Оборудование для производства термодревесины

Термодревесина

Читайте также

• Что такое термодревесина?
• Термодревесина технология
• Термодревесина своими руками
• Недостатки термодревесины

Деревянные изделия без каких-либо химикатов, которые стабильны в самых разнообразных условиях? Для фасада и для кровли, в саду и возле бассейна? Сто лет назад люди даже не мечтали о таком. Однако в 21 веке даже самые смелые предположения находят реальное воплощение. В этой статье мы поговорим о термодревесине: что это такое, как ее производят и чем же она так уникальна?

Что такое термодревесина?

Тремодревесина – это лесоматериал, который специалисты подвергают термической обработке под действием высоких температур от 180 до 230С без использования химических препаратов. В итоге получился продукт, ставший актуальным «материалом XXI века», который сочетает в себе экологичность древесины с абсолютно бесценными физико-механическими параметрами.

В процессе эксплуатации не меняется геометрия термодерева, т.е. оно не усыхает, не набухает, не подвержено короблению и растрескиванию, не гниет при длительном контакте с водой. А самое главное – ему не нужна ни в какая обработка химикатами. Такой материал отличается высокой плотностью структуры и почти на 30% лучше простых лесоматериалов держит тепло в зимний период и прохладу в летние месяцы. Отметим, что даже самые бюджетные сорта лесоматериалов во время термообработки тонируются на всю толщину и приобретают глубокий, благородный оттенок более ценных сортов.

Этот материал получают при помощи обработки лесоматериалов водяным паром с использованием природных растительных масел. Во время многоступенчатой сушки из сырья полностью вытягивается вся влага и летучие соединения, тогда как качества самой древесины существенно улучшаются. Интересно, что первоначальный этап сушки включает обработку сырья водяным паром. Это делается для того, чтобы предотвратить растрескивание будущего изделия. В процессе термообработки в условиях пересыщенного пара свободные атомы водорода «крепятся» к концам углеродно-водородных цепей лесоматериалов, препятствуя в будущем притяжению молекул воды и, как следствие, разбуханию сырья на молекулярном уровне. Показатели адсорбции жидкости снижаются в 4-5 раз.

После такого сложного и беспрерывного технологического процесса получается эффектное и экологически чистое, почти универсальное сырье. До начала процедуры термообработки на сырье вначале воздействуют высокими температурами на протяжении нескольких часов, после чего можно приступать непосредственно к самой термообработке. После этого полученный материал остужают. Для создания термодревесины можно использовать и мягкие и твердые сорта лесоматериалов. При этом мягкие сорта подходят для наружной отделки, а из твердых сортов создают различные предметы интерьера или проводят внутреннюю отделку.

Термодревесина технология

Стоит отметить, что эту технологию придумали финны. Финские специалисты для отделки фасадов и интерьерных работ, изготовления настилов используют сосну, ель. А в саунах применяют европейскую осину, сосну, ель. Напольные покрытия они создают из березы.

Производство термодревесины включает такие этапы:

• при температуре 130-150 C происходит сушка, вследствие чего влажность удается снизить практически до нуля повышение температуры до 200-240 C в условиях насыщенного водяного пара. Обязательным условием является наличие избыточного давления в сравнении с атмосферным. Именно в этот момент лесоматериалам придается определенный оттенок и получается новый материал – термодревесина
• температура понижается, а влажность сырья доводится до уровня 4-6 %.

Во время реализации термообработки меняется цвет лесоматериала, причем не только верхнего слоя, а по всей толщине. Можно получить самые различные оттенки от бежевого до шоколадного, все зависит от выбранного режима. Помимо этого, эффектно выглядит текстура древесины. Простой кусок дерева выглядит как благородный материал, подвергшийся долголетнему старению, а это сегодня очень модно. При помощи термообработки самое дешевое сырье будет иметь вид элитных сортов древесины.

При обработке паром полностью разлагается любимая микроорганизмами среда – древесные сахара. Тесты, которые проводили специалисты в лабораториях, доказывают, что полученный материал устойчив к гниению и образованию плесени, ему не нужны дополнительные защитные покрытия. Срок службы такого материала в 15–25 раз выше, чем обычной древесины. Постоянство размеров в условиях колебаний влажности и температуры окружающей среды увеличивается в 10–15 раз – по окончанию высыхания материал не меняет своих первоначальных геометрических форм, вследствие структурирования молекулярных цепочек во время обработки. В условиях постоянных проливных дождей изменение размеров термодерева в 3–4 раза меньше, чем у необработанного материала.

Путем термической обработки практически любой лесоматериал можно приблизить по характеристикам к лиственнице, которая столетиями не подвергается действию влаги. По этой причине лиственница пользуется огромной популярностью в Венеции. Просачивание жидкости после обработки снижается в 3–5 раз. Это происходит потому, что поверхность термодерева не пористая, как у обычных лесоматериалов, а уплотненная, вследствие чего ей не страшна даже повышенная влажность воздуха.

Сегодня люди все больше заботятся о своем здоровье, поэтому материалы для строительства и предметы интерьера выбираются экологически безопасные. Термически обработанная древесина как раз такой материал, потому что даже отходы этого производства утилизируются сжиганием.

