Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Leszek Jaszczyk
Suszenie drewna
311[32].Z1.04
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

1
Recenzenci:
mgr inż. Elżbieta Krajnik-Scelina
mgr inż. Barbara Krasnodębska
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Leszek Jaszczyk
Konsultacja:
mgr inż. Teresa Jaszczyk
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[32].Z1.04
Suszenie drewna zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu technik
technologii drewna.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Zjawiska fizyczne w procesie suszenia drewna 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 11
4.1.3. Ćwiczenia 11
4.1.4. Sprawdzian postępów 13
4.2. Planowanie procesu suszenia drewna 14
4.3. Urządzenia suszarnicze 22
4.4. Suszenie materiałów tartych 28
5. Sprawdzian osiągnięć 40
6. Literatura 45

3
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Tobie pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu planowania
procesu suszenia drewna i jego przeprowadzenia, a także umożliwi poznanie zjawisk
zachodzących w procesie suszenia drewna.
Jednostka modułowa: Suszenie drewna jest kolejną jednostką w procesie
technologicznym przerobu drewna.
W poradniku zamieszczono:
1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności, które powinieneś posiadać,
aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.
2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej, które określają umiejętności, jakie opanujesz
w wyniku procesu kształcenia.
3. Materiał nauczania, który zawiera informacje niezbędne do realizacji zaplanowanych
szczegółowych celów kształcenia, umożliwia samodzielne przygotowanie się do
wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy
wskazaną literaturę oraz inne źródła informacji. Obejmuje on również:
− pytania sprawdzające wiedzę niezbędną do wykonania ćwiczeń,
− ćwiczenia z opisem sposobu ich wykonania oraz wyposażenia stanowiska pracy,
− sprawdzian postępów, który umożliwi sprawdzenie poziomu Twojej wiedzy po
wykonaniu ćwiczeń.
4. Sprawdzian osiągnięć w postaci zestawu pytań sprawdzających opanowanie umiejętności
z zakresu całej jednostki. Zaliczenie tego jest dowodem umiejętności określonych w tej
jednostce modułowej.
5. Wykaz literatury dotyczącej programu jednostki modułowej.
Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub
instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.
Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej.
Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytania tak lub nie, co oznacza,
że opanowałeś materiał lub nie.
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie pobytu w suszarniach drewna musisz przestrzegać regulaminów, przepisów
bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, obowiązujących podczas
poszczególnych rodzajów prac.

4
Schemat układu jednostek modułowych
311[32].Z1.06
Chemiczny przerób drewna
311[32].Z1.05
Technologia tworzyw
drzewnych
311[32].Z1.02
Obróbka drewna
tartacznego
311[32].Z1.04
Suszenie drewna
Moduł 311[32].Z1
Technologia przerobu
drewna
311[32].Z1.01
Dostawa i odbiór drewna
okrągłego
311[32].Z1.03
Sortowanie materiałów
tartych

5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− rozpoznawać gatunki drewna,
− organizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp,
− dobierać przybory i materiały do wykonania rysunku,
− posługiwać się normami,
− wykonywać i odczytywać szkice, schematy i rysunki,
− rozróżniać typowe części i zespoły maszyn,
− wykorzystywać techniki komputerowe,
− posługiwać się dokumentacją techniczną.

6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− zinterpretować zjawiska zachodzące podczas procesu suszenia drewna,
− określić rodzaj czynników i ich wpływ na przebieg naturalnego i sztucznego suszenia
drewna,
− skontrolować przebieg wysychania,
− rozpoznać rodzaje stosów,
− wskazać zasady ręcznego i mechanicznego sztaplowania materiałów tartych,
− rozmieścić sztaple na składzie z uwzględnieniem właściwości składowanego drewna,
− wskazać różnice między suszeniem naturalnym i sztucznym,
− określić zalety i wady suszenia sztucznego i naturalnego,
− dobrać wilgotność końcową,
− obliczyć czas suszenia,
− wyróżnić etapy suszenia i określić ich przebieg,
− przeprowadzić kontrolę procesu suszenia tarcicy,
− zinterpretować zmiany parametrów czynnika suszącego,
− sporządzić zapisy i wykresy kontrolne procesu suszenia drewna,
− obsłużyć komputerowe programy suszenia drewna.

7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Zjawiska fizyczne w procesie suszenia drewna
4.1.1. Materiał nauczania
Suszenie materiałów tartych może odbywać się na wolnym powietrzu na składach
tartacznych lub w suszarniach. Pierwsza z metod jest procesem długotrwałym, wymaga
dużych nakładów robocizny i znacznych przestrzeni na zgromadzenie odpowiedniego zapasu
materiałów drzewnych. Suszenie w suszarniach jest procesem przyspieszonym, w czasie
którego czynniki wpływające na wysychanie drewna są regulowane w poszczególnych jego
fazach.
Woda w drewnie
Wysychanie drewna polega na obniżaniu się jego wilgotności, tj. zmniejszaniu
zawartości wody w drewnie. W świeżo ściętym drewnie wyróżnia się trzy rodzaje wody:
– wolna, która wypełnia wnętrze komórek i przestrzeni międzykomórkowych,
– związana, która nasyca błony komórkowe, wypełniając przestrzenie międzymicelarne,
– krystalizacyjna, wchodząca w skład niektórych związków chemicznych występujących
w drewnie [2, s. 511], nazywana również konstytucyjną [3, s. 324].
W czasie suszenia obniża się tylko zawartość wody wolnej i związanej w drewnie,
natomiast woda krystalizacyjna nie bierze żadnego udziału w procesach jego suszenia. Woda
związana występuje w nasyconych błonach komórkowych w postaci warstewek zawartych
między sąsiednimi micelami. Micele błonnika tworzą z wodą rodzaj roztworu koloidalnego.
Chcąc usunąć z drewna wodę związaną trzeba mu dostarczyć pewną ilość energii cieplnej,
oprócz wynikającej z parowania. Woda wolna natomiast występująca w naczyniach
włoskowatych (porach) drewna jest przy suszeniu wydalana z niego stosunkowo łatwo bez
dostarczania dodatkowych ilości ciepła.
Komórki drzewne, których micele są rozdzielone warstewkami wody związanej,
pęcznieją i zwiększają swoją objętość do pewnych granic. Nadmiar wody wypełnia wnętrza
komórek jako woda wolna. Przy wysychaniu drewna najpierw zmniejsza się w nim zawartość
wody wolnej, a pozostaje tylko woda związana. Przy dalszym suszeniu, a więc wydalaniu
wody związanej, międzymicelarne warstewki wody stają się coraz cieńsze, micele zbliżają się
do siebie, komórki drewna zmniejszają swoje wymiary, w następstwie czego całe drewno
ulega skurczeniu. Tak więc zmniejszanie lub zwiększanie się zawartości wody wolnej nie ma
znaczenia dla zmiany wymiarów i kształtu drewna. Natomiast zmniejszaniu się zawartości
wody związanej towarzyszy kurczenie się drewna, a zwiększaniu pęcznienie i zwiększanie się
jego objętości. Zmiany te występują zarówno przy suszeniu materiałów tartych na wolnym
powietrzu jak i w suszarniach.
Wydalanie wody wolnej z drewna następuje w sposób mechaniczny i przebiega
stosunkowo łatwo, podobnie jak przy odparowywaniu wody z powierzchni otwartych. Woda
związana, utrzymywana siłami włoskowatości i siłami molekularnymi, opuszcza drewno na
zasadzie zjawisk osmozy, dyfuzji i termodyfuzji, przemieszczając się ze ścianki jednej
komórki do ścianki następnej, aż do powierzchni drewna, z której wyparowuje do atmosfery.
Osmoza to przemieszczanie się cząsteczek wody przez błonę komórkową oddzielającą
dwa roztwory różniące się potencjałami chemicznymi. Różnica potencjałów chemicznych
wynika z różnicy składu (stężenia) roztworów. Jeżeli pomiędzy takimi roztworami istnieje

