Использование вакуумных насосов и систем при сушке древесины

Вакуумная система играет двойную роль: как двигателя, так и вытяжного вентилятора в процессе сушки:

Создание и поддержание вакуумной среды: это основная функция, создающая условия для кипения при низких температурах и движущую силу перепада давления.

Удаление неконденсирующихся газов: В первую очередь удаляется воздух из полостей древесных клеток и любой воздух, который может проникнуть через уплотнители. Эти газы не конденсируются, занимают пространство, влияют на уровень вакуума и должны постоянно удаляться.

Удаление конденсирующегося водяного пара: это основная нагрузка. Вакуумный насос должен быстро удалять из сушильной камеры большое количество водяного пара, испаряющегося из древесины, для поддержания стабильного низкого давления.

При сушке древесины, в зависимости от процесса сушки и оборудования, конфигурации вакуумных насосов в основном следуют двум схемам:

1. Прерывистая (циклическая) вакуумная сушка

Это наиболее распространённый режим. Процесс сушки циклически переключается между фазами "Нагрев" и "Вакуум".

Рабочий процесс:

Фаза нагрева: вакуумный насос выключен. Горячая вода или пар циркулируют через нагревательные плиты, передавая тепло древесине. Давление в камере повышается (может даже немного превышать атмосферное), позволяя теплу проникать в древесину и нагревать влагу.

Фаза вакуумирования: нагрев прекращается. Включается вакуумный насос, который быстро снижает давление в камере до заданного уровня. Под действием низкого давления перегретая влага из древесины мгновенно испаряется и быстро вытесняется за счёт разности давлений.

Цикл повторяется: Цикл дддхххЖара - Вакуумддддххх повторяется несколько раз, пока древесина не достигнет заданной влажности.

Требования к вакуумному насосу:

Высокая скорость откачки: необходима для быстрого снижения давления в камере от атмосферного до целевого вакуума за короткое время, сокращая продолжительность каждого цикла.

Способность обрабатывать большие объемы водяного пара: каждая фаза вакуумирования высвобождает поток водяного пара.

Распространенные типы насосов:

Принцип работы: насос Рутса имеет очень высокую скорость откачки, но не может самостоятельно сжимать газы до атмосферного давления; для обеспечения необходимого давления подпора ему требуется жидкостно-кольцевой или винтовой насос в качестве форвакуумного насоса.

Преимущества: В требуемом диапазоне вакуума скорость откачки системы значительно выше, чем у одного насоса, что значительно сокращает время откачки и повышает эффективность сушки. Относительно низкое энергопотребление.

Недостатки: более высокие первоначальные инвестиции, более сложная система.

Преимущества: Простая конструкция, прочность и долговечность, возможность прямой работы со средами, содержащими большое количество водяного пара, устойчивость к влаге и меньшая вероятность повреждений даже при попадании небольшого количества опилок. Относительно низкая стоимость.

Недостатки: Предельный вакуум ограничен температурой воды (обычно около -94 кПа), более высокое потребление энергии, требует постоянной подачи технической воды и производит теплую воду.

Жидкостно-кольцевой вакуумный насос: Это классический и часто используемый вариант.

"Воздуходувка Рутса + форвакуумный насос" Система: Для крупного и эффективного промышленного сушильного оборудования это превосходный вариант.

2. Непрерывная вакуумная сушка

В этом режиме нагрев и вакуумирование происходят одновременно и непрерывно. Обычно для этого требуются специальные системы нагрева (например, высокочастотный/микроволновой нагрев или источники тепла, эффективные в вакуумной среде).

Требования к вакуумному насосу:

Необходимо постоянно и стабильно удалять водяной пар и неконденсирующиеся газы.

В связи с непрерывной эксплуатацией надежность и долговечность насоса имеют решающее значение.

Распространенные типы насосов:

Преимущества: Отсутствие рабочей жидкости в камере насоса, полная устойчивость к водяному пару, отсутствие таких проблем, как образование масляной эмульсии и загрязнение водой. Длительные интервалы технического обслуживания, надёжная работа. Низкое энергопотребление по сравнению с водокольцевыми насосами.

Недостатки: Самые высокие первоначальные инвестиционные затраты.

Сухой винтовой вакуумный насос: обеспечивает значительные преимущества в непрерывном режиме.

Большой жидкостно-кольцевой насос: также может справиться с этой задачей, но необходимо учитывать долгосрочное потребление воды и электроэнергии, а также сброс теплой воды.