کوره های چوبی خشک کنی
روش های چوب خشک کنی
چوب خشک کنی , دستگاه خشک کن
سیستم های رده بندی کوره :
چوب خشک کنی , دستگاه خشک کن
کوره های چوبی خشک کنی را به چند طریق می توان رده بندی کرد ولی ما در این جا آن ها براساس :
1 تکنیک عمل کردن ، 2 دمای عمل ، 3 چگونگی گرما دادن و منبع انرژی ، رده بندی می کینم .
در روش دیگر رده بندی کوره ممکن است ترتیب قرار گرفتن پنکه ها و نحوه باد زدن چوب در کوره منظور شود.
تکنیک های عمل کردن :
رده بندی با تکنیک عمل کردن ، دو نوع در کوره حجره ای ( کوپه ای ) و تونلی را از هم تفکیک می نماید. نوع حجره ای بیشتر رایج است.
کوره های حجره ای :
کوره های حجره ای ( شکل های 1-2 تا 8-2 ) برای روند خشک کردن دسته ای چوب طراحی شدند و در این روند کوره یک بار با چوب بار زده شده و جریان های دسته بندی در آن تا پایان دوره خشک شدن ثابت خواهد ماند. دما و رطوبت نسبی هوای داخل کوره تا حد مقدور در تمام نقاط یکنواخت نگهداری می شود و این دو پارامتر در دامنه نسبتاً وسیعی قابل کنترل هستند. دما و رطوبت نسبی کوره همراه با خشک شدن چوب به ترتیبی که برنامه خشک کردن چوب ایجاد نماید ، تغییر می یابند. برنامه خشک کردن چوب برحسب گونه ، ضخامت ، درجه کیفیت و مورد مصرف چوب پس از خشک شدن متغیر خواهد بود .در تمام کوره های مدرن جریان مصنوعی هوا استفاده می شو د و در این جریان هوا از بین طبقات چوب های دسته بندی شده و درجهت عمود بر طول چوببه موازات چوبدستک ها ، عبور می کند .ممکن است جریان هوا به موازات طول چوب نیز هدایت شودولی طی چنددهه گذشته از آن درطرح کوره استقبال نشده است . جریان طبیعی هوا براساس جابه جائی به علت صعود هوای گرم ، اکنون دیگر مورد توجه نیست و جزءعلائق تاریخی محسوب می شود.
کوره های حجره ای را می توان براساس سیستم باردن به چند دسته تقسیم کرد. شاید به توان گفت که اغلب کوره ها با سیستم ریل وواگون بارزده می شود. چوب روی واگون ساده ( بدون جدار ) دسته بندی شده و سپس روی ریل به داخل کوره هدایت می گردد. درروش دیگرواحد های دسته بندی شده چوب را بالیفت تراک به داخل کوره می برند. به این گوره ها کوره های بارگیر از پهلو یا بارگیر بسته ای هم می گویند.
کوره های ریل دار معمولاً یک ، دو یا سه جفت ریل دارند که به ترتیب یک ، دو یا سه ریله ( شکل های 5-2 تا2-2 ) معروفند. عرض هر دسته بندی روی یک ریل 8/1 تا 7/2 متر است . در کوره های چند ریله باید گرم کردن مجدد هوا را طوری مرتب نمود که هوا پس از عبور از دسته نخست چوب ها و قبل از رسیدن به دسته بعدی ، گرم شود. طول این قبیل کوره مضربی ازطول چوب های مورد عمل برای خشک کنی خواهد بود. طول کوره ها از 12 تتا 36 متر مغییر است ولی برای خشک کردن چوب های پهن برگ معمولاً طول کوره را 12 تا 20 متر می گیرند و برای چوب آلات سوزنی برگ 20 تا 36 متر ، ظرفیت این کوره ها حدود 50 متر مکعب است.
کوره های ریل دار معمولاض فقط در یک انتهای دارای در هستند ولی بعضی از ان ها در هر دو انتها مجهز به در هستند تا زمان تخلیه و بارزدن کوره حداقل شود . چون واگن های حامل چوب تر را مدخل ورودی کوره آماده می کنند و بالفاصله پس از خروج چوب های خشک از در انتهای دیگر ، این واگن ها به داخل کوره هدایت می گردند.
