Ультразвуковая сушка древесины. Устройство для ультразвуковой сушки Ультразвуковая сушка пиломатериалов
Современные сушильные машины не лишены недостатков: многие хозяйки сталкивались со значительной усадкой вещей после стирки. Как правило, волокна ткани сокращаются в результате термического воздействия . Совершенно другой принцип действия имеет ультразвуковая сушка, разработанная в национальной лаборатории Oak Ridge при участии General Motors.
Как понятно из названия, сушильное устройство работает при помощи ультразвуковых волн , в отличие от традиционных устройств, применяющих горячий воздух. После загрузки мокрого белья, пьезоэлектрический преобразователь начинает излучать высокочастотные УЗ-волны, которые полностью высушивают ткань менее чем за полчаса. В зависимости от плотности и типа материала, объема загрузки, изделия сохнут от 1 до 20 минут. Вода, извлеченная из белья, превращается в пар и перетекает в специальную емкость, где обратно конденсируется. Хозяйке останется лишь слить полученную жидкость и достать абсолютно сухие изделия. Благодаря такой технологии исключается усадка волокон ткани, а также образование катышков на ее поверхности.
Из-за высокой скорости работы сушильная машина обладает прекрасными показателями энергоэффективности: по сравнению с традиционными устройствами, она тратит на 70% меньше электроэнергии.
Когда ждать в продаже
На данный момент это лишь изобретение, но его создатели работают над запуском коммерческой версии устройства, который планируется в 2017 году. Предполагается, что основными покупателями данной продукции станут мини-прачечные – их привлечет низкий расход электроэнергии и доступная стоимость устройства. Кстати, о стоимости: предполагаемая розничная цена будет установлена порядка 500 долларов США.
Ученые из Нижнего Новгорода изобрели инновационный метод сушки пиломатериала. Эксперты заявляют, что это настоящий прорыв в производстве материалов из дерева и строительстве деревянных домов .
Пока у нижегородцев подготовлен только один агрегат, предназначенный для сушки дерева с помощью ультразвука, в процессе которой модифицируются свойства получаемого пиломатериала. Аналогов подобного «сушильного аппарата» нет ни в одной стране мира.
Методы сушки пиломатериала в России
Статистика говорит,
что сегодня просушке подвергаются всего пятнадцать процентов всех производимых в России пиломатериалов. Причина такого явления в несовершенстве практикуемых технологий, в основе которых лежит изменение агрегатного состояния воды (испарение).
Существующие методы просушки всего пиломатериала, используемого для разных сфер, включая строительство деревянных домов, отличаются друг от друга незначительно.
Могут меняться методы нагрева дерева или технология испарения влаги, качество используемой для этого энергии и способы отвода газа из сушильной камеры.
В условиях производства используют термоконвекционный, аэродинамический и вакуумный методы сушки пиломатериала. Также практикуется сушка дерева с помощью СВЧ-тока. Все эти методики требуют большого расхода электричества. Для просушки одного кубического метра материала требуется в среднем от 200 до 250 кВт/ч.
Из-за таких расходов себестоимость высушенного пиломатериала существенно превышает стоимость дерева естественной влажности и его обработку. Новый метод позволяет уменьшить этот показатель.
Традиционные методы сушки не обеспечивают получение древесины хорошего качества - готовым изделиям свойственны коробление и растрескивание, может наблюдаться неоднородная («пятнистая») влажность по всей длине заготовки.
Большую проблему составляет и экологическая сторона вопроса - производство выбрасывает в воздух токсические газы и выпаренную древесную влагу, которая содержит растворы кислот и щелочей, пары скипидара, метанол. Представляют опасность и продукты сгорания топлива, которое используется для нагрева теплоносителя.
Ультразвуковая технология
Разработчики из Нижнего Новгорода пошли другим путем. Предложенный ими метод работает на другом механизме удаления влаги. Процесс просушки с помощью ультразвука помогает существенно снизить потребление электроэнергии, так как не нужно расходовать ее на нагрев дерева, теплоносителей и элементов установки.
Возможность использовать просушку с помощью ультразвука обусловлена свойствами дерева - этого природного полимера. Благодаря этому отпадает необходимость менять агрегатное состояние жидкости, которая содержится в дереве (превращать жидкость в пар).