8
różnica potencjałów chemicznych, pojawia się wówczas proprocjonalne do niej tzw. ciśnienie
osmotyczne, które wymusza przepływ cząsteczek wody przez błonę komórkową.
W ten sposób w czasie schnięcia drewna odbywa się stały ruch wody od jego wnętrza ku
powierzchni. Jednym z zadań suszarników jest utrzymywanie takiej samej szybkości
parowania wody na powierzchni drewna, z jaką przebiega jej dyfuzja w jego wnętrzu. Jeżeli
szybkość parowania na powierzchni jest mniejsza od szybkości dyfuzji drewno schnie za
wolno. Jeśli natomiast szybkość parowania na powierzchni jest większa od szybkości dyfuzji,
następuje przerwanie strumienia dyfundującej wody, co powoduje szkodliwe zjawiska, przede
wszystkim pękanie drewna.
Dyfuzja wzdłuż włókien jest 2-4 razy szybsza od dyfuzji w poprzek włókien, dlatego
w czasie schnięcia materiałów tartych często występują pęknięcia na czołach, które kurczą się
znacznie szybciej niż dalsze odcinki tarcicy.
Punkt nasycenia włókien jest to taki stan wilgotności drewna, w którym błony drzewne są
całkowicie nasycone wodą, a jednocześnie nie występuje woda związana. Po uzyskaniu przez
drewno wilgotności odpowiadającej punktowi nasycenia włókien, dalsze jego schnięcie
postępuje aż do osiągnięcia stanu równowagi higroskopijnej, tzn. do chwili gdy wilgotność
drewna ustali się na poziomie odpowiadającym warunkom klimatycznym otoczenia
(wilgotności względnej, temperaturze i ciśnieniu powietrza). Po osiągnięciu stanu równowagi
higroskopijnej nie odbywa się już dalsze wydalanie wody (schnięcie drewna), ani jej
wchłanianie przez drewno z powietrza (wtórne nawilżanie). [2, s. 515]
Wilgotność względna powietrza jest to procentowy stosunek rzeczywistej ilości wody
(pary wodnej), zawartej w jednostce jego objętości, do największej ilości wody możliwej do
wchłonięcia przez powietrze o określonej temperaturze aż do stanu pełnego nasycenia. Przy
suszeniu drewna używa się tego określenia, ponieważ bardzo dobrze obrazuje jaką
procentowo ilość wody może powietrze jeszcze wchłonąć. Stan równowagi higroskopijnej
zależy tylko od wilgotności drewna oraz od wilgotności względnej i temperatury powietrza,
natomiast nie zależy od rodzaju drewna.
Zjawiska fizyczne przy suszeniu drewna
Przy suszeniu materiałów tartych powietrzem niezbędna jest znajomość jego parametrów,
tj. właściwości fizycznych charakteryzujących jego stan: temperatury, wilgotności i ciśnienia.
Podstawą techniki suszenia drewna jest wzrost pojemności wilgotnościowej powietrza
przy podwyższaniu temperatury. Do suszarni wprowadza się powietrze atmosferyczne
o pewnej wilgotności, zawierające ilość pary wodnej odpowiadającej jego pojemności
wilgotnościowej, przy aktualnej temperaturze. Gdy powietrze zostanie ogrzane, jego
pojemność cieplna, tzn. zdolność wchłaniania wody z otoczenia, gwałtownie wzrasta i chłonie
ono wodę z drewna.
Spadek wilgotnościowej pojemności powietrza przy obniżaniu temperatury jest
wykorzystywany w technice suszarniczej w celu osuszenia silnie nawilgoconego powietrza.
Ciepłe powietrze można osuszyć przez skierowanie jego strumienia na jakieś ciało silnie
ochłodzone, wskutek czego pojemność wilgotnościowa ulega zmniejszeniu, a nadmiar pary
wodnej ulega skropleniu i może być wówczas wydalony z suszarni.
Parowanie wody wolnej w procesach powietrznego suszenia drewna odbywa się
w wierzchniej warstwie drewna, zwanej strefą parowania. Uwarunkowane jest temperaturą
i ciśnieniem na granicy wody i powietrza. Parowanie ma szybkość proporcjonalną do różnicy
ciśnienia pary przy samej powierzchni wody i ciśnienia pary w otaczającym powietrzu.
Przemieszczanie się wody z warstw głębszych ku powierzchni następuje zarówno
w postaci ciekłej jak i pary. Czynnikami umożliwiającymi to przemieszczanie się są: dyfuzja,
termodyfuzja i osmoza.

9
Dyfuzja pary lub cieczy jest ruch cząsteczek substancji dyfundującej, tzn. dążącej do
rozprzestrzeniania się w całej objętości materiału, w którym się znajduje. Ponieważ dyfuzja
jest przemieszczaniem się wody od miejsc wilgotniejszych do suchszych, warunkiem
prawidłowego suszenia drewna jest spadek jego wilgotności od wnętrza w stronę
powierzchni. Dyfuzja wówczas powoduje przemieszczanie wody z wnętrza drewna na jego
powierzchnię, gdzie następuje jej odparowanie.
Termodyfuzja to zjawisko przemieszczania się wody w kierunku strumienia cieplnego od
miejsc o wyższej temperaturze do miejsc chłodniejszych. Wpływa to hamująco na przebieg
dyfuzji i przemieszczania się wody w stronę powierzchni drewna, ponieważ ciepło powietrza
nagrzewa najpierw silnie powierzchnie drewna, a dopiero potem stopniowo wewnętrzne jego
warstwy. Dlatego stosuje się m.in. nocne przerwy w pracy suszarni, w czasie których
ochładza się najpierw powierzchnia drewna, a to powoduje, że termodyfuzja działa w tym
samym kierunku co dyfuzja. Podobnie jest przy suszeniu diatermicznym, kiedy materiał
nagrzewa się w całej swej objętości tak, że wnętrze drewna jest nieco cieplejsze od stale
chłodzonej powietrzem powierzchni.
Woda wolna wskutek zjawiska osmozy przemieszcza się w drewnie przez przewody
przeważnie w postaci ciekłej, natomiast woda związana zarówno w postaci ciekłej jak i pary.
Im materiał jest bardziej suchy i grubszy tym więcej wody przemieszcza się w postaci pary.
Istotny wpływ na przebieg przemieszczania się wody w drewnie ma budowa drewna.
Drewno o skomplikowanej budowie, np. dębowe, przewodzi wodę w poprzek włókien
o wiele wolniej i trudniej niż drewno drzew iglastych.
Biorąc pod uwagę zmiany wilgotności warstw zewnętrznych i wewnętrznych,
występowanie i zmiany naprężeń oraz plastyczne odkształcenie drewna, można w jego
zachowaniu się wyróżnić sześć charakterystycznych okresów schnięcia. [2, s. 542]
Rys. 1. Zmiany zachodzące w drewnie w czasie procesu
suszenia: a – zmiany wilgotności drewna:
powierzchniowej (Wp), wewnętrznej (Wm) i średniej (Wśr)
Wpg – wilgotność przy granicy higroskopijności; b –
zmiany naprężeń desorpcyjnych, c – odkształcenia
plastyczne drewna [2, s. 541]
a)
b)
c)

