Сушка древесины

В процессе любой искусственной сушки внутри специальных камер создается климат, который содействует постепенному и контролируемому удалению из древесины имеющейся влаги. Ключевыми величинами, которые подлежат регулировке в зависимости от постоянно отличающихся характеристик дерева (рис.6) являются температура, влажность воздуха и вентиляция.

 Влажность воздуха

Воздух в состоянии принимать влагу в виде водяного пара до максимального предела, увеличивающегося с температурой (горячий воздух может поглотить больше влаги по сравнению с холодным воздухом); при достижении этого предела воздух не может больше принимать пар,  в этом случае воздух является насыщенным.

Относительная влажность указывает на отношение между абсолютной влажностью, присутствующей в определенном объеме воздуха, и максимальным количеством , которое может содержаться в нем при существующей температуре. Эта величина выражается в процентах: Насыщенный воздух имеет относительную влажность 100%; воздух, содержащий половину водяного пара, который может он может принять при этой температуре,имеет относительную влажность 50%.

Влажность является важным фактором, определяющим продолжительность сушки и конечное качество древесины: слишком быстрая сушка (влажность воздуха слишком низкая) приводит к таким повреждениям древесины, как растрескивание, коробление, внутреннее растрескивание; слишком медленная сушка является причиной слишком длинных периодов сушки и провоцирует образование плесени.
В зависимости от породы древесины и процесса сушки точное значение влажности окружающей среды в сушильных камерах Нарди может отслеживаться постоянно при помощи системы автоматического контроля (если таковая предусмотрена), или раз за разом устанавлививаться вручную потребителем.

    Для увеличения влажности воздуха существует узел разбрызгивания ( пар или холодная вода) внутри камеры. Для уменьшения влажности предусмотрены камины (возможно с вентиляторами), которые  обеспечивают удаление влажного воздуха и замену его сухим воздухом из внешней среды.

 Температура

    Температура играет первостепенную роль в процессе сушки т.к. влияет на ее эффективность:

    1) чем горячее дерево, тем выше скорость, с которой вода поглощаетя тканями дерева, и тем более быстрой является сушка.
    2) чем горячее воздух, тем выше его  способность  поглощать влагу с поверхности древесины.

Недостаточность обогрева в течение определенного периода времени или колебания в подаче энергии для обогрева камеры могут вызвать неравномерность процесса сушки ,что требует своевременного устранения: постоянный и равномерный обогрев дает огромные преимущества.

Слишком высокие температуры могут привести к потере цвета, внутреннему растрескиванию и коллапсу. Слишком низкие температуры приводят к увеличению времени сушки и снижают производительность установки.

Равновесная влажность (Ue или UGL)

Как мы видели, дерево является гигроскопичным материалом, который приспосабливается к климатическим условиям окружающей среды (температура и влажность). Если влажность дерева (UL) ниже влажности окружающей среды, древесина будет стремиться впитать ее, а если UL дерева превышает влажность окружающей среды, дерево будет стремиться  отдать свою влажность в воздух до достижения условий равновесия влажности воздух\дерево.
Влажность, которая  достигается древесиной при равновесии, называется равновесной влажностью Ue  UGL
Таким образом, сушка происходит под комбинированным воздействием тепла и степени насыщения воздуха, которые действуют на влажность дерева.  При изменении температуры и влажности воздуха, равновесная влажность  представляет минимальную величину UL, которая достигается при равновесии воздух\дерево при данном климате.
Разница между UL и Ue (UGL) беспрерывно указывает на количество влаги, которое возможно еще удалить из древесины при данных установленных климатических условиях.
Все породы дерева ведут себя как гигроскопичный материал, но скорость их реакции на климатические условия  значительно отличается, что зависит от плотности, толщины и других факторов: некоторые типы древесины сушатся быстрее (сосна, например), другие требуют  продолжительных периодов времени (например, дуб); некоторые требуют низких температур, другие более подвержены  чрезмерной деформации; и.т.д.
Дерево, оставляемое под открытым небом для естественной сушки, сохнет долгие месяцы, т.к. температура и влажность очень сильно меняются с течением времени. В отдельные, слишком дождливые годы сушка на воздухе происходит очень медленно  в отличие от сушки в засушливые годы; на скорость сушки древесины оказывает влияние также изменение климатических условий между днем и ночью.

Конечная влажность

    Средние климатические условия,которые существуют в большинстве стран мира, соответствуют величине Uе  между 10 и 16%. Влажность дерева, оставленного для сушки под открытым небом, в определенный период времени устанавливается приблизительно на этих величинах. При искусственной сушке возможно достижение более низких величин UL с очень большой точностью и в очень короткие сроки.
Градиент

    Отношение между UL и Uе дает важное показание скорости сушки. Это отношение UL\Uе отределяется как «градиент сушки».
    Обычно можно утверждать, что с увеличением градиента:
    а) ускоряется сушка;
    б) увеличивается риск плохого распределения конечной влажности в доске;
    в) увеличивается риск дефектов сушки.
    
    Если разница между содержанием влажности древесины и равновесной влажностью слишком большая (следовательно, более высокий градиент), создается большое напряжение, которое приводит к быстрому испарению влаги. Постепенно в процессе сушки, когда значение  UL приближается к Uе  и  уменьшается градиент, скорость испарения влаги замедляется. Но обычно делают так, что значение Ue уменьшается в процессе сушки.