Главные достоинства этого материала:

• глубокий и однородный по всему сечению оттенок
• идеальное качество поверхности;
• длительный период эксплуатации
• значительное снижение процента усыхания
• стойкость к температурным колебаниям
• аромат натуральной древесины
• стопроцентная экологичность.

Изготовление термодревесины осуществляется под действием перегретого пара при температуре от 150 до 240 градусов Цельсия – разлет значительный, но именно позволяет разделить всю термодревесину на классы:

• 1-й класс. Лесоматериалы обрабатываются при температуре до 190 С. Этот материал слегка тонирован, а его технические показатели самые низкие
• 2-й класс. Обработка проводится при температуре до 210 градусов. Полученный материал устойчив к гниению и высокопрочный, однако, он менее пластичный и хрупкий. Он имеет более темный цвет
• 3-й класс является наиболее высоким классом термообработки лесоматериалов. Его получают после «обжига» до 240 градусов. Полученный материал невероятно плотный, твердый и устойчив к любым погодным явлениям.

В целом, сфера использования термодревесины не ограничена. Она применяется везде, где используется обычная древесина. В строительной отрасли термодерево применяют в работах, связанных как с внутренней, так и с внешней отделкой фасадов. Широкая палитра оттенков не ограничивает дизайнерской фантазии, а физико-механические характеристики дают возможность использовать этот материал даже для создания несущих конструкций. В результате нейтрального отношения к влажности материал пользуется популярностью в обустройстве бань, саун и бассейнов. Единственный нюанс, который необходимо принять во внимание перед покупкой – это цена. Стоит этот материал очень дорого, и чаще всего расходы на покупку оказываются нецелесообразны. Например, использовать такой материал для интерьерной отделки комнат, конечно, можно, но дорого – для этих работ подойдут и обычные лесоматериалы. Термодерево имеет свою собственную область применения, в которой расходы на него оправдываются.

Из термодерева производят деревянные плитки для ванных комнат и кухонь, которые являются прекрасной альтернативой холодному кафельному покрытию. Кроме этого из него делают цельные ванны и раковины.

При наличии неограниченного бюджета материал можно использовать для:

• отделки фасадов здания. В строительных магазинах можно найти вагонку различного плана – от стандартных реек с пазами до блок-хаус
• создания террас, площадок на открытом воздухе, беседок и других сооружений
• ограждения из этого материала будут радовать не одно поколение вашей семьи. Такой забор не нуждается в уходе, его нужно лишь периодически мыть со шланга
• производство декоративных изделий – напольных покрытий, панелей для стен, уличной мебели, разнообразных садовых декоров

Термодревесина своими руками

Ввиду такой высокой стоимости многие домашние мастера задумываются о том, чтобы сделать термодерево в домашних условиях. Конечно, при наличии огромного желания и электрической печи с регулятором температуры, вы сможете справиться с этой работой. Только не забывайте, что в электрическую печь необходимо обязательно установить тару с жидкостью, потому что без присутствия пара древесина легко загорится при такой высокой температуре.

Однако дело это довольно трудоемкое. На специализированных форумах можно найти мастеров, которые создали сушильную камеру собственноручно из железнодорожной цистерны, вмещающей 15 куб. м. Основным условием является стопроцентная герметичность камеры. В противном случае присутствие кислорода станет причиной возгорания лесоматериалов во время нагрева свыше 135 С. Самый простой способ термообработки своими руками заключается в проваривании небольшой деревянной заготовки на протяжении 1.5 часов в воде. После этого ее нужно завернуть в ткань и старые газеты, и разместить около любого источника тепла для того, чтобы она просохла. К такому методу прибегают резчики по дереву для сушки липы.

Недостатки термодревесины

Однако, идеального материала без недостатков еще придумать не удалось. Поэтому даже у такого, на первый взгляд, безукоризненного материала, есть отрицательные качества. В результате термической обработки лесоматериалы становятся не только более твердыми, но и более хрупкими, по этой причине специалисты советуют сверлить направляющие отверстия для шурупов и гвоздей, в особенности около торцов доски.

Термодревесина более чувствительна к ультрафиолету и может приобретать серебристо-серый оттенок, раз в несколько лет участки древесины, расположенные под открытым солнцем, понадобится обрабатывать.

Поскольку технология является новой и малоизученной, экспертам пока не известна стойкость этого материала, при длительном нахождении в земле. По этой причине, столбы, части каркаса террасы, беседки и прочих садовых сооружений лучше создавать из пропитанной антисептиком древесины.

Сегодня этот материал можно купить лишь в специализированных магазинах, в розничной продаже она встречается достаточно редко. Однако в ближайшие несколько лет стоит ждать большей доступности вследствие роста объемов производства и, как следствие, уменьшения стоимости, потому что все больше и больше производств начинают осваивать эту технологию.

В конце отметим, что, несмотря на сложность технологии, можно сделать этот материал и в домашних условиях. Однако такой материал все же будет более низкого качества, чем изготовленный на предприятии. И даже, сделанное дома термодерево, будет иметь более высокие характеристики, чем обычное.

