Medienos džiovinimo technologija
KAS GERIAU?
MEDIENOS DŽIOVINIMAS:
KONVEKCINĖSE KONDENSACINĖSE MEDIENOS DŽIOVYKLOSE
AR ĮPRASTINĖSE KONVEKCINĖSE MEDIENOS DŽIOVYKLOSE
MEDIENOS DŽIOVINIMAS
Mediena buityje naudojama nuo neatmenamų laikų. Palyginti visai neseniai, dar praėjusio šimtmečio pradžioje žmonės stengdavosi kirsti medžius žiemą, kada medžiai „užsikonservavę“. Tačiau iš esmės medžiai buvo kertami žiemą visai ne dėl to, kad jie žiemą būtų negyvi arba būtų kažkaip „užsikonservavę“. Medžius žiemą kirsdavo dėl trijų priežasčių:
Žiemą žmonės būdavo laisvi nuo kitų darbų;
Žiemą pašalus, nesant keliams, kirstą medieną lengviau išvežti;
Žiemą, esant žemoms temperatūroms, o ypatingai esant įšalui žemėje, medžiai išgarina juose esančią drėgmę, tačiau prisigerti iš žemės esant įšalui naujos drėgmės negali, todėl medžiuose žiemą žymiai sumažėja drėgmės. Žiemą kirsta mediena turi mažiau drėgmės, jos didesnis tankis. Todėl būdavo manoma, kad žiemą kirsta mediena yra geresnė. Tačiau tai, kad medžiai į žiemos pabaigą turi mažiausiai drėgmės- faktas.
Dvidešimtame amžiuje, vystantis technologijomis, industrializacijai, įvyko darbų specializacija pagal pramonės šakas. Ėme sparčiai vystytis medienos pramonė. Nuo sezoniškumo buvo pereita prie pastovaus, nepertraukiamo medienos apdorojimo ištisus metus. Buvo įrengti keliai medienos išvežimui.
Liko tik džiovinimo problema, tačiau ir medieną džiovinti žmogus išmoko nesunkiai.
KAS GI YRA DŽIOVINIMAS?
Medienos džiovinimas tai yra procesas, kurio metu mažėja drėgmė medienoje. Drėgmei mažėti būtinos kelios sąlygos:
Drėgmės molekulei pakilti nuo medienos paviršiaus reikalinga energija. Tą energiją gali suteikti ventiliatorių sukeltas oro srautas, ore esančios ir chaotiškai lakstančios drėgmės dalelės, be atvangos atsitrenkdamos į visus paviršius, tuo pačiu pataikydamos ir į ant medienos paviršiaus esančias drėgmės daleles, paprasčiausias vėjas gamtoje. Šiltas oras ar vėjas molekulėms suteikia daugiau energijos. Drėgmės dalelės greičiau atsiplešia nuo medienos paviršiaus. Todėl buvo pradėtos statyti medienos džiovyklos, kuriose natūralų vėją pakeitė ventiliatoriai, saulės energiją- katilinės.
Laikui bėgant žmonės išmoko džiovinimo procesą valdyti. Norint paspartinti džiovinimo procesą, džiovinimo kameroje būdavo sukeliama temperatūra, sulėtinti- temperatūra sumažinama.
Įdomu pastebėti, jog pučiant tam pačiam oro srautui tarp lentų, temperatūrą sukėlus dešimt laipsnių, drėgmė iš medienos pašalinama du kartus greičiau. Taigi jeigu mediena džiovinama 50°C temperatūroje, mediena išdžius per 20 parų. Padidinus 10°C, ta pati mediena išdžius per 10 paras, padidinus dar dešimt laipsnių, mediena išdžius dar du kartus greičiau- per 5 paras, o padidinus dar dešimt laipsnių- per 2,5 paras.
Tačiau šis medienos džiovinimo skaičiavimo metodas visai netinka džiovinant kietųjų veislių medieną, storas lentas, brusus ir t.t. Ne visai tinka ir pačiai minkštųjų veislių medienai. Visų pirma dėl to, jog per daug greitai užkėlus temperatūrą, gali prasidėti kiti cheminiai pokyčiai.
Visi žinome, jog mediena džiovinama traukiasi. Susitraukia net iki 5 %- storiu tiek pločiu. Todėl per daug greitai džiovinant kyla pavojus, jog vidiniuose sluoksniuose, medienos gilumoje esanti drėgmė nespės išsiveržti į paviršinius medienos sluoksnius, o šie pritrūkę drėgmės tiesiog susitrauks, tuo pačiu uždarydami kelią gilesniuose sluoksniuose esančiai drėgmei. Tuomet viršutiniai sluoksniai toliau ims džiūti, o vidiniai bus tarsi uždengti. Toliau džiūstant paviršiui, tašo plotis turėtų mažėti, nes to reikalauja tašo paviršiaus mediena pagal visą jos perimetrą. Ji nori trauktis iki tokio procentinio lygio ir pločio (storio), kokio išdžiuvo tuo metu paviršinė mediena, t.y. susitraukti iki 4-5 % pločio. 250 mm. pločio ir 50 mm. storio lenta turi susitraukti daugiau nei 10 mm. tik iš vienos pusės (pločio). Kadangi mediena džiūsta iš visų pusių, jos paviršiaus perimetras bus 250+ 50+ 250+ 50 = 600 mm. 4% - 24 mm. Būtent tiek turi sumažėti išdžiuvusio gaminio perimetras.