При использовании ультразвука влага удаляется из дерева в своем первоначальном виде (жидкости), что позволяет уменьшить удельное энергопотребление на пятьдесят процентов. Некоторые эксперты говорят даже о семидесяти процентной экономии.
Преимущества ультразвукового метода сушки
Получаемые изделия характеризуются:
- Отсутствием коробления и растрескивания;
- Антисептическим компонентом (в частности, речь идет об уничтожении сапрофитов и гифов в заготовке и последующая стойкость к повторным заражениям этими опасными грибками);
- Минимальным коэффициентом влагопоглощения;
- Улучшением резонансных свойств дерева;
- Увеличением стойкости к гнилостным процессам.
Преимущества ультразвукового оборудования:
- Увеличенный КПД;
- Уменьшение размеров сушильных агрегатов;
- Экономия электроэнергии;
- Упрощение технологического процесса и простота сбора выделяемой жидкости;
- Улучшение экологической картины производства - отсутствуют токсические выбросы;
- Возможность совместить линии по обработке и просушке древесины, благодаря чему можно минимизировать затраты на производство.
Особенности процесса сушки ультразвуком
Ультразвуковая установка по просушке пиломатериала работает по принципу конвейера.
Такая особенность продиктована особенностями методики. Также конвейерная подача позволяет комбинировать сушку материала с деревообработкой.
Благодаря комбинированию разного оборудования можно избежать штабелевания готовых деревянных изделий, их выгрузки/загрузки в «сушилку».
Существующие до сих пор технологии не дают возможности использовать эту насыщенную разными микроэлементами жидкость, так как в процессе сушки она просто испарялась.
Опытный образец оборудования для ультразвуковой сушки пиломатериалов, модификации свойств древесины и получения сырья для химической и парфюмерной промышленности в едином технологическом процессе, которую разработали российские ученые, способен произвести революцию в деревообработке.
Аналогов такому оборудованию в мире нет. Его разработчик - инновационная компания "Промин" - обещает уже через год выпустить первый высокопроизводительный промышленный образец, а через два - поставить на российский рынок до 20 установок принципиально нового способа сушки пиломатериалов.
Существующие технологии, основанные на изменении агрегатного состояния воды (испарении) и отличаются только способами нагрева древесины, испарения жидкости, подведения необходимой для этой цели энергии и способами отвода газа, содержащегося в сушильной камере-несовершенны. Предложен новый способ сушки пиломатериалов основан на изменении физической природы механизма удаления жидкости, содержащейся в древесине и обеспечивает значительное (в несколько раз) снижение удельного энергопотребления технологического оборудования. При использовании ультразвуковой технологии исчезает необходимость расхода энергии на нагрев теплоносителей, древесины, элементов конструкции сушильной камеры и т.п.
Сушка пиломатериалов известными способами (термоконвективним, вакуумным, СВЧ-токами, аэродинамическим) требует высоких энергозатрат - 200-250 кВт / ч на кубометр. Это приводит к тому, что стоимость качественной сушки превышает стоимость древесины и стоимость ее распиловки. Традиционные способы имеют низкую производительность, вызывая дефекты древесины (коробление, растрескивание и т.д.), неоднородность остаточной влажности по длине пиломатериала ("пятнистая влажность"), а также вредные по экологии за выбросов в атмосферу "древесной" влаги, содержащей органические кислоты, щелочи, скипидар, метанол и др., продуктов сгорания топлива при нагреве теплоносителя, необходимого для обогрева сушильной камеры, которая также за опасности выброса фреона из системы охлаждения для конденсационных сушильных камер.
Современные тенденции совершенствования сушильного оборудования имеют эволюционный характер и не могут устранить эти недостатки. Разве что лишь улучшение характеристик действующего оборудования на единицы или десятки процентов. Причина в том, что неизменным остается физический принцип сушки - испарение влаги, содержащейся в древесине. В этом случае можно говорить только об увеличении коэффициента полезного действия всего сушильного комплекса за счет улучшения конструкции сушильной камеры, использования новых теплоизоляционных материалов, оптимизации режимов сушки и т.д.