10
Okresy schnięcia drewna wyróżniają się następująco:
(0-1) pierwszy okres schnięcia drewna, gdy jego wilgotność w warstwach zewnętrznych
i wewnętrznych jest jeszcze powyżej granicy higroskopijności; w okresie tym nie
występują ani naprężenia, ani plastyczne odkształcenia drewna;
(1) moment, w którym wilgotność warstw zewnętrznych drewna osiąga granicę
higroskopijności;
(1-2) drugi okres schnięcia drewna, w którym wilgotność warstw zewnętrznych stopniowo
spada poniżej granicy higroskopijności, wywiązują się pierwsze słabe naprężenia
rozciągające w warstwach zewnętrznych i ściskające w wewnętrznych; odkształcenia
plastyczne nie występują, ponieważ naprężenia nie przekroczyły jeszcze granicy
sprężystości;
(2) moment, w którym naprężenia zaczynają przekraczać granicę sprężystości;
(2-3) trzeci okres schnięcia drewna, w którym wilgotność warstw zewnętrznych obniża się
silnie poniżej granicy higroskopijności, rosną naprężenia rozciągające w warstwach
zewnętrznych, rozpoczyna się plastyczne wydłużanie warstw zewnętrznych i kurczenie
wewnętrznych;
(3) moment największej różnicy wilgotności warstw zewnętrznych i wewnętrznych oraz
maksimum naprężeń;
(3-4) czwarty okres schnięcia drewna, w którym warstwy wewnętrzne też obniżają swoją
wilgotność poniżej granicy higroskopijności; plastyczne wydłużenie warstw
zewnętrznych i skurczenie się wewnętrznych dążą do swojego maksimum, natomiast
naprężenia stopniowo maleją;
(4) moment zmian kierunku naprężeń i chwilowego ich braku; odkształcenia plastyczne
w tym momencie osiągają swoje maksimum;
(4-5) piąty okres suszenia, w którym wskutek coraz silniejszego wysychania i tendencji do
kurczenia się warstw wewnętrznych występują wzrastające naprężenia ściskające
w plastycznie wydłużonych warstwach zewnętrznych, a rozciągające w warstwach
wewnętrznych;
(5) moment drugiego maksimum naprężeń z odwrotnym znakiem niż w momencie 3;
odkształcenia plastyczne warstw wewnętrznych zmieniają się, a warstwy te zaczynają
się wydłużać;
(5-6) szósty okres schnięcia drewna, w którym różnice wilgotności warstw zewnętrznych
i wewnętrznych zmniejszają się dążąc do wyrównania; następuje stopniowe zanikanie
naprężeń; odkształcenia plastyczne zmniejszają się, pozostaje jednak niewielkie
plastyczne wydłużenie warstw zewnętrznych o wewnętrznych. [2, s. 543]
Z analizy przebiegu naprężeń i odkształceń plastycznych wynika, że najbezpieczniejszy
dla suszonego drewna jest pierwszy okres schnięcia. Po przekroczeniu granicy sprężystości
szczególnie duże niebezpieczeństwo pęknięć zewnętrznych występuje w momencie
największej różnicy wilgotności między warstwami zewnętrznymi i wewnętrznymi oraz na
początku czwartego okresu schnięcia drewna. W momencie zmiany znaku naprężeń można
stosować energiczne przyspieszenie suszenia, jednak w momencie drugiego maksimum
naprężeń występuje największe niebezpieczeństwo pęknięć wewnętrznych.
Znajomość opisanych odkształceń naprężeniowych i plastycznych oraz ich przebiegu
w poszczególnych etapach suszenia jest niezbędna dla prawidłowego kierowania procesem
suszenia materiałów tartych, zwłaszcza twardych gatunków drewna i grubszych sortymentów
przy większych wymaganiach jakościowych.
Przy powietrznym suszeniu konwekcyjnym powietrze musi znajdować się w ciągłym
ruchu od grzejników do suszonego materiału o od materiału do grzejników. Ruch powietrza
w suszarni jest niezbędny, aby można było szybko doprowadzić ciepło przekazywane przez

11
grzejniki do suszonego materiału, powtórnie ogrzać powietrze ochłodzone przez zetknięcie
się z nim i odprowadzić wyparowaną z drewna wodę. Ruch powietrza w suszarni może być:
− swobodny, polegający na przemieszczaniu się ogrzewanego i ochładzanego powietrza
wskutek zmiany jego gęstości, czyli tzw. naturalny obieg powietrza,
− wymuszony przez ssąco-tłoczące działanie wentylatorów, najpowszechniej stosowany
w suszarnictwie,
− wymuszony injekcyjny, gdzie powietrze zasysane jest przez wentylator i następnie
tłoczone do kanału injekcyjnego, skąd specjalnymi dyszami jest wtryskiwane z dużą
prędkością do wnętrza komory suszarniczej.
W procesie suszenia materiałów tartych pożądany jest tzw. ruch wirowy powietrza.
Umożliwia on mieszanie się strumieni wypełniających komorę, rozbijając warstwę graniczną
i rozprowadzając nadmiar pary w całej ilości powietrza znajdującego się w suszarni.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na czym polega wysychanie drewna?
2. Jakie rodzaje wody wyróżnia się w drewnie?
3. Co trzeba wykonać aby usunąć z drewna wodę związaną?
4. Jakie zjawiska fizyczne występują przy suszeniu drewna?
5. Od czego zależy szybkość parowania wody wolnej?
6. W jaki sposób można spowodować ten sam kierunek dyfuzji i termodyfuzji?
7. Jakie zmiany zachodzą w zewnętrznych i wewnętrznych warstwach drewna w trakcie
suszenia?
8. Jakie wyróżniamy okresy schnięcia drewna?
9. Jakie rodzaje ruchu powietrza mogą występować w suszarniach?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Scharakteryzuj rodzaje wody w drewnie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z zagadnieniem zawartości wody w drewnie,
2) scharakteryzować rodzaje wody występujące w drewnie,
3) określić zachowanie się wody wolnej i związanej w drewnie,
4) przedstawić powyższe w formie opisowej,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– notatnik,
– ołówek/długopis,
– literatura z rozdziału 6.

12
Ćwiczenie 2
Określ i opisz rodzaje zjawisk fizycznych przy suszeniu drewna.
1) zapoznać się z literaturą na temat zjawisk fizycznych przy suszeniu drewna,
2) określić czynniki wpływające na proces suszenia drewna,
3) scharakteryzować zjawiska dyfuzji, termodyfuzji i osmozy,
4) przedstawić powyższe zjawiska w formie opisowej,
– notatnik,
Ćwiczenie 3
Scharakteryzuj zmiany zachodzące w drewnie w czasie procesu suszenia.
1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) przedstawić na rysunku zmiany w drewnie w czasie procesu suszenia,
3) przedstawić zmiany w formie opisowej,
– notatnik,
– arkusz papieru w kratkę formatu A-4,
– linijka,
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić na czym polega wysychanie drewna? ¨ ¨
2) określić rodzaje wody w drewnie? ¨ ¨
3) przedstawić metodę usuwania wody związanej z drewna? ¨ ¨
4) określić zjawiska fizyczne występujące przy suszeniu drewna? ¨ ¨
5) wyjaśnić od czego zależy szybkość parowania wody wolnej? ¨ ¨
6) określić jak spowodować ten sam kierunek dyfuzji i termodyfuzji? ¨ ¨
7) scharakteryzować zmiany w zewnętrznych i wewnętrznych warstwach
drewna w trakcie suszenia? ¨ ¨
8) scharakteryzować okresy schnięcia drewna? ¨ ¨
9) określić rodzaje ruchu powietrza występujące w suszarniach? ¨ ¨