Похожие сюжеты

Государственная организация Southeast Urban Wood Exchange недавно объявила о том, что все предприниматели из восьмого региона Американского лесопромышленного департамента, занятые в производстве и переработке так называемого урбанистической древесины, могут зарегистрировать свою продукцию и услуги на портале urbanwoodexchange.org

У всех деревообрабатывающих предприятий и тех, кто занимается выпуском продукции из древесины, рано или поздно возникает проблема с защитой доски, бруса, оцилиндрованных бревен и также других конструкций от вреда, который наносят грибки и вредящие насекомые.

Термообработка древесины

Веками дерево считалось хоть и ценным, но хрупким материалом, который подвержен гниению, нападению паразитов, усушке и прочим неприятностям. И только в конце прошлого века в Финляндии был разработан процесс, позволяющий избежать порчи деревянных изделий при эксплуатации. Термообработка древесины стала спасением для любителей конструкций и отделки из этого сырья. Теперь даже самый недорогой тип дерева может выглядеть презентабельно, иметь насыщенный и благородный оттенок.

Термообработанная древесина

Первыми, кто догадался использовать термообработку дерева для повышения его физических качеств были финны. Чтобы получить термомодифицированную древесину, сырой материал подвергается процессу, при котором поддается сушке и обработке паром при высокой температуре. Молекулярная текстура сырья меняется, расщепляются волокна и характерная для пиломатериала пористость пропадает.

Вода термомодифицированной древесине не страшна, дополнительные химические составы для защиты от влаги не используются. Скачки температуры окружающей среды она переносит стойко, не сохнет и не разрушается.

Оттенок пиломатериала после такой обработки меняется в лучшую сторону. Термомодифицированная древесина приобретает благородный оттенок, свойственный дорогим породам. Плесень, насекомые и гниение для нее не страшны. Качественные характеристики становятся выше примерно в 20 раз по сравнению с сырьем, которое не подвергалось такой обработке. При этом все природные свойства после термообработки у дерева сохраняются. Оно по-прежнему остается экологически чистым, отлично проводящим тепло материалом.

Технология термообработки древесины

Существует определенный порядок действий, позволяющий на выходе получить качественную термомодифицированную древесину:

• Сырой пиломатериал помещается в специальную камеру. Там под воздействием температуры свыше 100 градусов (в пределах 300) он подвергается термосушке. Вся влага из дерева выпаривается практически до нулевой отметки.
• Далее, происходит термообработка дерева при помощи пара под температурой в пределах 220-240 градусов. Процесс длится больше суток. В это время сырье получает тот неповторимый оттенок, особую прочность и долговечность.
• В завершение камера остывает, температура снижается. Термостабилизированная древесина должна содержать не более 6% влаги в волокнах.

Есть два варианта создания термомодифицированной древесины, в зависимости от способа обработки паром:

• Одноступенчатый (описан выше);
• Многоступенчатый. Пар подается под давлением, которое периодически меняется. Этот способ дает более стойкий защитный результат у материала.

Высшее качество у термомодифицированной древесины появляется после обработки азотом вместо пара. От этого зависит цена готового пиломатериала.

Для простоты были введены классы сырья, которые различаются по способу обработки:

1. Класс 1. Температура пара не превышает 190 градусов. Обработка слабая, материал немного меняет свои свойства, естественный цвет практически сохраняется, немного темнеет оттенок.
2. Класс 2. Температура пара до 210 градусов, износостойкость материала возрастает, появляются защитные функции против гниения. Оттенок становится насыщеннее, материал заметно темнеет.
3. Класс 3. Температура пара до 240 градусов, цвет существенно изменяется до темного. Все защитные функции повышаются до максимального предела.

Перед покупкой следует определиться какая технология термообработки древесины подходит в конкретном случае, от этого существенно зависит цена вопроса.

Преимущества термодревесины

После термообработки пиломатериал получает качества, которые существенно отличают его от необработанного дерева:

• Долгий срок эксплуатации. Деревянные волокна больше не способны впитывать влагу из-за новых физических свойств. Термомодификация древесины не дает материалу разбухнуть или потрескаться. Полисахариды в составе больше не присутствуют. А значит нет приманки для паразитов и насекомых. Эти факторы влияют на срок службы в положительную сторону.
• Высокий уровень пожаробезопасности. Термическая обработка делает волокнаплотными. Они содержат меньше кислорода, а значит, возгорание будет происходить гораздо медленнее, чем у обычного сырья.
• Внешне древесина выглядит дороже. Структура дерева выделяется сильнее, оттенок становится глубоким, насыщенным. Такими цветами обладает природная плотная структура ствола лиственницы, дуба.
• Физические свойства улучшаются. Материал больше не боится царапин, ударов. Сломать его не так просто, как было раньше.
• Обработка термодревесины химическими составами для сохранения целостности больше не требуется. Есть нюанс: пока ее свойства до конца не изучены, прошло мало времени. Рекомендуется наносить защитный состав на те части конструкции, которые будут находиться в земле (сваи, части фундамента и пр.).

Сфера применения деревянных изделий больше ничем не ограничивается.

Оборудование для термообработки

Основной вид специального оборудования для создания термомодифицированной древесины — камера. Она представляет собой длинный резервуар, который вмещает крупный объем материала. Доска поступает в камеру на специальной подставке. На ней же находится все время.