Уникальные свойства древесины как естественного полимера, имеющего сложную капиллярную структуру, позволяют создать технологию сушки пиломатериалов без изменения агрегатного состояния влаги, содержащейся в ней. При сушке ультразвуком влага, содержащаяся в древесине, удаляется в виде жидкости. Это в несколько раз снижает удельные энергозатраты и увеличивает производительность оборудования на 50-70%.
По результатам исследований инновационной компании "Промин" о влиянии УЗ на свойства древесины, в частности выявлено: повышение качества пиломатериала (избежания коробления, растрескивания и т.д.); уничтожение сапрофитов и гифов, высокая стойкость к микроорганизмам после сушки; низкое влагопоглощение после сушки; повышение резонансных характеристик древесины; повышение стойкости к гниению.
Другими важными преимуществами новой технологии являются: повышение производительности оборудования, резкое уменьшение его габаритов, веса и потребляемой мощности; улучшения экологических показателей (отсутствие выбросов вредных веществ в атмосферу и легкий сбор выделенной из пиломатериалов жидкости); возможность создания целостной производственной линии "сушка-обработка пиломатериала "и, как следствие, повышение экономических показателей процесса деревопереработки.
Вывод влаги, содержащейся в древесине, в виде жидкости может составить самостоятельный коммерческий интерес в плане получения сырья для химической и парфюмерной промышленности. В настоящее время обогащенная полезными веществами и микроэлементами влага, содержащаяся в древесине, извлекается выпариванием с последующей конденсацией. Это предопределяет высокое энергопотребление и низкую производительность процесса, а также неизбежно приводит к частичной потере ценных веществ и микроэлементов (известно, что при любом фазовом переходе происходит очистка от примесей, что составляет основу многих методов получения чистых материалов.
Установка для ультразвуковой сушки пиломатериалов, модификации свойств древесины и получения сырья для химической и парфюмерной промышленности в едином технологическом процессе состоит из следующих основных блоков:
1. Рама (выполняет роль несущей конструкции).
2. Механизм протяжки пиломатериала: привод (электродвигатель, редукторы, цепи, шестерни); валы прокатные.
3. Ультразвуковой блок: УЗ-генератор; УЗ-излучатель.
4. Механизм прижима: пиломатериала к УЗ-излучателя; приводных валов.
В установке используется конвейерный принцип подачи пиломатериала, что диктуется и физическим принципом воздействия на последний, и открывает возможность совмещения данного оборудования с деревообрабатывающим, например, из строгальный станок. Это обстоятельство позволяет исключить такие операции, как штабелирования пиломатериала, его загрузка и выгрузка из сушильной камеры.
Установка для УЗ-сушки пиломатериалов, модификации свойств древесины и получения сырья для химической и парфюмерной промышленности в едином технологическом процессе будет полностью соответствовать требованиям нормативных документов и будет обеспечена полным комплектом необходимой для эксплуатации документации (описание, технологический регламент, сертификаты).
Сегодня известно много методов достаточно эффективной сушки древесины и готовых пиломатериалов, но каждый из них имеет свои определенные особенности, преимущества и недостатки. Например, ультразвуковая сушка древесины представляет собой процесс, схожий с конвейерной сушкой, при которой пиломатериал приобретает заданные практические и геометрические показатели.
Ультразвуковую сушку так же называют акустической, подобное оборудование достаточно редко встречается на предприятиях. Представляет собой высокотехнологичный процесс, с помощью которого можно добиться отменного качества при меньшем энергопотреблении. Технология принадлежит компании «Промин».
Особенности ультразвуковой сушки
Отличительной чертой ультразвуковой сушки является низкое энергопотребление, что в свою очередь, обеспечивает равномерное удаление влаги за счет ее переведения из одного агрегатного состояния в другое.
В результате пиломатериал не теряет свои геометрические показатели, сохраняя прочность и обеспечивая продолжительный срок службы. Если при конвекционной сушке, случается что пиломатериал сушится неоднородно, то ультразвуковой метод практически полностью исключает этот фактор, так как под действием ультразвуковых волн молекулы влаги разогреваются по всей длине.