13
4.2. Planowanie procesu suszenia drewna
Ustalanie początkowej i końcowej wilgotności drewna
Pierwszą czynnością przygotowawczą przed zaplanowaniem suszenia jest określenie
rzeczywistej wilgotności drewna przeznaczonego do suszenia w suszarni. Jest to niezbędne do
ułożenia prawidłowego planu suszenia oraz ustalenia wzorcowego przebiegu zmian
temperatury i wilgotności względnej powietrza oraz określenia czasu suszenia.
Partia materiałów tartych suszonych w jednej komorze lub w jednym cyklu suszenia
w jednym tunelu powinna mieć podobną wilgotność początkową. W tym celu wybiera się
sztuki próbne i pobiera się próbki. Jeśli w takiej partii występują różnice wilgotności należy
pobrać sztuki o większej wilgotności. Taki wybór spowoduje wprawdzie wydłużenie czasu
suszenia, ale daje pozytywne wyniki, gdyż zapewnia wysuszenie całej partii równomiernie
i w zamierzonym stopniu. W początkowym bowiem okresie suszenia sztuki bardziej suche nie
będą schły, a nawet mogą ulec nawilżeniu, lecz z chwilą wyrównania się wilgotności przebieg
suszenia będzie jednolity dla całej partii.
Pobierane próbki są:
− małe, potrzebne do dokładnego określenia wilgotności początkowej,
− większe, tzw. wyrzynki kontrolne, do bieżącego stwierdzenia postępu wysychania drewna
w czasie procesu suszenia.
Próbki pobiera przy dłuższych sztukach tarcicy w odległości 50 cm od czoła, przy
krótszych w połowie ich długości, ze względu na to, że czołowe partie mają mniejszą
wilgotność. Próbki wycina się przez całą grubość i szerokość sztuki próbnej. Szerokość
próbki wynosi zwykle 5-10 mm, grubość odpowiada grubości sztuki próbnej, a długość jej
szerokości. Z każdej sztuki próbnej pobiera się 3-4 próbki.
Obok próbek wycina się przez całą szerokość i grubość sztuki próbnej wyrzynek
kontrolny o długości kilkudziesięciu centymetrów. Przy pobieraniu próbek z materiałów
tartych o mniejszej długości (np. fryzy) jako wyrzynek kontrolny traktuje się resztę sztuki
próbnej pozostałą po odcięciu próbek.
Po pobraniu próbek należy je ponumerować, przy czym próbkom i wyrzynkom
kontrolnym pochodzącym z tej samej sztuki próbnej nadaje się ten sam numer. Po
ponumerowaniu próbki waży się z dokładnością do 0,01 g, a wyrzynki kontrolne
z dokładnością do 0,1 g. Następnie umieszcza się próbki w suszarce elektrycznej i suszy
w temperaturze 100-1050
C, ważąc je w określonych odstępach czasu. Pierwsze ważenie
przeprowadza się po 12 godzinach, następne po 6, kolejne co 2 godziny. Suszenie uważa się
za zakończone, gdy różnica między wynikami dwóch ostatnich ważeń nie przekracza
dokładności pomiaru, a więc próbka nie wykazuje już ubytku masy. W tym samym czasie
należy zważyć wyrzynki kontrolne z dokładnością do 1 g.
Od trafnego wyboru sztuk próbnych oraz prawidłowego i dokładnego wykonania
wszystkich czynności związanych z ustaleniem procentu początkowej wilgotności drewna
(obliczanego według wzorów zawartych we wskazanej literaturze), zależy prawidłowe
zaplanowanie przebiegu suszenia, a tym samym w znacznym stopniu również efekt suszenia
drewna.
Końcowa wilgotność, do której chcemy doprowadzić materiały tarte przez suszenie
w suszarni, zależy od ich przeznaczenia. Procent końcowej wilgotności suszonych materiałów
powinien odpowiadać stanowi równowagi higroskopijnej wyrobów z warunkami
klimatycznymi otoczenia, w którym będą one użytkowane. Ponieważ i one są w pewnych
granicach zmienne, zakłada się warunki przeciętne, a materiały tarte suszy się do wilgotności

14
1-2% niższej od wilgotności odpowiadającej stanowi równowagi z przeciętnymi warunkami
klimatycznymi. Tak ustalony procent wilgotności końcowej drewna powoduje, że nie będzie
ono nadal wysychać, ani nawilżać się w warunkach nowego otoczenia. Nie nastąpi więc
zmiana jego wymiarów, kształtu, nie wystąpią pęknięcia ani spaczenia.
Planowanie czasu suszenia
Czas suszenia materiałów tartych uzależniony jest od rodzaju drewna, jego budowy
i szczególnych właściwości, od wymiarów suszonych materiałów, głównie ich grubości, od
procentu wilgotności początkowej drewna i wymaganego procentu wilgotności końcowej, od
temperatury i wilgotności względnej powietrza oraz od rodzaju suszarni. Ponadto na czas
suszenia wpływają warunki klimatyczne zewnętrzne i wymagana dokładność i ostrożność
suszenia.
Wzorcowy czas suszenia oblicza się najczęściej przed ustaleniem przebiegu temperatury
i wilgotności względnej powietrza. Jest on istotnym elementem planu suszenia tylko przy
przyjęciu czasowej regulacji parametrów powietrza suszącego. W innych przypadkach jest on
elementem pomocniczym.
Do obliczenia wzorcowego czasu suszenia przyjmuje się wilgotność najwilgotniejszej
sztuki próbnej jako wilgotność początkową. Obliczenia wzorcowych czasów suszenia wykonuje
się sposobami podanymi w literaturze specjalistycznej lub w instrukcjach. [2, s. 595]
Przy planowaniu procesu suszenia oprócz czasu całkowitego oblicza się cząstkowe czasy
suszenia, odpowiadające ubytkom wilgotności początkowej o każde 10%, a po obniżeniu się
wilgotności poniżej 40% co 5%. Czasy cząstkowe oblicza się metodą, według której ustalono
wzorcowy czas całkowity suszenia.
Ustalanie przebiegu temperatury i wilgotności względnej powietrza
Jeżeli planuje się suszenie ze stopniowym wzrostem temperatury, obliczając czas według
sposobu opartego na jednej temperaturze, wówczas miarodajna jest średnia temperatura
okresu właściwego suszenia. Ostatni okres to kilkugodzinne ochładzanie, czyli stopniowe
obniżanie temperatury do 30-400
C już po zakończeniu właściwego procesu suszenia. Długość
okresu nagrzewania jest tym większa, im drewno jest twardsze, suchsze i grubsze. W tym
czasie następuje ogrzanie nie tylko suszarni, ale również nagrzanie umieszczonej w niej
tarcicy. [2, s. 597]
W suszarniach z naturalnym obiegiem powietrza szybkie podniesienie temperatury
powietrza i utrzymanie jej na stałym, wymaganym poziomie, jest z zasady niemożliwe.
W suszarniach takich zwykle podnosi się temperaturę do wymaganego poziomu stopniowo,
prawie przez cały czas suszenia, i dopiero w końcowym okresie można ją utrzymać w stałej
wysokości.
W suszarniach o działaniu ciągłym temperatura powietrza w określonym miejscu jest
stała przez cały czas cyklu suszenia, ale odmienna w każdym miejscu tunelu – najniższa przy
wejściu, a najwyższa przy wyjściu suszonego materiału.
W celu zapobieżenia ujemnym skutkom nadmiernego wysuszania powietrza (pękanie
tarcicy) w okresie nagrzewania stosuje się równocześnie z nagrzewaniem parowanie, czyli
doprowadza się do wnętrza suszarni świeżą parę wodną. Parowanie nie tylko podnosi
wilgotność względna powietrza w suszarni do wymaganego poziomu, ale również szybko
nagrzewa materiały tarte.
Najwydatniejszy wpływ na przebieg suszenia materiałów tartych i na zachowanie jakości
suszonych materiałów ma odpowiednie obniżanie wilgotności względnej powietrza.
W praktyce posługujemy się tzw. gradientem spadku wilgotności drewna. Jest to stosunek
rzeczywistej średniej wilgotności drewna w danym momencie do jego wilgotności przy stanie
równowagi z panującymi w tym momencie warunkami klimatycznymi, przy których drewno

15
schnie. Gradient spadku wilgotności drewna powinien w procesie schnięcia drewna być
zawsze większy od jedności. Gdy jest on równy jedności wówczas wilgotność drewna
znajduje się w stanie równowagi z warunkami klimatycznymi powietrza, a drewno nie schnie.
Gradient mniejszy od jedności odpowiada procesowi wchłaniania wody przez suche drewno
z wilgotnego powietrza.
Wzorcowe wykresy przebiegu suszenia
Wzorcowe wykresy przebiegu suszenia są niezbędne do kierowania i kontroli procesu
suszenia. Najpierw sporządza się wykres przebiegu wilgotności drewna, następnie wykreśla
się linię planowanego przebiegu temperatury suszenia, jako ostatnią wykreśla się krzywą
planowanego przebiegu wilgotności względnej powietrza. Poniżej przedstawiono wzorcowe
wykresy przebiegu suszenia w suszarni z wymuszonym obiegiem powietrza dla różnych
rodzajów drewna, różnych grubości materiałów tartych i granic wysuszenia, przy różnych
sposobach planowania parametrów suszenia.
Oznaczenia na wykresach:
Wd – rzeczywista średnia wilgotność drewna,
Wr – wilgotność drewna w stanie równowagi z panującymi warunkami klimatycznymi,
Wp – początkowa wilgotność drewna,
Wk – końcowa wilgotność drewna,
ϕ - wilgotność względna powietrza,
ϕr - wilgotność względna powietrza pozostająca przy danej temperaturze w stanie równowagi
z aktualną średnią wilgotnością drewna Wr,
t – temperatura.
Rys. 2. Wzorcowy wykres suszenia desek sosnowych grubości
25 mm; czas suszenia obliczony według sposobu Kollmanna; Wp
– 40%, Wk – 10%, ϕ = 0,70% ϕr [2, s. 608]

