Ekonomiczne i ekologiczne aspekty suszenia drewna

Człowiek wykorzystywał drewno do wykonywania różnego typu konstrukcji od początku swojego istnienia. W ciągu wieków zmieniały się również wymagania dotyczące rozmaitych drewnianych wyrobów.

Pamiętamy konstrukcję domów drewnianych wykonanych z pni drzew obciosanych siekierą, składanych jeden na drugim. Przez kilku lat się zsychała, osiadała, a na ociosanych pniach pojawiały się pęknięcia. Domy takie są piękne, jednak z punktu wymagań dzisiejszego klienta, niepraktyczne. Powodem jest zsychanie się drewna.

Suszenie drewna wczoraj i dziś

Świeżo ścięte drewno zawiera wodę, którą możemy podzielić na dwa rodzaje. Powyżej wilgotności około 30 proc. drewno zawiera wodę nie związaną. Kiedy jego wilgotność spada poniżej 30 proc., to drewno zaczyna oddawać wodę związaną strukturalnie.

Pamiętajmy, że drewno jest materiałem higroskopijnym, dąży do wyrównania swojej wilgotności z wilgotnością otaczającego je środowiska. W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że wilgotność równowagi dla drewna używanego do konstrukcji zewnętrznych to 16 – 18 proc., zaś drewna, którego powinniśmy używać do wykonania przedmiotów wykorzystywanych wewnątrz domu, to około 8 proc.

W trakcie oddawania wody strukturalnej drewno zmniejsza swoje wymiary, przy czym dzieje się to w różnych kierunkach (promieniowym i stycznym).

W przeszłości, na szczęście, człowiek odnosił się do drewna jak do jednego z wielu rodzajów surowców, akceptował jego wady powstające przy wysychaniu. To one dodawały drewnu naturalnego piękna. Dzisiejsi użytkownicy drewna często mają bardzo wygórowane wymagania. Drewno powinno być stabilne i nie może posiadać rzucających się w oczy wad związanych z jego suszeniem.

Nie uda ich się całkowicie wyeliminować, można je natomiast znacząco zredukować. W przeszłości, kiedy nie było możliwości sztucznego suszenia, drewno w postaci desek ułożonych na przekładkach było leżakowane latami, zanim wykonywano z niego wyroby. Przy czym nie można powiedzieć, że tego typu suszenie było idealne.

Reklama

Często deski były składowane w miejscach zbyt przewiewnych, w związku z tym ich powierzchnia schła zbyt szybko w porównaniu do części środkowej. Powodowało to powierzchniowe pęknięcia materiału. Zużycie energii cieplnej, wyprodukowanej przez człowieka, było zerowe. Obecnie tego typu technologia jest wykorzystywana do wstępnego podsuszania niektórych gatunków, głównie liściastych, przed ich dosuszaniem w komorach suszarniczych.

Nowoczesne suszarnie muszą być ekologiczne

Milowym krokiem w przyspieszeniu suszenia drewna było opracowanie technologii komorowego suszenia. Możliwe stało się wysuszenie drewna w znacznie krótszym czasie.

Można powiedzieć, że suszenie nie musiało trwać latami, mówimy tu o tygodniach, w niektórych przypadkach o miesiącach. Dla wielu małych i średnich przedsiębiorstw problemem jest często duża pojemność tego typu suszarni.
Jednak w dzisiejszym świecie, kiedy w końcu musimy sobie zdawać sprawę z tego, jak odnosimy się do naszej planety – matki, bardzo ważnym aspektem jest również ilość energii, której potrzebujemy do wysuszenia jednostki objętości drewna. Warto zwrócić uwagę, że konwektywne suszarnie używają jako nośnika ciepła oraz wody parującej z drewna powietrza.

Jak wiemy, przy zwiększeniu temperatury zwiększa się również pojemność powietrza na parę wodną. Zatem, aby usunąć wodę z drewna oraz podgrzać samo drewno, musimy nagrzewać powietrze.

Nagrzane powietrze przekazuje ciepło drewnu, znajdującej się w nim wodzie, przekładkom oraz całej strukturze suszarni (ściany, dach, podwieszany sufit, wentylatory i podłoga).

Na tym nie koniec.

Nagrzane powietrze, zawierające dużo wody w postaci pary, musi być okresowo, poprzez system zasłonek, wymieniane na chłodniejsze z mniejszą zawartością pary wodnej, po czym podgrzane do wymaganej temperatury. Straty energii cieplnej są tu duże w stosunku do odparowanej wody.

Poza tym powietrze wewnątrz komory musi być przemieszczane, co niesie za sobą duże zużycie energii elektrycznej na jednostkę wysuszonego drewna.

Suszarnie próżniowe to rewolucja, która trwa do dziś

Kolejnym milowym krokiem w rozwoju technologii suszenia było opracowanie w 1962 roku przez inżyniera Vincenzo Pagnozzi przemysłowej metody próżniowego suszenia drewna. Skonstruował on cylindryczną rurę, do której ładowane jest drewno pomiędzy płytami grzewczymi, następnie komora jest szczelnie zamykana.

Reklama

Drewno jest nagrzewane poprzez płyty grzewcze (tylko drewno oraz zawarta w nim woda), zaś pompa próżniowa podtrzymuje obniżone ciśnienie wewnątrz komory. Para wodna, wydzielająca się w procesie suszenia, jest kondensowana w skraplaczu znajdującym się między korpusem komory a pompą próżniową.

Zużycie energii jest nieporównywalnie mniejsze niż w przypadku wykorzystania suszarni konwektywnych. Niektórzy producenci suszarni próżniowych wytwarzają suszarnię zaprojektowaną przez inżyniera Vincenzo Pagnozzi do dzisiaj.

Ewolucją cylindrycznej suszarni próżniowej z płytami grzewczymi jest membranowa suszarnia próżniowa opracowana przez inżyniera Ernesto Pagnozzi w 1984 roku. Technologia membranowych suszarni próżniowych doskonale sprawdza się w suszeniu nie tylko desek, lecz również elementów, fryz oraz lameli, np. do produkcji parkietu.