در خروجی ( چوب های خشک ) از کوره معمولاً سرپناهی خواهد داشت تا چوب های خشک اثر هوای سرد بیرون حفاظت گردند. پوشش چوب های تر دسته بندی شده روی واگن های حامل که آماده ورود به کوره هستند نیز اقدام مفیدی چون ردیف های آخر دسته بندی را از خشک شدن سریع و معیب ناشی از آن حفظ کی نماید و در صورت بارندگی هم ان ها را ز آب باران و یا برف مصون خواهد داشت. شکل 8-2 پوشش چوب ها را در هر دو انتهای کوره نشان می دهد. اغلب امتیاز کوره های ریل دار با زمان کوتاه تخلیه و بارزدن و خشک شدن یکنواخت چوب به علت عرض کم چوب های دسته بندی شده ، بیان می گردد. از معیب کوره های ریل دار هزینه احداث است چون به مصالح بیشتری نیاز دارد و اگر هر دو انتهای آن مجهز به ریل باشد ، با واگن های مربوط به رقم هزینه آن قابل ملاحظه است.
کوره های بارگیر از پهلو یا بسته ای کلا کوچکتر از کوره های ریل دار هستند و از لحاظ بار زدن شکلی متفاوت دارند( 6-2 و7-2 ) . درهای آن بزرگ هستند تا حمل چوب های دسته بندی شده روی چنگال لیفت تراک داخل کوره موقع بار زدن و بریون بردن پس از خشک شدن امکان پذیر باشد. اغلب کوره های بارگیر از پهلو طوری طراحی می شوند که در ان ها بتوان به طول 7 متر چوب های دسته بندی شده را قرار داد. این طول در انواع کوچکتر 5 متر است .
جریان هوا در این کوره ها از جلو به عقب و یا عکس آنست ، مسیر چرخش هوا نیز 7متر و 5 متر می باشد . قیدی برای گرم کردن مجدد هوا جهت عبور از واحد های دسته بندی وجود ندارد. ظرفیت این کوره از 50 تا 200 متر مکعب است. از امتیازات این کوره کم بودن هزینه احداث و سطح زیربنای آن نام می برند. از معایب آن زمان زیاد فاصله تخلیه و بارزدن و نایکنواختی خشک شدن چوب می باشد. خصوصاً وقتی رطوبت اولیه چوب ها بیش از 25 درصد باشد. با کوتاه کردن مسیر چرخش هوا و هماهنگی رطوبت اولیه چوب ها ، مسئله نایکنواختی رطوبت چوب های خشک شده قابل حل خواهد بود. چنانچه رطوبت اولیه چوب ها کمتر از 25 درصد باشد ناهماهنگی رطوبت چوب های خشک شده در کوره بارگیر از پهلو ، درمقایسه با کوره ریل دار ، ناچیز می گردد.
کوره های تونلی :
کوره های تونلی برای فرایند پیوسته طراحی شده اند که در آن چوب های دسته بندی شده در یک انتها وارد کوره شده و روزانه تحت شرایط نسبتاً شدید خشک شدن به سمت انتهای دیگر کوره حرکت می نماید تا به خروجی برسند. حرکت چوب های دسته بندی شده در کوره طوری ای که در یک انتها از کوره چوب های خشک شده خارج به همان مقدار چوب های تر از انتهای ورودی کوره وارد آن می گردد.
در طول کوره همراه با حرکت واحدهای دسته بندی چوب ، دما و رطوبت نیز تغییر می کنند، دما زیاد و رطوبت کم می شود. اثر برنامه رطوبت اولیه چوب و رطوبت نهایی متغییر است . به علت حرکت نسبتاً پیوسته واحدهای دسته بندی چوب ، این کوره ها معمولاً به ریل مجهز می گردد. مانند کوره های حجره ای در کوره تونلی نیز بدوا از جریان طبیعی هوا استفاده می گردید ولی بعداً استفاده از حرکت تسریع شده هوا توسط پنکه بیرونی یادمنده داخلی متداول گردید.