Пар должен равномерно поступать и распределяться по всей длине резервуара. В процессе оборудование для термообработки выполняет функции сушильной камеры, нагревает воздух внутри до предельной температуры, подает пар, откачивает кислород. Также вносит инертный газ, органические масла и обжигает материал при критических температурах, корректирует количество влаги в волокнах термомодифицированной древесины.

Производители термокамер заявляют основные характеристики, которые оборудование придает пиломатериалу при создании термомодифицированной древесины. От них зависит технология термообработки, древесина какого качества получится на выходе. Некоторые варианты используются только для определенных пород.

Отличия и особенности термокамер

Качество и условия термообработки зависят от производителя оборудования. Традиционно лучшими считаются финские термокамеры, немецкие, французские и голландские. Российские производители тоже предлагают свой вариант камеры для термообработки древесины.

Таблица отличий лучших камер

Сравнение характеристик термокамер производителей

Наименование производителя	Параметры функционирования камеры	Для каких пород используется
Westwood (США)	цикл 48 часов, t 220-240 градусов	Ясень, бук, дуб
Thermowood (Финляндия)	45-96 ч, t 180-215	Для хвойных
VacuumPlus (Россия)	72-168 ч, t 165-190	Универсальная
Bikos-TMT (Россия)	38-52 ч, t 180-220	Для ценных пород
Menz-Holz (Германия)	Среда органических масел, 32-54 ч, t 180-230	Хвойные, твердолиственные
PLATO (Голландия)	120-192 ч, t 170-210	Хвойные, береза
Retification (Франция)	Пар и инертный азот, 40-62 ч, t 180-220	Универсальная
Fromsseier (Дания)	Повышенное давление, 48-72 ч, t 180-220	Хвойные

Камера для термообработки

Производство термодревесины в камере характеризуется следующими данными:

• Максимально возможная исходная влажность сырья;
• Время полного цикла. Количество часов работы термокамеры зависит от параметров загружаемого материала: порода, технология обработки, способ подготовки.
• Безопасность и особенности в управлении камеры для термообработки.
• Допустимые размеры толщины сырья, для равномерной обработки паром.
• Расход энергии и других ресурсов.
• Вместительность на один цикл и размер рабочего пространства.

При желании термообработку древесины можно выполнить самостоятельно.

Термообработка дерева в домашних условиях

Чтобы создать термодревесину своими руками потребуется:

• Бак, который можно закрыть настолько плотно, что воздух туда не будет поступать.
• Обеспечить постоянный равномерный нагрев всей площади резервуара.
• Емкость с жидкостью, для создания термического пара внутри бака.
• Инструмент для размещения сырья.

Принцип работы: внутрь бака помещается кусок древесины, конструкция непрерывно подогревается чаще всего электрическим способом до температуры не ниже 135 градусов.

Еще один простой вариант для термообработки в домашних условиях небольших кусков древесины: прокипятить его в кастрюле 1,5 часа, завернуть в полотенце и дать просохнуть рядом с обогревателем. Этот способ актуален для тех, кто занимается резкой по дереву.

Термодревесина — материал экологически чистый. Не требует особого покрытия, используется как для внешней отделки помещения, так и для внутренней. На осадки и перепады температуры не реагирует. Прослужит своим хозяевам десятки лет, сохранив благородный внешний вид и защитные качества.

Оборудование для термической модификации древесины

Можно ли за 72 часа высушить брус до влажности 6% и получить термобрус сечением 300х300 мм? Специалисты по сушке древесины говорят: нет. А вот в научно-производственном объединении «Победа» утверждают, что это возможно — при использовании разработанной в НПО камеры для модификации древесины. Об особенностях работы термокамеры корреспонденту нашего журнала рассказал генеральный директор торгового дома «ДревТермо» (соучредитель НПО «Победа») Олег Шульман.

— Олег Исаакович, расскажите, пожалуйста, почему вы решили разрабатывать оборудование для термообработки?

— Российский потребитель с термодревесиной знаком больше 15 лет, и с каждым годом сфера ее применения расширяется. Термодревесина зарекомендовала себя на отечественном рынке в качестве современного материала для наружной и внутренней отделки домов, саун и бань, как материал для изготовления напольных покрытий, покрытий для террас, патио, устройства садовых дорожек, территорий возле бассейнов, изготовления лестниц, предметов интерьера, а также садовой мебели, элементов ландшафтного дизайна и ограждений. Мы проанализировали существующие технологии термообработки (Bikos-TMT, Vacuum Plus, Mirako, Fromsseier, Menz-Holz, Retification, Plato, Thermowood) и пришли к выводу, что их основные недостатки — это повышенные требования к качеству сырья (древесина должна быть не ниже первого сорта) и высокие энергозатраты (продолжительность термообработки может занимать до 20 дней). Ни по одной из используемых технологий невозможно получить термомодифицированный брус или бревно низкой себестоимости в короткие сроки.

Несколько лет назад в нашей стране начали изготавливать термобрус. Этим материалом заинтересовались предприятия деревянного домостроения. Учитывая популярность технологии термомодификации в России, в нашем научном центре проводили опрос домостроительных компаний, которые подтвердили востребованность термообработанного бруса или бревна, а также желание изготавливать их на собственных производствах.