16
Rys. 3. Wzorcowy wykres suszenia desek sosnowych grubości
25 mm; czas suszenia obliczony według sposobu CNIIMOD;
Wp – 40%, Wk – 10%, ϕ = 0,70% ϕr [2, s. 610]
Rys. 4. Wzorcowy wykres suszenia bali świerkowych grubości
100 mm; czas suszenia obliczony według sposobu Janika;
Wp – 80%, Wk – 10%, ϕ = 0,80% ϕr [2, s. 611]

17
Rys. 5. Wzorcowy wykres suszenia bali świerkowych grubości
100 mm; czas suszenia obliczony według sposobu CNIIMOD;
Wp – 80%, Wk – 10%, ϕ = 0,80% ϕr [2, s. 611]
Rys. 6. Wzorcowy wykres suszenia bali dębowych grubości 50
mm; czas suszenia obliczony według sposobu Kollmanna;
Wp – 50%, Wk – 10%, ϕ = 0,85% ϕr [2, s. 612]
Rys. 7. Wzorcowy wykres suszenia bali dębowych grubości 50
mm; czas suszenia obliczony według sposobu Janika;
Wp – 50%, Wk – 10%, ϕ = 0,85% ϕr [2, s. 612]

18
1. W jakim celu pobiera się próbne sztuki tarcicy i jej próbki?
2. Z których części tarcicy pobiera się próbki?
3. Jakie są wymiary próbek tarcicy i wyrzynków kontrolnych?
4. Z jaką dokładnością waży się próbki i wyrzynki kontrolne tarcicy?
5. W jaki sposób określamy czas suszenia?
6. W jaki sposób ustala się przebieg temperatury powietrza w czasie suszenia?
7. W jaki sposób ustala się wilgotność względną powietrza w czasie suszenia?
8. Jakie znasz wzorcowe wykresy suszenia materiałów tartych?
9. Omów zasady sporządzania wykresów suszenia materiałów tartych?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Pobierz próbki tarcicy do ustalenia wilgotności początkowej partii tarcicy.
1) odszukać informacje w literaturze dotyczące ustalania wilgotności początkowej partii
tarcicy,
2) wybrać sztuki próbne tarcicy,
3) odciąć z sztuk próbnych próbki odpowiednich wymiarów,
4) odciąć wyrzynki kontrolne,
5) ponumerować próbki i wyrzynki,
6) zważyć próbki i wyrzynki,
7) odnotować ilość i rodzaj pobranych próbek i wyrzynków,
– tarcica różnych rodzajów i wymiarów,
– piła ręczna do cięcia drewna,
– pilarka tarczowa elektryczna do drewna,
– pilarka spalinowa łańcuchowa,
– kreda lub lubryka,
– waga laboratoryjna,
– naczynko wagowe,
– eksykator,
– notatnik,

19
Ćwiczenie 2
Oblicz czas suszenia materiałów tartych.
1) odszukać informacje w literaturze dotyczące planowania czasu suszenia materiałów
tartych,
2) scharakteryzować planowanie wzorcowego czasu suszenia oraz czasów cząstkowych,
3) oblicz czas suszenia drewna dla wskazanego gatunku, wilgotności początkowe i grubości
tarcicy,
– notatnik,
– arkusze papieru format A-4,
Ćwiczenie 3
Ustal przebieg temperatury i wilgotności względnej powietrza.
1) odszukać informacje w literaturze na ten temat,
2) scharakteryzować ustalanie przebiegu temperatury i wilgotności względnej powietrza,
3) przedstawić powyższe w formie opisowej,
– notatnik,
– arkusze papieru format A-4,
Ćwiczenie 4
Przedstaw graficznie przykładowe wzorcowe wykresy suszenia materiałów tartych.
1) odszukać informacje w literaturze na temat wzorcowych wykresów przebiegu suszenia,
2) narysować wzorcowe wykresy suszenia desek sosnowych dla różnych metod obliczania
czasu suszenia,
3) narysować wzorcowe wykresy suszenia bali świerkowych dla różnych metod obliczania
czasu suszenia,
4) narysować wzorcowe wykresy suszenia bali dębowych dla różnych metod obliczania
czasu suszenia,
5) opisać powyższe wykresy,

20
– notatnik,
– arkusze papieru w kratkę formatu A-4,
– linijka,
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) określić w jakim celu pobiera się próbne sztuki tarcicy i jej próbki? ¨ ¨
2) określić z których części tarcicy pobiera się próbki? ¨ ¨
3) scharakteryzować mierzenie i ważenie próbek tarcicy i wyrzynków
kontrolnych? ¨ ¨
4) scharakteryzować planowanie czasu suszenia? ¨ ¨
5) scharakteryzować ustalanie przebiegu temperatury powietrza w czasie
suszenia? ¨ ¨
6) scharakteryzować ustalanie wilgotności względnej powietrza w czasie
suszenia? ¨ ¨
7) określić rodzaje wzorcowych wykresów suszenia materiałów tartych? ¨ ¨
8) narysować przykładowe wykresy wzorcowe suszenia materiałów tartych? ¨ ¨

21
4.3. Urządzenia suszarnicze
Suszarnie komorowe
Wśród suszarni komorowych wyróżnia się rodzaje:
− z wentylatorami umieszczonymi na jednym wspólnym wale pod stropem komory wzdłuż
całej jej długości i w środku jej szerokości,
− z wentylatorami umieszczonymi pojedynczo na krótkich wałach, ustawionych również
pod stropem, ale w poprzek komory,
− z wentylatorami umieszczonymi na bocznej ścianie komory,
− z wentylatorami umieszczonymi na wspólnym wale, ustawionymi pod sztaplem
w podpiwniczeniu komory,
− z wentylatorami umieszczonymi poziomo (lub lekko skośnie do poziomu) pod stropem
komory na krótkich, pionowych wałach (lub lekko odchylonych od pionu).
Rys. 8. Przekrój poprzeczny suszarni
komorowej z wewnątrz umieszczonymi
wentylatorami na jednym wspólnym
wale: 1 – strop pozorny, 2 – wentylator,
3 – kominek, 4 – rury grzejne, 5 – ruta
do parowania, 6 – sztapel tarcicy na
wózku [2, s. 553]
W odmianie pierwszej zaletę stanowi jeden wspólny wał z jednym silnikiem. Wadą tego
rozwiązania jest większy koszt i trudności montażu długiego wału oraz konieczność obudowy
wentylatorów zasłonami kierunkowymi. Bez tych zasłon powietrze pędzone wentylatorami
ustawionymi prostopadle do długości komory przepływałoby wzdłuż komory, a nie poprzek
jej długości.
Wadą drugiej odmiany jest duża liczba silników (oddzielny dla każdego wału). Natomiast
niewątpliwą zaletą jest niższy koszt i ułatwienie montażu takich wałów, a przede wszystkim
prawidłowy kierunek obiegu powietrza pędzonego przez wentylatory ustawione równolegle
do długości komory.
Odmiana trzecia to suszarnie skonstruowane dla zakładów przemysłowych suszących
niewielkie ilości materiałów tartych. Szczególną ich zaletą jest to, że sama komora może być
nie tylko murowana, ale również prefabrykowana z dwu warstw blachy, między którymi
znajduje się warstwa izolacyjna. [2, s. 555]