کوره های تونلی انعظاف تغییر گونه ، ابعاد یا رطوبت چوب را ندارند. در این کوره کنترل دقیق شرایط خشک کردن که معمولاً برای خشک کردن پهن برگان لازم است ، مقدور نخواهد و همچنین تسریع خشک کردن که در مورد سوزنی برگان اعمال می گردد ، عملی نیست . به همین علت تعداد این کوره چندان زیاد نیست.
دمای عمل :
کوره های چوب خشک کنی اغلب برای عمل در دامنه معینی از دما طراحی می گردند. این دامنه دما به گونه چوب وکیفیت آن بستگی دارد. از طرفی مقدار تولید ، منبع انرژی و سیستم اجزای کوره محدودیت ها ی ان ها از جمله موتورهای الکتریکی و کمپرسورها نیز مهم می باشند رده بندی برحسب حداکثر دمای عمل به شرح زیر است:
کوره با دمای کم 48درجه سانتی گراد
کوره با دمای معمولی 80 درجه سانتی گراد
کوره با دمای بالا 99درجه سانتی گراد
کوره با دمای زیاد بیش از 100 درجه سانتی گراد
صرف نظر از دمای عمل ، کنترل دما ، رطوبت و جریان هوا جزء شرایط اساسی کوره هستند. لذا کوره های مختلف از لحاظ دمای عمل با یکدیگر در مصالح ساخت و تأمین انرژی تفاوت دارند.
کوره با دمای کم :
این کوره با دمای 20 تا 48 درجه سانتی گراد کار می کنند. و دمای بعضی از ان ها ممکن است 43 درجه سانتی گراد تجاوز نکند. خشک کن با پنکه ، پیش خشک کن ، هانگار خشک کن ، خشک کن با نوعی مکش ، رطوبت گیر و کوره های با بخار در این رده قرار می گیرند.
کوره با دمای معمولی :
دمای عمل این کوره ها از 43 تا 80 درجه سانتی گراد است . بیشتر چوب های پهن برگ و مقداری هم از چوب های سوزنی برگ دراین دامنه از دما خشک می گردند . کوره های بخار و رطوبت گیرهای دیگر که در دمای تا 70 درجه عمل می کنند ، در این رده قرار می گیرند. اغلب برنامه های تدوین شده چوب خشک کنی جهت خشک کردن گونه های متفاوت و با ضخامت مختلف برای کوره های با دمای معمولی هستند.
کوره با دمای بالا:
دامنه دما در این کوره ها از 43 تا 100 درجه می باشد. دمای خشک نهایی در برنامه چوب خشک کنی این نوع کوره معمولاً 88 تا 93 درجه است و گاهی به 98 درجه می رسد .
چند گونه از چوب های سوزنی برگ در این نوع کوره خشک می گردند ولی پهن برگان معدودی را می توان در این کوره خشک کرد؛ گونه هائی که به سهولت خشک می گردند.
کوره با دمای زیاد :
از این کوره با برنامه های با دمای بیش از 100 درجه استفاده می گردد ، معمولاً 138 درجه ، این کوره ها بیشتر برای خشک کردن چوب های سوزنی برگ و چوب های کم کیفیت کاربرد دارند. برای خشک کردن چوب های پهن برگ از این کوره به ندرت استفاده می شود.
طرح کلی ساختمان کوره
سیستم گرما دهی :
خشک کردن چوب ایجاب می نماید که مقدار زیادی آب از آن خارج شود. مثلاً خشک کردن یک متر مکعب بلوط به ضخامت 5/2 سانتی متر از حالت تر تا 7 درصد رطوبت باید حدود 40 کیلو گرم آب از ان خارج نمود. چون گرمای تبخیر آب تقریباً Btu/Ib 1000 است ، گرمای زیادی باید تولید شودو هوای در گردش داخل کوره و داخل کوره و داخل چوب انتقال یابد. در این قسمت مکانیسم تولید و انتقال حرارت به داخل کوره و انواع سطوح انتقال حرارت مورد بحث قرار می گیرد.
روش های اساسی انتقال حرارت به داخل کوره عبارتند از : 1غیر مستقیم که با آن مایعی گرم ( معمولاً بخار ) در داخل لوله و رادیاتور کوره عبور می کند. 2 مستقیم که در آن گاز گرم به داخل کوره هدایت می گردد.