— В чем особенность вашей технологии?

— У технологии, разработанной инженером нашего научного центра Олегом Моичкиным, по сравнению с теми, которые распространены сейчас, есть отличия в способах нагрева древесины и удаления влаги. Режимы термирования отработаны таким образом, что есть возможность использовать сырье влажностью до 100% (свежесрубленное), не требуется предварительная сушка древесины до термообработки. Термомодификация осуществляется всего за один цикл, его продолжительность зависит от породы и размеров обрабатываемого материала, а по существующим технологиям термообработка выполняется в несколько этапов. Сокращение продолжительности термообработки позволяет снизить затраты на электроэнергию до 1200 руб./м 3 . Минимальные затраты, которые приходятся на энергоресурсы, по существующим технологиям составляют 5000 руб./м 3 .

Согласно законам термодинамики, на термообработку 1 м 3 древесины требуется не меньше 250 кВт электроэнергии. Процессы, происходящие в камере, описать этими законами нельзя, так как КПД нашей камеры приближается к 200% (по существующим технологиям КПД камеры не превышает 80%). Исходя из результатов исследований строения электровещества ученым Юрием Рыбниковым и его периодической таблицы электроатомов, полученный результат вполне объясним.

— Является ли ваша технология аналогом той, что представляет на рынке компания Thermowood?

— Финскую технологию Thermowood нельзя сравнивать c нашей: они разные. Изучением способов обработки древесины и ее сушки занимаются давно. Но на самом деле процессы, которые описывают тот или иной физический процесс, на практике нельзя воспроизвести со 100%-ной точностью. Классификация видов и способов сушки обычно базируется на методах передачи тепла. В нашей термокамере древесина подвергается одновременной обработке инфракрасным излучением, конвективной и кондуктивной сушке. Расход энергии минимален за счет того, что не требуются затраты электроэнергии на начало или завершение одного из процессов нагревания. Термомодификация древесины проходит в среде перегретого пара. В процессе термообработки древесина приобретает насыщенный благородный коричневый оттенок, однородный по всему сечению. После термомодифицикации материал может сразу подвергаться механической обработке и покрываться лакокрасочными материалами.

— При каких режимах происходит термообработка бруса?

— В настоящий момент отлажены режимы термирования для получения термобруса из древесины березы, сосны, ели, липы и осины. Для обработки древесины осины необходимо учитывать больше параметров, чем для древесины других пород, чтобы снизить в полученном материале внутренние напряжения. Брус сечением 300×300 мм термировать лучше при температуре 160-170°С в течение 72 часов. При таком режиме незначительно снижается прочность древесины на изгиб и скалывание. Высокая температура обработки (180-200°С) делает ее хрупкой, также она сильно темнеет, что ухудшает ее эстетические качества. Для обработки древесины названных выше пород требуется разное время, но разница составляет всего несколько часов. Помимо термобруса, камера рассчитана на обработку оцилиндрованного бревна (диаметром до 30 см) и пиломатериалов. Объем единовременной загрузки камеры — 5 м 3 , после обработки объем готовой продукции составляет 3,5 м 3 .

— Для промышленного производства домокомплектов камера объемом 5 м 3 мала. Вы планируете увеличивать ее габариты?

— Поскольку происходящие процессы не поддаются описанию с помощью математических алгоритмов, и при создании камеры большого объема придется отрабатывать режимы термомодификации, параметры которых будут рассчитаны с учетом большого объема обрабатываемой древесины. Уже сейчас мы работаем над созданием камер объемом единовременной загрузки 10-12 м 3 и 20-25 м 3 .

— Как происходит управление режимами камеры?

— Сейчас камера управляется простейшей автоматикой, и режим термообработки регулируется вручную. При увеличении размеров камеры все процессы будут полностью автоматизированы. Оператору будет достаточно выставить необходимые параметры до загрузки сырья, закрыть камеру, а после завершения процесса выгрузить термообработанные материалы.

— Каким образом камера устанавливается на действующем предприятии по изготовлению домокомплектов деревянных домов?

— Камера довольно легко и быстро встраивается в существующий технологический процесс. Если компания занимается изготовлением домокомплектов из профилированного бруса, то понадобятся дополнительные площади для установки камеры, а станки, которые есть на производстве по обработке профилированного бруса, могут использоваться и для обработки термомодифицированного материала. Ограничений нет. Производство нового вида продукции — термобруса — позволяет расширить ассортимент продукции, выпускаемой предприятием, и не создает сложности в работе. В своем ценовом сегменте термированные брус или бревно составят конкуренцию клееному брусу, а в строительстве деревянных домов из профилированного бруса заменят последний.

— Вы сказали, что на предприятии понадобятся дополнительные площади только для установки камеры. Какие именно?

— Камера объемом загрузки 5 м 3 занимает около 9,5 м 2 , ее длина 6,7 м, ширина и высота — 1,5 м. Для промышленного предприятия это небольшая площадь.

— Вещества, которые выделяются из древесины в процессе термообработки, экологически небезопасны. Как решается вопрос по утилизации отходов, возникающих в процессе модификации древесины?