Tačiau viduje „uždaryta“ mediena tampa savotišku pleištu, kuris neleidžia trauktis medienai, kaip to reikalauja viršutiniai medienos sluoksniai pagal visą jos paviršių. Todėl toliau džiūstant pagal visą medienos perimetrą, atsiranda įtrūkimai, kurių bendras plotis, arba paviršiaus įtrūkimų pločių suma atitinka medienos viršutinių ir vidinių sluoksnių išdžiūvimo procentinį skirtumą.
Kad taip neatsitiktų, viso džiovinimo proceso metu medienos išorinių ir vidinių sluoksnių drėgnumas negali labai skirtis. Medienos įtampa tarp sluoksnių atsiranda skirtumui tarp giluminių ir išorinių sluoksnių viršijus 4 %. Tam tikslui oro drėgmė medienos džiovinimo kamerose turi būti pakankamai didelė, kad medienos viršutiniai sluoksniai neuždžiūtų.
Tam tikslui Lietuvoje UAB „Lietmedis“ sukurtos konvekcinės kondensacinės medienos džiovyklos. Jose drėgno oro pašalinimo pro ventiliacines angas, kaip tai numatyta konvekcinėse džiovyklose, iš viso nėra. Konvekcinėse kondensacinėse džiovyklose perteklinė drėgmė tiesiog susikondensuoja ant kondensatoriaus vamzdelių, kuriuose pastoviai cirkuliacinio siurbliu varomas vanduo.
Džiovinimo kamerose, vamzdeliuose įšilęs vanduo magistraliniu vamzdžiu nuteka į gamybines patalpas, patenka į šilumokaitį (koloriferį). Ten jis atvėsinamas, kitu magistraliniu vamzdžiu grįžta ir pasiskirsto po kamerose esančius kondensatorių vamzdelius. Tokiu būdu džiovinimo kamerose šiluma neišleidžiama į lauką, o atlikusi darbą džiovinimo proceso metu, patenka į gamybines patalpas ir ten panaudojama patalpų šildymui.
Šiais laikais brangstant energetiniams ištekliams, brangsta energijos šaltiniai: malkos, pjuvenos ir kt. Dar po metų, kitų jų kaina pasieks Europos šalių lygį. Įdomu būtų palyginti, jog džiovinant medieną kondensaciniu būdu, kuro reikia iki 10 kartų mažiau, negu iki šiol labiausiai paplitusiu konvekciniu medienos džiovinimo būdu. Tam reikalinga mažesnio galingumo katilinė, mažiau kainuoja jos įrengimas, pigesnė džiovinimo savikaina. Pavyzdžiui, keturių džiovinimo kamerų džiovykla Arimų g. 20, Vilniuje, į kurią vienu metu užkraunama 250 m³ medienos, per parą sunaudoja apie tris ertmetrius pjuvenų. Be to, iš kamerų išėjusia šiluma šildomos 2000 m² gamybinės patalpos.
Be energijos taupymo, dėmesio verta dar viena aplinkybė. Mediena džiovinama padidinto drėgnumo aplinkoje, todėl negresia viršutinių sluoksnių uždžiuvimas, taigi mediena mažiau skeldėja arba visai neskeldėja. Neįtikėtina, tačiau šiose džiovyklose galima be tarpinių sudėti po 2 ar net po 3,25 mm. storio lentas ir džiovinti kartu su 50- 75 mm. storio lentomis. Rezultatas- tiesiog geras ir labai geras! Todėl šios džiovyklos ir šis džiovinimo būdas ilgainiui išstums iš rinkos įprastas konvekcines medienos džiovyklas.
Brangstant energetiniams ištekliams, dauguma Vakarų Europos medienos džiovintojų iš rinkos pasitraukė. Visos šių įmonių džiovyklos buvo demontuotos ir atsidūrė kitose Rytų Europos valstybėse, tame tarpe ir Lietuvoje.
Ar tai geras sprendimas- parodys ateitis. Tačiau jau dabar matyti, jog konvekcinės kondensacinės medienos džiovyklos tiek savo ekonomiškumu, tiek džiovinimo kokybe yra nepralenkiamos. Jos ir toliau tobulinamos. Jas reikalinga tobulinti ypač džiovinimo proceso valdymo srityje, nes dirbdami didelėje drėgmėje davikliai labai dažnai rodo su paklaidomis. Tačiau nežiūrint į trūkumus, tai tiesiog geras, taupantis pinigus medienos džiovinimo būdas.