат и отсутствие брака.

«Экономить на оборудовании можно, но, когда вопрос касается надёжности компонентов, которые функционируют 24/7 практически 300 дней в году, тут надо быть предельно осторожным. В погоне за дешевизной можно попасть не только на простои, порчу дорогого материала, которые приведут к потере прибыли и вдобавок к репутационным издержкам. Имя надёжного производителя нарабатывается годами, а потерять его можно, погнавшись за мнимой экономией», — предостерегает Сергей Яковенко.

Официальный представитель SECAL на территории РФ и стран СНГ Мария Акимова также считает, что ничего плохого в экономии на оборудовании нет, только делать это нужно с умом. Нельзя просто выбирать самое дешёвое оборудование в надежде на чудо. Важно учитывать долгосрочную перспективу и потенциальные риски.

«Сократить расходы без существенных потерь можно, предварительно проанализировав потребности предприятия. Прежде всего, определите, какое именно оборудование вам действительно необходимо. Часто бывает, что мы покупаем избыточные мощности или функции, которыми никогда не воспользуемся.

Тщательно продумайте, какие задачи оно должно решать на производстве, и выбирайте модели, соответствующие этим требованиям. В некоторых случаях покупка подержанного оборудования может быть отличным способом сэкономить. Особенно это актуально для техники, которая не подвержена быстрому износу или моральному устареванию.

Отмечу, что здесь важно тщательно проверить состояние оборудования перед покупкой и убедиться в наличии гарантии или возможности ремонта. Кроме того, можно не тратить финансы на покупку собственных агрегатов и рассмотреть вариант аренды. Если оборудование требуется вам лишь время от времени, аренда нормального сушильного комплекса может быть более выгодным решением, чем покупка.

Это позволит избежать затрат на обслуживание, хранение и амортизацию», — предлагает варианты г-жа Акимова и подчёркивает, что экономия на оборудовании — это не просто сокращение расходов, а грамотное управление ресурсами.

Здесь очень важно найти баланс между ценой и качеством, учитывать долгосрочную перспективу и с осторожностью подходить к вещам, которые могут негативно сказаться на безопасности, качестве продукции или репутации компании.

Увеличиваем производительность

Современных способов увеличить производительность сушильных камер без ущерба для качества древесины существует множество, и эксплуатантам техники они хорошо известны. Например, это можно сделать за счёт высокотемпературной сушки при большой влажности воздуха, когда температура в камере поднимается до 95-105 °С.

«Производительность камер — величина условная и зависит от многих факторов, таких как сезонность, начальная и конечная влажность пиломатериала, требуемое качество и так далее. Соответственно, поиск тонких граней между скоростью сушки и качеством всегда требует от операторов мастерства, знаний и профессионализма.

Даже самая совершенная автоматика не всегда решит сложные задачи, потребуется участие грамотного думающего специалиста. Чисто технически, устанавливая более производительное оборудование по теплу и воздуху, можно применять более форсированные режимы, сокращающие время сушки, но всё должно быть точно взвешено и контролируемо», — делает акцент Сергей Яковенко. Поэтому напоминаем, что лайфхаки разных пользователей не являются прямым руководством к действию.

«Оптимизация направлена на сокращение времени цикла, увеличение загрузки и снижение простоев. Выбор оптимальных решений зависит от типа камер, специфики сырья, требуемого качества, бюджета и масштабов производства. Начинать всегда стоит с аудита существующих процессов и выявления „узких мест”», — поясняет Игорь Скирда и предлагает проверенные способы.

Для того чтобы сократить время простоя оборудования между циклами, он рекомендует использовать погрузчики с боковым смещением, автоматические штабелёры или роботизированные системы для быстрой и точной установки пакетов в камеру и на тележки. Такое решение упростит и ускорит загрузку, а также позволит более плотно заполнить камеры.

«Автоматизация процесса — залог оптимизации режимов сушки и управления системами агрегата. Так, автоматическая корректировка температуры, влажности и скорости воздуха на основе текущих показаний в камере позволяют вести процесс на грани допустимого без брака, к тому же сокращает его время. Кроме того, система ведёт учёт истории сушки партий для дальнейшей оптимизации режимов», — добавляет эксперт.

Повысить эффективность камеры поможет модернизация систем вентиляции и увлажнения. Это может стать спасением для производителей, которые не готовы вкладываться в приобретение современного оборудования. Для них специалист рекомендует установку вентиляторов с аэродинамическими крыльчатками и КПД более 80%, замену теплообменников, приобретение эффективных форсунок для быстрого и равномерного насыщения воздуха влагой при необходимости и улучшение теплоизоляции.