— На наших камерах установлены специальные системы утилизации, поэтому в процессе термообработки не выделяются вредные вещества, что свидетельствует об экологической безопасности процесса.

— Обычно после высокотемпературной обработки древесина приобретает запах гари. У вашего термобруса или термобревна он присутствует?

— Продукты пиролиза, которые образуются при термической модификации бруса или бревна, удаляются в процессе обработки, что позволяет после термирования сразу везти материал на строительную площадку, а не выдерживать его на складе для удаления запаха.

— Какими будут характеристики строительного материала после термообработки?

Изделия из термически обработанной березовой древесины

Сувенир из термоберезы

— Термобрус и термобревно обладают такими же характеристиками, как термодоска и термовагонка: стабильностью геометрических размеров, повышенной гигроскопичностью, биологической стойкостью, низкой теплопроводностью, экологической безопасностью, эстетичностью.

Если мы говорим о термобрусе, то это товар — заменитель профилированного бруса естественной влажности. Термообработка позволяет сократить сроки строительства до трех лет: влажность термобруса около 6%, поэтому не потребуется собирать стены дома, а затем ждать их усадки. Повышенная биостойкость бруса после термирования исключает обработку стен дома составами, защищающими древесину от поражений микроорганизмами или насекомыми. Как я говорил ранее, низкие затраты на электроэнергию обеспечивают снижение себестоимости готовой продукции, что позволяет сократить затраты на строительство дома из массивной древесины до 30%, если сравнивать с затратами на строительство дома из клееного бруса.

В термокамеру закладывается брус сечением 300х300 мм, а после механической обработки его сечение будет 260х240 мм, воздействие повышенной температуры на древесину позволяет снизить теплопроводность материала и повысить теплоизоляционные характеристики, что является его преимуществами перед клееным брусом.

После термообработки геометрические размеры бруса или бревна не зависят от переменных температурно-влажностных условий (например, атмосферных осадков). Поэтому и строить дом можно в любое время года. В соответствии с результатами предварительных испытаний, которые проводили наши специалисты, тепловые характеристики дома из термобруса или бревна на 20-30% выше тепловых характеристик дома из клееного или профилированного бруса.

Термодревесина: получение и применение

Впервые термодревесину применили для своих жизненных потребностей кочевые племена Севера. Бродячие кочевники обычно не строили деревянные здания, а вместо этого стремились разбить свои (утеплённые шкурами животных) палатки, в любом месте, где бы не поселились. Однако обычные деревянные опоры, при помощи которых шкуры прикреплялись к грунту, долговременностью не отличались, и сгнивали. Со временем кочевниками было обнаружено, что структуру дерева благоприятно изменяет огонь, точнее, выделяемое при горении тепло. Поэтому они стали подвергать примитивной тепловой обработке все деревянные части своего жилья. Так зародились основы технологии термической обработки древесины, которые в своей сути сохраняются и сегодня.

Сущность термического модифицирования дерева

Натуральные и экологически чистые строительные материалы являются трендом нашего времени, обеспечивая приятность и эксклюзивность восприятия (см., например, рис. 1). Однако в большинстве случаев (не в последнюю очередь по причинам стоимости первичной древесины) в игру вступает параметр долговечности деревянных изделий и сооружений. Поэтому для того, чтобы добиться визуального эффекта экзотического дерева, натуральное дерево необходимо изменить таким образом, чтобы оно не темнело со временем, и сохраняло не только свои эксплуатационные характеристики, но и первоначальный внешний вид.

Рисунок 1 – Внешний вид термически модифицированной древесины

Для термомодификации в основном пригодны все виды древесины. Практически подобной технологии подвергаются ольха, бук, дуб, клен, ясень,береза среди лиственных деревьев, а также ель и сосна — среди хвойных.Термически модифицированная древесина еловых и лиственных деревьев считается экологической альтернативой тропической модифицированной древесине. С одной стороны, это производится вследствие целесообразности использования термодревесины в условия влажного и сурового климата, с другой стороны, из-за тёмного цвета,который приобретает исходный материал в зависимости от интенсивности его термической обработки.

Термически модифицированная древесина является конечным продуктом нагрева исходного материала до температуры не менее 160 °С в условиях дефицита кислорода. Целью термической модификации является улучшение технических свойств древесины строительного материала по всему поперечному сечению для определенных областей применения. Пионерами разработки и внедрения передовых технологий изготовления термодревесины считаются деревообработчики скандинавских стран – Швеции и Финляндии, впервые предложившие профильному рынку свои решения ещё в конце 90-х годов прошлого века.

Технология термической модификации дерева заключается в последовательном выполнении следующих операций:

• Частичного пиролиза (термического разложения) исходных полуфабрикатов в атмосфере с низким содержанием кислорода. Длительность операции составляет от 24 до 48 часов, при температуре 170…250 ° C. В результате такого температурного воздействия внутренняя энергия материала увеличивается, что приводит к разрыву прежних меж молекулярных связей и к образованию новых.
• Конверсии (заполнения) свободных ОН-групп, вследствие чего усадка и набухание древесины пропорционально уменьшается во всех направлениях (до 70%). Одновременно происходит уничтожение возможных вредителей и грибковых микроорганизмов. Цвет древесины темнеет по всему поперечному сечению.
• При необходимости осветления отдельных участков полуфабрикат обрабатывают направленным ультрафиолетовым излучением.
• Изменение физических свойств термодревесины :
• Плотность полуфабриката снижается, поскольку во время пиролиза происходит выделение смолистых веществ. Мягкость термически модифицированного дерева облегчает процесс его дальнейшей механической обработки;
• Уменьшается межслойная прочность, в частности, на изгиб и растяжение. Это ограничивает применение клеевых соединений для получения многослойных изделий.
• Свежеизготовленная термодревесина приобретает характерный дымный запах, который вскоре улетучивается.