22
Odmiana czwarta i piąta to rozwiązania przestarzałe i praktycznie już nie stosowane
w suszarnictwie materiałów tartych.
Wyposażenie suszarni komorowych składa się z odpowiedniej do wymiarów komory
ilości wentylatorów śrubowych, baterii rur grzejnych (lub specjalnych grzejników)
umieszczonych na drodze obiegu pędzonego wentylatorami powietrza, z rur
doprowadzających parę potrzebną do parowania, oraz z umieszczonych na stropie kominków
dopływowych i odpływowych, wyposażonych w klapy lub zasuwy do regulacji dopływu
świeżego i odpływu zużytego (wilgotnego) powietrza. Aparaturę kontrolno-pomiarową
stanowi psychometr do badania wilgotności względnej powietrza. Termometr suchy tego
psychometru służy jednocześnie jako wskaźnik temperatury panującej w komorze.
W nowoczesnych rozwiązaniach suszarni warunki klimatyczne powietrza wewnątrz komory
regulowane są przez półautomatyczne lub w pełni zautomatyzowane urządzenia sterowane
komputerowo.
Zasada działania, wspólna dla wymienionych wyżej odmian suszarni, polega na
wymuszeniu obiegu powietrza przez wentylatory śrubowe dookoła poprzecznego przekroju
komory. Obieg ten może być przyspieszany lub zwalniany przez stosowanie odpowiednich
urządzeń, w zależności od potrzeb. Można również zmieniać kierunek obrotu wentylatorów,
co powoduje zmianę kierunku przepływu strumienia powietrznego. Świeże powietrze
doprowadzane kominkiem dopływowym tłoczą wentylatory wzdłuż stropu komory między
rurami grzejnymi. Ogrzane tam powietrze tłoczone jest następnie w dół przelotami przy
bocznych ścianach. Wskutek tłoczącego działania w bocznych przelotach i ssącego
w kominie sztapla w środku komory prąd ciepłego powietrza rozgałęzia się poziomo w stronę
środka komory i biegnie do komina sztapla między warstwami materiałów usztaplowanych na
wózkach. W kominie sztapla powietrze zasysane przez wentylatory tłoczone jest w kierunku
rur grzejnych, gdzie nagrzewa się ponownie i znowu odbywa kolejny obieg przez sztaple
z tarcicą.
Wilgotność względną w komorze reguluje się odpowiednio przez zamykanie lub
otwieranie zasuw dopływowych lub odpływowych. Przez otwarcie zasuw osiąga się obniżenie
wilgotności względnej powietrza, ponieważ z zewnątrz dopływa świeże powietrze suche,
a kominkami odpływowymi wylatuje powietrze nawilgocone. Gdy zasuwy są zamknięte
wilgotność względna powietrza podwyższa się wskutek wchłaniania parującej wody
z drewna.
Komory z wymuszonym obiegiem powietrza są prawie niezależne od zewnętrznych
warunków klimatycznych. Duża swoboda w kierowaniu procesem suszenia i dowolnym
ustalaniu jego czynników (temperatury, wilgotności względnej i ruchu powietrza) umożliwia
zależnie od rodzaju drewna, sortymentu, jego wilgotności początkowej i końcowej
indywidualne traktowanie każdej partii suszonych materiałów. [2, s. 559]
Suszarnie tunelowe
Do zalet suszarni tunelowych należy przede wszystkim stosunkowo małe zużycie energii
cieplnej oraz wygoda i łatwość sterowania dużymi suszarniami, spełniającymi w dużych
tartakach zadania składów materiałów tartych, polegające na podsuszaniu świeżo
wyprodukowanych materiałów do stanu załadowczo suchego lub nawet powietrznie suchego.
Wyróżnia się suszarnie tunelowe w kilku odmianach:
− przeciwprądowe z wzdłużnym ułożeniem tarcicy,
− przeciwprądowe z poprzecznym ułożeniem tarcicy,
− z poprzecznym śrubowym obiegiem powietrza,
− z poprzecznym strefowym obiegiem powietrza,
− suszarnie przewiewowe,
− kombinowane, częściowo przeciwprądowe, a częściowo współprądowe.

23
Rys. 9. Przekrój wzdłużny tunelowej suszarni przeciwprądowej z podłużnym
ułożeniem tarcicy: 1 – wymiennik ciepła i kominek, 2 – centralna sterownia,
3 – wentylator, 4 – nagrzewnica, 5 – aparatura pomiarowa i regulacyjna, 6 –
sztaple tarcicy [2, s. 560]
Dwie pierwsze odmiany mają tą samą zasadę działania: przesuwanie sztapli materiałów
tartych (na wózkach lub na rolkach) wzdłuż tunelu przeciw prądowi suszącego powietrza.
Sposób ułożenia materiałów tartych – wzdłuż lub w poprzek tunelu – wywiera duży wpływ na
proces suszenia. Powietrze przy poprzecznym układzie tarcicy łatwiej przepływa przez
przeloty w bocznych ścianach sztapli niż przez czołowe ich powierzchnie, a przy tym nie
trafia bezpośrednio na wrażliwe czoła tarcicy. [2, s. 561]
Wyposażenie tunelowej suszarni przeciwprądowej składa się zwykle z umieszczonego
w jej wnętrzu wentylatora osiowego, połączonego z kominkiem dopływowym i grzejnikiem.
Wentylator tłoczy suche i ogrzane na grzejniku powietrze w wyjściowy koniec tunelu.
Powietrze biegnie przez całą długość tunelu aż do znajdującego się przy wejściu kominka
odpływowego lub do umieszczonego obok niego przewodu, doprowadzającego przez
dmuchawę i grzejnik zużyte, wilgotne powietrze z powrotem do dalszego obiegu. Chociaż
obieg jest w ten sposób zamknięty, wewnątrz tunelu powietrze przemieszcza się jednak po
linii prostej, a nie wykonuje, jak w komorach, obiegu walcowego lub śrubowego.
Inny system suszarni tunelowych ma wentylatory umieszczone wewnątrz tunelu,
podobnie jak w suszarniach komorowych. W tym przypadku wentylatory kierują powietrze
wzdłuż tunelu ruchem śrubowym od umieszczonego przy wejściu grzejnika, a następnie do
kominka odpływowego, znajdującego się przy wejściowym końcu tunelu.
Wskutek tak prowadzonego obiegu powietrza jego temperatura i wilgotność względna
zmieniają się stopniowo wzdłuż tunelu. Przy drzwiach wejściowych temperatura jest
najniższa, a wilgotność względna najwyższa. W miarę oddalania się od drzwi wejściowych
tunelu temperatura wzrasta, a wilgotność względna powietrza maleje.
Suszarnie tunelowe z poprzecznym śrubowym obiegiem powietrza miały wyeliminować
wady suszarni przeciwprądowych z wzdłużnym układaniem tarcicy, kierując przepływ
powietrza na boczne powierzchnie sztapli, a nie na ich czoła. W suszarniach takich
umieszczano między stropem i pułapem pozornym szereg wentylatorów, które kierowały
powietrze ruchem śrubowym dookoła tunelu, a przez boczne ściany sztapli od wejścia
suchego powietrza przez nagrzewnice i kolejne wentylatory aż do jego odpływu. [2, s. 565]
Suszarnie z poprzecznym strefowym obiegiem powietrza każda ze stref ma oddzielny
wentylator, a nagrzewanie oraz dopływ świeżego powietrza i odpływ zużytego powietrza są
regulowane automatyczną aparaturą, sterowaną oddzielnie dla każdej strefy.
W suszarniach tunelowych przewiewowych sztaple tarcicy umieszczone na wózkach lub
na rolkach przesuwają się w tunelu w przeciwprądzie ogrzanego powietrza. Powietrze po
przejściu przez cały tunel z tarcicą odpływa na zewnątrz i nie wraca już do obiegu. Suszenie
drewna odbywa się w stosunkowo niskiej temperaturze wynoszącej około 300
C. Powietrze nie