Ультразвуковая сушка древесины выполняется без изменения агрегатного состояния влаги, что позволяет во много раз снизить энергозатраты. Вода удаляется из материала, находясь в жидком состоянии, при этом происходит некое прессование.
Эта технология позволяет почти на 70% повысить эффективность оборудования при получении достаточно высокого качества пиломатериалов не только для строительства несущих конструкций, но и выполнения декоративной отделки.
Для повышения эффективности можно выполнит предварительную атмосферную сушку древесины с целью достижения равномерной влажности по всей структуре. Это обеспечит наиболее эффективный выход влаги из материала с минимальными затратами.
Установка для ультразвуковой сушки древесины представляет собой отдельное устройство, которое может быть комбинировано с деревообрабатывающими станками. Для осуществления окончательного выведения влаги из древесины, ее протягивают конвейером через установку прямиком на обработку.
Такой способ обработки может высушить до 18%-22% влажности. Но как показывает опыт различных предприятий до 8-12% высушить зачастую не представляется возможным.
Для данной влажности выбирают камеры прочих технологий. Например вакуумные сушильные камеры с высокой скоростью сушки и высоким качеством готового пиломатериала. Купить камеры можно по цене от 750 000 руб. Модели размещены на сайте.
Смотрите также:
Содержание Технические параметры паровой сушильной камерыАльтернатива паровым сушильным камерам Сегодня известно много способ сушки пиломатериалов, в них получают высокое качество и небольшой процент брака. Одной из таких сушильных установок является паровая камера. Сушка древесины паром – это достаточно эффективная технология термообработки различных пород древесины и с различным содержанием влаги в первоначальном состоянии. А заключается методика в […]
Экология потребления.Дом:Стирка и сушка белья не такая интересная тема, как научные достижения в области хранения энергии или возобновляемые источники энергии, но эти процессы занимают достаточно большое количество времени, а вместе с ним и значительную долю семейного бюджета.
Стирка и сушка белья не такая интересная тема, как научные достижения в области хранения энергии или возобновляемые источники энергии, но эти процессы занимают достаточно большое количество времени, а вместе с ним и значительную долю семейного бюджета.
Современная технология сушки одежды, которая использует произведённое с помощью электричества тепло, чтобы испарить воду из одежды, давно нуждается в модификации. Есть способы уменьшения количества воды в одежде перед сушкой, например, высокоскоростные центрифуги.
Новое решение предложили Ученые из Национальной лаборатории Oak Ridge, при поддержке Министерства энергетики США и GE Appliances, которые разработали прототип инновационной технологии сушки одежды. Она может сократить время сушки белья до всего 20 минут, и уменьшить количество энергии, используемой для каждой загрузки на 70%.
Вместо того чтобы использовать высокую температуру для удаления воды из одежды, этот прототип использует высокочастотные колебания - ультразвуковые волны – произведенные с помощью пьезоэлектрических преобразователей с питанием от настраиваемого усилителя.
«Этот метод сушки дает сногсшибательное результаты», сказал ученый лаборатории Айоб Момен (Ayyoub Momen), который разработал прототип.
«Мы смогли высушить кусок ткани всего за 14 секунд. Если вы захотите это сделать в тепловой сушильной камере при различных температурах, вам потребуется несколько минут».
Ультразвуковая сушилка для белья эффективна при быстром удалении воды из одежды и обладает низким энергопотреблением, но выпускает «прохладный туман» вместо теплого влажного воздуха, как происходит с обычными сушилками (правда, и это вызывает проблемы влажности и плесени). По этой причине ученые советуют отводить «выбросы» сушилки наружу здания, но кто знает, возможно, следующим этапом для ученых будет разработка способа повторного использования конденсируемого тумана для стирки следующей загрузки белья.
По данным Министерства энергетики США, Лаборатория и компания GE совместно работают над разработкой коммерческой версии продукта, и планируют иметь выпустить прототип уже осенью этого года. Если предположить, что ультразвуковая сушилка станет экономически эффективным методом для модернизации коммерческих стиральных машинок, то она существенно снизит расходы электроэнергии на сушку белья. опубликовано
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал Эконет.ру, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека..
Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!