Стадии обработки

Поскольку термически модифицированная древесина является наиболее экологически чистым продуктом деревообработки, то для всех операций используется только водяной пар. Регулируемыми параметрами являются температура, длительность и цикличность отдельных стадий техпроцесса.

Существует два класса продуктов из термообработанной древесины, которые различаются по своей термостабильности (Thermo-S) и по долговечности (Thermo-D). Существенными особенностями продуктов Thermo-S являются внешний вид и длительная прочность. Классифицированный в соответствии со стандартом EN 350-1 (шкала: от 1- очень прочный, до 5 — недолговечный). Древесина класса Thermo-Sзначительно более стойкая и относится к 3 классу сопротивления распаду, в то время, как определяющей характеристикой продукции Thermo-D является её биологическая устойчивость. Так, например, термически модифицированное изделие класса 1 может выдерживать контакт с землёй в течение примерно 25 лет (определяется количеством влаги в почве).

При производстве термодревесины применяют только тело, воду и водяной пар, без добавления химических реагентов. Процесс включает в себя:

• 1. Увеличение температуры для окончательной сушки исходного материала. Древесину нагревают, вначале примерно до 100 °С, а затем, с уже меньшей скоростью — до 130…140 °С. Содержание влаги в исходном материале значения не имеет, поскольку на данной фазе показатель влажности древесины будет уменьшаться примерно до нуля. Когда вся вода высвобождается, а процесс нагрева продолжается, состав полуфабриката претерпевает изменения, в основном, в составе гемицеллюлозы. Они начинаются уже с 150 ° C, а далее термомодификация только усиливается. Присутствующий водяной пар действует как защитный газ:поддерживает стабильность процесса под небольшим избыточным давлением, и замещает кислород внутри камеры.
• 2. Фактическая фаза термической модификации. Она происходит при 185…220 °C, в зависимости от желаемой степени модификации. Температура повышается до требуемого уровня и поддерживается постоянной на протяжении от 2 до 3 часов. Для сохранения кислорода в камере и воздействия на химические изменения в древесине в камеру впрыскивается пар.
• 3. Фаза охлаждения и восстановления. Характеризуется снижением температуры процесса из-за разбрызгивания воды. Здесь происходит восстановление влажности древесины до желаемого уровня, обычно около пяти процентов. Стабильность параметров конечного продукта очень высока.

Диаграмма последовательности процесса термического модифицирования древесины для разных её классов приведена на рис. 2.

Рисунок 2 – Последовательность этапов термомодифицирования древесины классов Thermo-S и Thermo-D

Содержание влаги в конечном продукте стабилизируется на уровне 4 процентов или чуть больше, а среднее значение тангенциального набухания и усадки для обработанной древесины класса Thermo-S составляет 6…8%,а для Thermo-D – 5…6%.

Наилучшим исходным материалом для производства термодревесины считается северная сосна и ель видов Pinus Sylvestris и Picea Abies. Эти виды хотя и отличаются медленным ростом, но зато характеризуются повышенными значениями исходной плотности.

Оборудование

Тепловая модификация древесины происходит при высоких температурах и в точно контролируемых условиях. Производственная техника –камеры для пиролиза — разрабатываются так, чтобы обеспечить высокую производственную долговечность, с учётом того, что внутри камеры постоянно присутствует и высокая кислотность. Сама камера и все её компоненты изготавливаются из нержавеющих сталей.

Рисунок 3 –Общий вид установки для термомодифицирования древесины

Время обработки для одного цикла обычно составляет от 1,5 до 3 дней, но оно может быть и больше. Основными факторами, которые влияют на время обработки, являются:

• Породы древесины;
• Толщина и содержание влаги в начале процесса термической модификации;
• Степень автоматизации процесса.

Предварительно высушенная древесина в целом имеет более короткое время обработки, чем свежесрубленная.Современные камеры оснащаются системами программного обеспечения,предназначенного для управления процессами. При этом генерируется вид кривой процесса (подобной той, которая приведена на рис. 2) в виде файла истории,который можно открыть позже, а детали процесса можно наблюдать либо в виде графической кривой, либо в виде числовых данных.

Система нагрева для процесса получения термодревесины обычно основана на использовании термически стойкого масла или на прямом электрическом нагреве. Оба варианта могут обеспечить очень точный контроль тепла, однако повышенную постепенность прогрева полуфабрикатов обеспечивает масляный нагрев.