24
przechodzi wielokrotnie przez sztaple tarcicy, dzięki czemu jest zupełnie pozbawione
zarodników sinizny.
Suszarnie przeciwprądowo-współprądowe działają w układzie dwóch przeciwległych
strumieni powietrza. Całą długość tunelu można podzielić na cztery strefy: I – wejścia sztapla
i podgrzewania drewna, II – właściwego ostrego suszenia, III – łagodnego, wyrównawczego
suszenia, IV – ochładzania i klimatyzacji drewna oraz wstępnego podgrzewania wchodzącego
powietrza. W strefie I i II ruch powietrza odbywa się w kierunku przeciwnym do ruchu
tarcicy, natomiast w strefie III ruch powietrza jest zgodny z ruchem tarcicy. Sztaple tarcicy po
przejściu strefy III przesuwane są do strefy IV, w której chłodzi je strumień wchodzącego
świeżego powietrza skierowanego przeciwnie do ruchu tarcicy.
Wybór suszarni
Suszarnie komorowe z wymuszonym obiegiem powietrza są najbardziej uniwersalne
i mają najszerszy zakres stosowania. Ich zalety polegające na stosunkowo dużej szybkości
i dokładności suszenia materiałów do żądanego procentu wilgotności, na jednolitości suszenia
wszystkich materiałów w całej komorze, wreszcie duża swoboda w kierowaniu procesem
suszenia zależnie od suszonego materiału i stawianych wymagań dotyczących przebiegu
procesu, powodują, że suszarnie te nadają się do suszenia wszystkich rodzajów drewna
i wszystkich sortymentów. Z uwagi na szybki przebieg suszenia w tych suszarniach
sortymenty grubsze i wrażliwsze rodzaje drewna ciężkiego są dość poważnie narażone na
zeschnięcie, pękanie oraz paczenie. [2, s. 572]
Suszarnie komorowe z wymuszonym obiegiem powietrza powinny być stosowane przede
wszystkim do suszenia elementów przeznaczeniowych (budowlanych, meblarskich itp.).
W dużych tartakach i zakładach przemysłu tartacznego zaleca się stosowanie suszarni
tunelowych przeciwprądowych z poprzecznym ułożeniem tarcicy w tunelach, z automatyczną
regulacją warunków klimatycznych, wymiennikiem ciepła i rolkowymi przenośnikami do
przesuwania sztapli. Suszarnie tunelowe są urządzeniami przeznaczonymi do masowego
suszenia sortymentów o jednolitych cechach jakościowych i wymiarowych, a więc
wyprodukowanych z jednego rodzaju drewna i o zbliżonej wilgotności początkowej, a przy
tym o niezbyt wysokich wymaganiach pod względem jednolitości wysuszenia i końcowej
wilgotności. [2, s. 574]
Suszarnie tunelowe mniej nadają się natomiast do suszenia drewna wrażliwego, np.
większości rodzajów drewna z drzew liściastych, grubszych sortymentów i o większych
wymaganiach pod względem dokładności i jednolitości suszenia.
1. Jakie znasz rodzaje suszarni komorowych?
2. Scharakteryzować działanie suszarni komorowych?
3. Czy potrafisz narysować przykładowe schematy suszarni komorowych?
4. Jakie znasz rodzaje suszarni tunelowych?
5. Scharakteryzować działanie suszarni tunelowych?
6. Narysować przykładowe schematy suszarni tunelowych?
7. Jakie są wady i zalety rozwiązań poszczególnych rodzajów suszarni?
8. Określić podstawowe zasady wyboru suszarni?

25
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Określ rodzaje suszarni komorowych i scharakteryzuj ich działanie.
1) zapoznać się z literaturą dotyczącą suszarni komorowych,
2) określić rodzaje suszarni komorowych,
3) narysować schematycznie przekrój przykładowej suszarni komorowej,
4) scharakteryzować działanie suszarni komorowych i przedstawić w formie opisowej,
– notatnik,
– linijka,
Ćwiczenie 2
Określ rodzaje suszarni tunelowych i scharakteryzuj ich działanie.
1) zapoznać się z literaturą dotyczącą suszarni tunelowych,
2) określić rodzaje suszarni tunelowych,
3) narysować schematycznie przekrój przykładowej suszarni tunelowej,
4) scharakteryzować działanie suszarni tunelowych i przedstawić w formie opisowej,
– notatnik,
– linijka,
Ćwiczenie 3
Określ podstawowe zasady wyboru suszarni.
1) zapoznać się z literaturą na temat wyboru suszarni,
2) określić w formie pisemnej podstawowe zasady wyboru suszarni,

26
– notatnik,
– arkusz papieru format A-4,
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) określić rodzaje suszarni komorowych? ¨ ¨
2) scharakteryzować działanie suszarni komorowych? ¨ ¨
3) narysować przykładowy schemat suszarni komorowej? ¨ ¨
4) określić rodzaje suszarni tunelowych? ¨ ¨
5) scharakteryzować działanie suszarni tunelowych? ¨ ¨
6) narysować przykładowy schemat suszarni tunelowej? ¨ ¨
7) określić wady i zalety rozwiązań poszczególnych rodzajów suszarni? ¨ ¨
8) określić podstawowe zasady wyboru suszarni? ¨ ¨

27
4.4. Suszenie materiałów tartych
Czynniki suszenia i ich wpływ na proces suszenia
Suszenie naturalne, nazywane również suszeniem na wolnym powietrzu lub
sezonowaniem, określa suszenie drewna przy wykorzystaniu otaczającego powietrza o nie
zmienionych parametrach. Suszenie naturalne charakteryzują poniższe cechy:
– brak możliwości osiągnięcia dowolnego poziomu wilgotności końcowej drewna;
wilgotność ta ustala się na poziomie zależnym od stanu powietrza atmosferycznego,
– sezonowość związana ze zróżnicowaniem warunków klimatycznych w różnych porach
roku,
– długotrwałość wynikająca z faktu wykorzystywania powietrza o naturalnych, nie
podwyższonych własnościach suszących,
– niebezpieczeństwo spękania drewna i opanowania go przez grzyby przy nadmiernym
przedłużaniu sezonowania lub niewłaściwym ułożeniu tarcicy. [5, s. 99]
Za wykorzystaniem naturalnego sposobu suszenia przemawiają: suszenia już w trakcie
składowania tarcicy wynikającego z organizacji procesu technologicznego, mniejsze
niebezpieczeństwo spękań wielkowymiarowych sortymentów, niskie koszty.
Przy sezonowaniu na wolnym powietrzu najważniejszy jest właściwy obieg powietrza.
Zależny jest on od dwóch grup czynników:
– dotyczących składowiska: kształt składowiska z uwzględnieniem rzeźby terenu, kierunek
panujących wiatrów i nasłonecznienie, system podziału składowiska na kwatery,
rozlokowanie sztapli na poszczególnych kwaterach,
– dotyczących konstrukcji sztapla: wysokość umieszczenia suszonego materiału nad
powierzchnią podłoża, gęstość rozmieszczenia materiału w stosie, wpływ konstrukcji
dachu oraz jego ustawienia w stosunku do kierunku panujących wiatrów, rodzaj obiektów
suszarniczych (zamknięte, otwarte).
Oprócz obiegu powietrza przy suszenia naturalnym istotne są również temperatura
i wilgotność powietrza, które w zależności od pory roku jak również w trakcie doby ulegają
znacznym wahaniom, co ma ujemny wpływ na długość i przebieg suszenia.
Przy konwekcyjnej metodzie przenoszenia ciepła czynnikami suszenia są: temperatura
powietrza, jego wilgotność względna i ruch powietrza obiegającego suszone drewno.
Przy suszeniu na wolnym powietrzu na otwartych składach mamy niewielki wpływ na
wymienione wyżej czynniki. Przez stosowanie prawidłowego sposobu sztaplowania,
legarowania i dachowania sztapli oraz wyboru kierunku ich ustawienia można do pewnego
stopnia wpływać na prędkość i kierunek ruchu powietrza.
Sztuczne suszenie materiałów tartych jest metodą szeroko rozpowszechnioną
w przemyśle. Posiada ono następujące zalety:
– wydatnie skraca czas suszenia w porównaniu z suszeniem naturalnym; umożliwia to
przyspieszenie obrotów tarcicą o odpowiednio niskim poziomie wilgotności,
– umożliwia osiągnięcie dowolnie niskiego poziomu średniej wilgotności końcowej tarcicy
przy zachowaniu odpowiedniej jakości wysuszonego drewna, tzn. równomierności
wysuszenia, eliminacji lub ograniczenia naprężeń wewnętrznych i wywoływanych przez
nie skutków w postaci spękań, zwichrowań itp. oraz fizycznych i technicznych własności
drewna,
– powoduje zabicie grzybni i ewentualnie znajdujących się w drewnie owadów, spełniając
rolę czynnika sterylizującego i konserwującego, zmniejszając lub eliminując
niebezpieczeństwo sinienia, czerwienienia i pękania,