Г-н Скирда предлагает ещё несколько полезных мер организационного характера из собственного опыта. Во-первых, тщательное планирование загрузки, которое включает в себя составление графиков сушки с учётом породы, сечения, требуемой конечной влажности, чтобы минимизировать перенастройки камер и простои. Во-вторых, если есть возможность, эксперт советует предварительно сортировать сырьё.

Сушка досок одной толщины и с близкой начальной влажностью в одной камере позволяет применять более быстрые режимы. Как было сказано вначале, ни на кого не придётся пенять, если выделить ресурсы на обучение персонала. Грамотные операторы, понимающие процесс и умеющие работать с автоматикой, способны существенно повысить эффективность использования оборудования.

«Комплексный подход, который состоит из сочетания нескольких методов, например автоматизация загрузки + модернизация вентиляции + интеллектуальное управление, даст максимальный эффект. В погоне за повышением производительности не стоит забывать, что главная „задача” при этом — ухудшить качество сушки.

Слишком агрессивные режимы приводят к браку (трещинам, короблению), что сведёт все усилия на нет. Положительным моментом при внедрении многих мер по повышению производительности (тепловых насосов, рекуперации, модернизации вентиляции) станет одновременное снижение удельных энергозатрат. Однако следует помнить, что применение каждого способа требует инвестиций», — резюмирует он.

Российское или иностранное?

Ассортимент оборудования для сушки древесины на рынке России представлен широко. Конвективные, вакуумные, конденсационные, диэлектрические, аэродинамические, инфракрасные и СВЧ-камеры — типов много, также как и производителей, здесь решение за покупателем.

«В разном сегменте производства востребованность отличается. Небольшие столярные цеха и мастерские предпочитают компактные модульные камеры. Предприятия, ориентированные на производство конечного продукта, такого как двери, окна, погонажные изделия или клеёный щит, выбирают конвекционные камеры периодического действия.

Компании, ориентированные на сушку больших объёмов до транспортной влажности, могут отдавать предпочтение камерам непрерывного действия. Всё зависит от поставленных задач и конкретных условий. Каждый тип камер ориентирован на своего потребителя», — рассуждает г-н Яковенко.

Опрошенные нами эксперты единогласны в том, что выбор между модульными сушильными камерами и оборудованием непрерывного действия (туннельными) зависит от конкретных потребностей предприятия и однозначно сказать, что наиболее востребовано, нельзя. Однако модульные камеры значительно более распространены и универсальны, считает г-н Скирда, особенно если речь идёт о средних и малых лесопромышленниках, а также предприятиях с разнообразной номенклатурой.

«Модульные камеры (периодического действия) — безусловной лидер по распространённости. Их доля на рынке значительно выше. Универсальность и гибкость — те качества, которые зачастую становятся решающими для большинства предприятий, так как они работают с разнообразным сырьём и ассортиментом.

Кроме этого, модульные варианты имеют возможность начать с малых мощностей и постепенно их наращивать, они могут легче подстроиться под меняющиеся рыночные запросы. К тому же современные модульные камеры не уступают, а часто и превосходят туннельные по точности управления и качеству сушки для сложных режимов.

Камеры непрерывного действия (туннельные) — специализированное решение для очень крупных игроков с гигантскими объёмами однотипной продукции. Они востребованы там, где их преимущества в производительности и потенциальной энергоэффективности перевешивают огромные инвестиции и потерю гибкости», — поясняет отличия Игорь Скирда.

«Действительно, когда был высокий рост экономики и ещё не ввели санкции, спросом пользовались большие камеры непрерывного действия. При спаде производства многие крупные предприятия не выдержали трудностей, стали закрываться или обанкротились.

В это время некоторые специалисты начали организовывать мелкие столярные производства с выпуском изделий на заказ или производить качественные погонаж, доску для пола, вагонку, косой планкен, — вспоминает г-н Ягодзинский. — Спрос на эти изделия есть, качество должно соответствовать цене, а для этого необходимо внедрять производство термодерева, которое решает проблемы усадки, усушки, плесени и грибка в столярных изделиях.

Отечественные производители сушильных камер успешно конкурируют с иностранными, в основном в цене, но и качество сушки очень достойное. А по производству термодревесины можно сказать, что даже на несколько шагов ушли вперёд. Так, цена российских термокамер в десять раз ниже, а по качеству сушки твёрдых пород дерева и термообработке цельного строительного бруса сечением 200х200 мм они опередили [зарубежное оборудование, — прим. ред.] на многие годы».

