Дослідний зразок устаткування для ультразвукового сушіння пиломатеріалів, модифікації властивостей деревини й одержання сировини для хімічної і парфумерної промисловості в єдиному технологічному процесі, яку розробили російські науковці, здатен зробити революцію в деревообробці. Аналогів такому устаткуванню у світі немає. Його розробник - інноваційна компанія "Промін" - обіцяє уже через рік випустити перший високопродуктивний промисловий зразок, а через два – поставити на російський ринок до 20 установок принципово нового способу сушіння пиломатеріалів.

Існуючі технології, які засновані на зміні агрегатного стану води (випаровуванні) і відрізняються тільки способами нагрівання деревини, випаровування рідини, підведення необхідної для цієї мети енергії і способами відводу газу, що міститься в сушильній камері –недосконалі. Запропонований новий спосіб сушіння пиломатеріалів ґрунтується на зміні фізичної природи механізму видалення рідини, яка міститься в деревині, і забезпечує значне (у кілька разів) зниження питомого енергоспоживання технологічного устаткування. При використанні ультразвукової технології зникає необхідність витрати енергії на нагрівання теплоносіїв, деревини, елементів конструкції сушильної камери і т.п.

Сушіння пиломатеріалів відомими способами (термоконвективним, вакуумним, СВЧ-струмами, аеродинамічним) вимагає високих енерговитрат - 200-250 кВт/год на кубометр. Це призводить до того, що вартість якісного сушіння перевищує вартість деревини і вартість її розпилювання. Традиційні способи мають низьку продуктивність, спричиняючи дефекти деревини (жолоблення, розтріскування і т.д.), неоднорідність залишкової вологості по довжині пиломатеріалу ("плямиста вологість"), а також шкідливі щодо екології через викиди у атмосферу "деревної" вологи, яка містить органічні кислоти, луги, скипидар, метанол і т. ін., продуктів згоряння палива при нагріванні теплоносія, необхідного для обігріву сушильної камери, яка також через небезпеку викиду фреону із системи охолодження для конденсаційних сушильних камер.

Сучасні тенденції удосконалення сушильного устаткування мають еволюційний характер і не можуть усунути ці недоліки. Хіба що, лише поліпшення характеристик діючого устаткування на одиниці чи десятки відсотків. Причина в тому, що незмінним залишається фізичний принцип сушіння - випаровування вологи, яка міститься в деревині. У цьому випадку можна говорити тільки про збільшення коефіцієнта корисної дії всього сушильного комплексу за рахунок поліпшення конструкції сушильної камери, використання нових теплоізоляційних матеріалів, оптимізації режимів сушіння і т.д.

Унікальні властивості деревини як природного полімеру, що має складну капілярну структуру, дозволяють створити технологію сушіння пиломатеріалів без зміни агрегатного стану вологи, що міститься в ній. При сушінні ультразвуком волога, яка міститься в деревині, видаляється у вигляді рідини. Це в кілька разів знижує питомі енерговитрати і збільшує продуктивність устаткування на 50-70%.

За результатами досліджень інноваційної компанії "Промін" щодо впливу УЗ на властивості деревини, зокрема виявлено: підвищення якості пиломатеріалу (уникнення жолоблення, розтріскування і т.д.); знищення сапрофітів і гіфів, висока стійкість до мікроорганізмів після сушіння; низьке вологопоглинання після сушіння; підвищення резонансних характеристик деревини; підвищення стійкості до гниття.

Іншими важливими перевагами нової технології є: підвищення продуктивності устаткування, різке зменшення його габаритів, ваги і споживаної потужності; поліпшення екологічних показників (відсутність викидів шкідливих речовин в атмосферу і легке збирання виділеної з пиломатеріалів рідини); можливість створення цілісної виробничої лінії “сушка-обробка пиломатеріалу” і, як наслідок, підвищення економічних показників процесу деревопереробки.

Виведення вологи, яка міститься в деревині, у вигляді рідини може скласти самостійний комерційний інтерес в плані отримання сировини для хімічної і парфумерної промисловості. В даний час збагачена корисними речовинами і мікроелементами волога, яка міститься в деревині, витягається випаровуванням з подальшою конденсацією. Це зумовлює високе енергоспоживання і низьку продуктивність процесу, а також неминуче приводить до часткової втрати цінних речовин і мікроелементів (відомо, що при будь-якому фазовому переході відбувається очищення від домішок, що складає основу багатьох методів одержання чистих матеріалів).

Установка для ультразвукового сушіння пиломатеріалів, модифікації властивостей деревини й одержання сировини для хімічної і парфумерної промисловості в єдиному технологічному процесі складається з таких основних блоків:

1. Рама (виконує роль несучої конструкції).

2. Механізм протягання пиломатеріалу: привод (електродвигун, редуктори, ланцюги, шестірні); вали прокатні.

3. Ультразвуковий блок: УЗ-генератор; УЗ-випромінювач.

4. Механізм притиску: пиломатеріалу до УЗ-випромінювача; приводних валів.

В установці використовується конвеєрний принцип подачі пиломатеріалу, що диктується і фізичним принципом впливу на останній, і відкриває можливість сполучення даного устаткування з деревообробним, наприклад, зі стругальним верстатом. Це обставина дозволяє виключити такі операції, як штабелювання пиломатеріалу, його завантаження і вивантаження із сушильної камери.

На мал. 1 зображена блок-схема установки. Роль несучої конструкції в установці виконує рама (1), на якій закріплені механізм протягання пиломатеріалу (2), УЗ-випромінювач (3) і механізм притиску (5).

Блок-схема УЗ-установки:1 - рама; 2 - механізм протягання; 3 - УЗ-випромінювач; 4 - УЗ-генератор; 5 - механізм притиску; 6 - дошка; 7 - горизонтальний столик; 8 - піддон для збору виведеної з дошки рідини.

Дошка (6) за допомогою механізму протягання (2) переміщається по горизонтальному столику (7), у який вмонтований УЗ-випромінювач (3), який живиться від УЗ-генератора (4). Для зменшення втрат ультразвукової хвилі при її відбиванні від пиломатеріалу, використовується механізм притиску (5) дошки (6) до УЗ-випромінювача (3). Для уникнення прослизання пиломатеріалу механізм протягання також забезпечений механізмом притиску. Ультразвукова хвиля, що поширюється в деревині, призводить до виділення вологи, що там міститься, у вигляді рідини. Візуально це виглядає так: з дошки, що рухається по УЗ-випромінювачу, витікає рідина.

Установка для УЗ-сушіння пиломатеріалів, модифікації властивостей деревини й одержання сировини для хімічної і парфумерної промисловості в єдиному технологічному процесі цілком відповідатиме вимогам нормативних документів і буде забезпечена повним комплектом необхідної для експлуатації документації (опис, технологічний регламент, сертифікати).

Підготував Михайло КОВАЛЬЧУК.