28
– zmniejsza zapotrzebowanie na powierzchnie składowisk.
Proces suszenia powietrznego metodą konwekcyjną w suszarniach opiera się na
kontrolowanej zmianie czynników suszenia. Każdy z nich oddziałuje na przebieg suszenia
w odpowiedni sposób i w określonym zakresie.
Temperatura powietrza wpływa przede wszystkim na procesy zachodzące wewnątrz
suszonego materiału, zwłaszcza na przewodność wody. Szczególne znaczenie ma gradient
temperatury, a więc różnica między temperaturą powierzchni drewna i jego wnętrza.
W konwekcyjnym suszeniu gradient temperatury do pewnego stopnia hamuje szybkość
przemieszczania wody, gdyż kieruje się ona od miejsc silnie nagrzanych do chłodniejszych,
a więc przy suszeniu konwekcyjnym od nagrzanej powierzchni do chłodniejszego wnętrza.
Dlatego też przy stosowaniu tej metody należy zwracać uwagę na możliwie jednolite
i szybkie nagrzanie całego przekroju suszonej tarcicy. [2, s. 599]
Wilgotność względna powietrza wpływa wyraźnie na intensywność parowania wody na
powierzchni materiału, przez co również działa na procesy zachodzące wewnątrz suszonego
materiału, a więc na szybkość dyfuzji wody z wilgotnego wnętrza drewna do jego suchszych
warstw przypowierzchniowych.
Prędkość obiegu powietrza również wpływa przede wszystkim na szybkość parowania
wody z powierzchni suszonych materiałów tartych, zabierając przylegającą do suszonego
drewna warstwę powietrza nasyconą wodą i wskutek tego umożliwiając dalsze jej parowanie.
Dokładne zharmonizowanie działania tych trzech czynników jest warunkiem szybkiego,
ekonomicznego i dobrego jakościowo suszenia drewna.
Regulacja czynników suszenia
Rozróżnia się trzy sposoby regulacji czynników suszenia:
− temperatura stała, wilgotność względna powietrza malejąca, prędkość obiegu powietrza
stała,
− temperatura wzrastająca, wilgotność względna powietrza malejąca, prędkość obiegu
powietrza stała,
− temperatura wzrastająca, wilgotność względna powietrza stała, prędkość obiegu powietrza
stała.
Proces suszenia materiałów tartych może mieć różną intensywność, czyli różną szybkość
usuwania wody z drewna. Największa dopuszczalna w określonych warunkach intensywność
suszenia nie może powodować ujemnych następstw dla suszonego materiału. Dlatego też jest
ona różna dla różnych rodzajów drewna i grubości suszonych sortymentów, a ponadto zależy
także od przeznaczenia drewna.
Zmiany temperatury i wilgotności względnej powietrza (różnicy psychometrycznej)
reguluje się jednym z następujących sposobów:
− według upływu czasu od początku zaplanowanego procesu suszenia: polega na
zmienianiu w określonych odstępach czasu temperatury powietrza i jego wilgotności
względnej,
− według stopniowo zmniejszającej się wilgotności drewna: w określonych odstępach czasu
bada się wilgotność suszonych materiałów i dostosowuje się temperaturę i wilgotność
względną powietrza do wielkości planowanych,
− według naprężeń zaobserwowanych w suszonym drewnie: w tym celu bada się stan
suszonego drewna według objawów wskazujących istnienie lub brak nadmiernych
naprężeń (pęknięcia, spaczenia, odkształcenia próbek itp.) i dostosowuje się do wyników
tych obserwacji parametry suszącego powietrza. [2, s. 581]

29
Przyrządy pomiarowe stosowane w procesie suszenia
W procesie suszenia materiałów tartych stosuje się następujące przyrządy pomiarowe:
− do pomiaru temperatury: termometry szklane i manometryczne oraz pirometry elektryczne
lub termografy,
− do pomiaru wilgotności względnej powietrza: psychometry lub psychografy,
− do pomiaru wilgotności drewna: wagi oraz suszarki próbek drewna, przy pomocy których
ustala się dane wyjściowe do wzorów obliczeniowych, wilgotnościomierze elektryczne,
− do pomiaru czasu – zegar,
− do badania obiegu powietrza: anemometry skrzydełkowe, talerzowe lub dyferencjalne,
termoanemometry, aparaty dymowe.
Układanie materiałów tartych
W przypadku magazynowania i suszenia naturalnego tartych materiałów drzewnych
skład tarcicy nie może być zlokalizowany na gruntach podmokłych i gliniastych, powinien
być umiejscowiony na otwartej powierzchni, aby powietrze miało swobodny dostęp
i przepływ przez stosy drewna, tzw. sztaple.
Skład tarcicy dzieli się na kwatery. Szerokość kwater, wyznaczona odległością między
osiami podłużnych dróg transportu wewnątrzzakładowego, wynosi:
– przy sztaplowaniu ręcznym 12-13 m,
– przy sztaplowaniu za pomocą sztaplarek 13-14 m,
– przy stosowaniu wózków widłowych bocznego podnoszenia 6-11 m, zależnie od
wymiarów i konstrukcji wózków,
– przy używaniu widłowych wózków przedniego podnoszenia około 7 m. [5, s. 103]
Długości kwater, wyznaczone przez odległość między osiami poprzecznych dróg
transportu wewnętrznego, zamykają się w granicach 45-55 m. Pozwala to na umieszczenie na
długości kwatery 4 lub 5 sztapli. Na każdej z kwater można ustawić po dwa sztaple na
szerokości i cztery lub pięć sztapli na długości, czyli na jednej kwaterze można rozmieścić
8 lub 10 stosów, przy zachowaniu między nimi:
– odstępów wzdłużnych (między bokami sztapli) ok. 2 m,
– odstępów poprzecznych (między czołami sztapli) ok. 2,5 m.
Wykorzystanie poszczególnych części składowiska powinno sprzyjać właściwemu
wysychaniu zróżnicowanego materiału. Należy uwzględnić, że:
– najłagodniejsze warunki wysychania trzeba zapewnić dla drewna najbardziej wrażliwego,
tzn. bukowego, jesionowego oraz wiązowego; pozostałe gatunki drewna liściastego
znoszą nieco ostrzejsze warunki wysychania; najbardziej odporne na warunki suszenia
jest drewno świerkowe, jodłowe i modrzewiowe; najodporniejsze i znoszące
najintensywniejszy sposób suszenia jest drewno sosnowe,
– od strony nawietrznej należy układać na składowisku drewno sosnowe, świerkowe,
jodłowe i modrzewiowe, następnie zaś liściaste z wyjątkiem bukowego, jesionowego
i wiązowego, które należy układać w środkowej części składowiska,
– najbardziej nasłoneczniona część składowiska kwalifikuje się do suszenia cenniejszego
drewna, z tym jednak, że należy je zabezpieczyć przed powstawaniem pęknięć
słonecznych,
– metody dotyczące składowania drewna poszczególnych gatunków powinny być
modyfikowane w zależności od wymiarów sortymentów, tj. najcieńsze układa się od
strony nawietrznej, grubsze od strony zawietrznej, a najgrubsze na środku składowiska,
oraz od jakości, tj. sortymenty najwyższych klas jakości powinny być składowane
w środkowej części składowiska, gdzie panują najłagodniejsze warunki wysychania.
Zagospodarowanie poszczególnych kwater polega na ustawieniu stosów tarcicy.
Rozróżnia się następujące rodzaje stosów:

Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (17)

Similar to Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u

Similar to Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u (20)

More from Emotka

More from Emotka (20)

Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u