И в вопросе импортозамещения, по мнению экспертов, отечественным производителям есть чем гордиться.

«В России выпускается достаточно много оборудования, которое вытеснило импортных поставщиков на все 100%. Эти предприятия могут создать такие агрегаты, в которых, грубо говоря, „нажал кнопку и забыл”, то есть они работают в автоматическом или полуавтоматическом режиме с помощью оператора сушильной камеры», — заявляет Сергей Ягодзинский.

Живое подтверждение этому — красноярская компания «ЕнисейПромАвтоматика», которая на одной из прошлогодних выставок представила новый сервис в области сушки пиломатериалов. Компания производит сушильные камеры и систему автоматики под брендом DRYLAB, а теперь предлагает рынку разработанный своими силами дополнительный сервис — диспетчеризацию процессов сушки (сервис непрерывной удалённой технической и технологической поддержки пользователей).

Представители предприятия уверены, что это позволит замкнуть на себе полный цикл задач, связанных с сушкой древесины и упростить рабочие процессы своих заказчиков. Сергей Яковенко не разделяет уверенности коллег по цеху в полной независимости от иностранных комплектующих.

«Да, некоторые компоненты заменены на российские аналоги. Взять, к примеру, электродвигатели для сушильных камер. Практически единственное предприятие в России имеет возможность производить эти агрегаты с хорошим качеством и по адекватной цене, это „Уралэлектро”.

Но ввиду того, что электродвигатели не вечны и условия их эксплуатации постоянно испытывают оборудование на прочность, потребность в них и для нового производства, и как запасных частей достаточно велика, поэтому срок производства доходит до 90 и больше дней. Есть альтернатива электродвигателей от наших соседей из Беларуси, но уровень исполнения оставляет желать лучшего.

Если речь идёт об электроприводах воздушных заслонок, то есть отечественные аналоги бренда BELIMO, но, к сожалению, заказчики требовательны к качеству: швейцарский бренд зарекомендовал себя, а вот российским производителям необходимо время, чтобы доказать своё преимущество не только ценой, но и качеством.

Проблем с поставкой хорошо зарекомендовавших себя компонентов на сегодняшний день, благодаря параллельному импорту, пока нет, но считаю необходимым продолжать работу по внедрению отечественной комплектации», — уверен эксперт.

Специалист также отмечает, что некоторые компании уже создают и внедряют свои системы управления.

«На рынке средств автоматизации технологических процессов — достаточно большое количество предложений по созданию ПО на доступных контроллерах и ЧПУ, но сушка древесины — очень чувствительный аспект её обработки. „Железо” собрать — это один вопрос. На мой взгляд, основным остается технология, алгоритмы работы для различных пород и сортаментов пиломатериала. Серьёзный подход к этому вопросу включает не только создание, но и обкатку программ и алгоритмов на испытательных полигонах наших институтов.

Даже зарубежным производителям, а их и не так много (LOGICA, GANN), потребовался достаточно большой период времени, чтобы пройти эти этапы и на предприятиях заказчиков, пока они не получили признание потенциальных потребителей.

Ещё одним, немаловажным вопросом остаётся доступность комплектующих и электронных компонентов к системам автоматизации. Создать своё — значит создать зависимость только от собственной организации: свои ПО, компоненты, расходники, то есть практически полная монополизация и зависимость заказчиков от твоей компании.

Некоторые предприятия после ухода зарубежных производителей с российского рынка столкнулись с проблемой запасных частей, ремонтных комплектов, плат, эксклюзивных расходных материалов. Поэтому считаю, что создание отечественных систем автоматизации с широкодоступной сетью сервисного обслуживания и постоянным наличием компонентов ещё является задачей будущего развития», — резюмирует Сергей Яковенко.

Сергей Яковенко, технический директор ООО «ПК «САЛМА»

«Безусловно, время диктует свои правила, и предприятия не стоят на месте в период ограничений поставок зарубежной продукции. Некоторые переоснащают свой станочный парк, берутся за решение задач производства, которые раньше закрывались импортом.

На рынке появляются достойные продукты, способные удовлетворять самых требовательных заказчиков. Многие компоненты камер, которые раньше завозились из-за рубежа, теперь полностью изготавливаются на отечественных предприятиях. Однако зависимость от иностранных комплектующих ещё остаётся».

Текст: Марина Каталакиди