Преимущества и особенности использования термодревесины

Рисунок 4 –Типовая продукция из термомодифицированной древесины

Контролируемый пиролиз древесины обеспечивает:

• Стабильность размеров.
• Пониженное равновесное содержание влаги.
• Улучшенную стойкость к гниению.
• Пониженную теплопроводность из-за увеличенного количества пор.
• Удаление смолистых веществ.
• Стабильность цвета.
• Не токсичность материала.

Термодревесина может использоваться во внутренних и внешних применениях, однако стоит помнить, что продукт обладает несколько сниженными показателями прочности на изгиб и раскалывание. Рекомендуемые области применения зависят от класса. Для термообработанной древесины Thermo-S это строительные компоненты, предметы мебели (см.рис. 5) и светильники, эксплуатируемые в сухих условиях, напольные покрытия, садовая мебель, дверные и оконные элементы.

Рисунок 5 –Диван из термодревесины

Из продукции класса Thermo-D изготавливают наружные двери,жалюзи, оснащение саун и ванных комнат (см. рис.6), вагонку, напольные покрытия,садовую мебель. При выборе сорта следует учесть: чем выше была температура тепловой обработки, тем темнее цвет термодревесины.

Камера для производства термодревесины

Товар находится в неверной категории?

Нажмите на ссылку и мы подберем для товара правильную категорию.

Оборудование и установки для сушки и термической обработки (термомодификации) доски и бруса из древесины хвойных и лиственных пород. Камера ТМД- «Энергия-Термо- Ставрополь ТМ18». Котельная не требуется. Цена 2,65 млн.руб (6.8.2016).

Производитель оборудования- ООО «Энергия Термо Ставрополь» г. Ставрополь. Сайт- «сушкалеса.рф». Моб. +79283212886

Разработчик технологии- ООО «Энергия Термо Ставрополь» и ООО «Группа компаний Вуд Лендер».

Предназначено для сушки и последующей термической обработки пиломатериала максимальной длиной до 9,6 м из хвойных, мягких и твёрдых лиственных пород древесины без перезагрузки в бескислородной среде продуктов сгорания газообразного — СУГ или природный газ-топлива (иначе- получение термодревесины, термодоски, ТМД). Температура термообработки до 220ºС. Предусмотрена автономная выработка технологического водяного пара.

Энергоноситель- газ (природный или СУГ), электричество, дизель (+ 100000 руб к цене).

Возможно также проведение только сушки влажного или только термообработки сухого пиломатериала. Исключается коробление пиломатериала за счёт применения пружинных стяжек штабеля.

Для получения 1 куб.м термодревесины затрачивается 50 л пропана ( 40 куб.м природного газа ) и 60 кВт*час электроэнергии.

Срок окупаемости приобретённого оборудования при условии полной его загрузки- не более полугода непрерывной работы.

Предоплата 75%, 25% перед отгрузкой.

Срок исполнения заказа — 60 раб. дней.

— исполнение— мобильное, на базе морского контейнера 40 фут/12м; перевозка обычным контейнеровозом;

— размещение— наружное;

— комплектность— камера, штабельная тележка, пружинные стяжки штабеля- 9 компл на общее усилие 6,0 тн, наружные стационарные и откидные рельсовые пути;

— степень готовности— полная заводская, котельная не требуется;

— шкаф управления— на базе программируемого контроллера с возможностью подключения к ПК непосредственно или дистанционно;

— материал внутренней обшивки— нержавеющая сталь по слою базальтовой минваты150 мм;

— требования к площадке для размещения— 24х3 метра;

— требования к энергосетям:

— электроснабжение: 380V; 7,5 kW;

— газоснабжение- основной вариант— сжиженный газ- рампа на 10-12 баллонов пропана 50 л; давление газа- 3 кПа; G3/4;

— газоснабжение- дополнительный вариант- природный газ низкого давления- G3/4; 40нм3/час; давление газа- 1,3 кПа;

— срок запуска в эксплуатацию— при готовности площадки и энергосетей- (1-2) сут;

— штабель:

— габаритные размеры и объём: ДхШхВ= 6,5х1,6х1,7 м; Vгаб= 17,7 м3;

— объём загрузки максимальный- для бруса 150 мм- V50= 15,6м3 (прокладки 20 мм);

— объём загрузки максимальный- для бруса 100 мм- V30= 14,8 м3 (прокладки 20 мм);

— сроки сушки и термомодификации (ТМД) для бруса 150 мм (для бруса 100 мм- сроки в полтора раза меньше):

— хвойные- сушка- (10-12)сут, ТМД- (2-4) сут;

— твёрдые лиственные- сушка- (20-25) сут, ТМД- (2-4) сут;

— месячная производительность в брусе 150 мм (в брусе 100 мм- в 1,5 раза больше):

— сушка и последующая ТМД:

— хвойные- 40 м3/мес;

— твёрдые лиственные- 20 м3/мес;

— хвойные- 50 м3/мес;

— твёрдые лиственные- 25 м3/мес;

— только ТМД сухого пиломатериала:

— хвойные- 110 м3/мес;

— твёрдые лиственные- 190 м3/мес;

— расчётный срок эксплуатации- 10 лет;

— гарантия— 12 мес.

Обучение персонала Заказчика- бесплатно. Пусконаладка и постгарантийное обслуживание- по дополнительному договору.

Ремонтопригодность за счёт применения отечественного оборудования- высокая.