سیفون و شیهای کنترل بخار
از سیفون و شیرهای کنترل برای کنترل جریان بخار در کویل های گرما ، استفاده می گردد.
سیفون های بخار :
در کوره ها مقدار زیادی از تبرید و افت دمای بخار حاصل می گردد. در ازای انتقال هر But 1000 دما و تقریباً پانصد گرم آب و در لوله ها به وجود می آید. این حاصل تبرید باید از سیستم تخلیه شود و در غیر این صورت کویل های پر شده و دمای ان ها بلا نخواهد رفت . سیفون های بخار در سیستم عهده دار خارج کردن آب و کنترل جریان تخلیه آن هستند.
سیفون ها به منظور تخلیه آب حاصل از تبرید نصب می گردند تا بخار اتلاف نداشته باشد. نقش دیگر سیفون آزاد کردن هوای مخلوط با بخار است. سیفون ها زیر کویل و در مسیر برگشت کار گذاشته شوند. روی سیفون وسیله جمع آوری آشغال و روغن و شیر اطمینان نصب می نمایند که در ان نقش شیر جلوگیری از بازگشت آب است . شیر دیگری هم برای تمییز کردن سیستم نصب می شود. سرکوپل حرارتی باید سیفون جداگانه داشته باشد تا آب از یک کویل به کویل دیگر جریان پیدا نکند. لوله بازگشت به دیک بخار باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا جریان آب به سهولت صورت گیرد.
اندازه مناسب سیفون برای کوره چوب خشک کنی موضوع مهمی است. اندازه بزرگ یا کوچک سیفون در هر حال مفید نخواهد بود. اندازه کوچک سیفون تخلیه را کند و سبب ماندن آب در سیستم می شود. اندازه بزرگ سیفون مقداری بخار را نیز تخلیه می کندو بنابراین اتلاف انرژی سیستم را افزایش می دهد. سیفون های مصرفی در کوره های چوب خشکنی کلاسه نوعند: مکانیکی یا وزنی ، ترمواستاتیک و ترمودینامیکی .
سیفون مکانیکی در مورد مصرف در کوره از نوع باز یا وارونه هستند و نوع وارونه ( شکل 13-2 ) بیشتر مصرف دارد. آب حاصل در سیستم به داخل سیفون جریان پیدا می کند . وقتی سیفون پرشد ، محتوی آن از طریق لوله خروجی تخلیه می گردد. پس از تخلیه بخار وارد سیفون می شود. فشار بخار در سیفون شیر خروجی را می بندد و هوای محبوس در سیفون از دریچه بالای سیفون خارج می شود. مجدداً آب تبرید به سمت سیفون جاری می گردد و جای بخار را در مخزن سیفون پر می نماید . این عمل شناوری سیفون را کم خواهد کرد تا به کف مخزن برسد و بعد شیر خروجی باز می شود و آب خارج می گردد . چون هوای سیستم تخلیه شده و این عمل قبل از تبرید صورت می گیرد ، اختلاط آن به حداقل می رسد. نوع سطلی سیفون چون جای کافی برای نگذاشتن آب تبرید دارد برتر است ، خصوصاً در آب و هوای سرد که عایق بندی کافی برای جلوگیری از یخ زدن آب و خسارت زدن به سیفون ،اهمیت زیادی دارد.
سیفون ترمواستاتیک ( شکل 14-2 ) دارای فانوسه ای که در اثر تغییر دما و انبساط و انقباض آن شیر کنترل می شود. وقتی سیستم گرما روشن می گردد، کویل و سیفون سرد هستند و حاوی آب و هوا ، فانوسه جمع می شوند و شیر را باز می گذارد. بخار که وارد سیستم شد، هوای سرد و آب را به جلو می راند و از شیر خروجی خارج می نماید. وقتی هوا و آب از سیستم خارج شد، سیفون پر از بخار فعال می گردد و سپس فانوسه منبسط شده شیر ورودی را می بندد و از هدر رفتن بخار از طریق شیر خروجی جلوگیری می کند. بعد از بسته شدن شیر ، تبرید شروع و فانوسه جمع می گردد و شیر خروجی را باز می نماید . به این ترتیب دور پر و تخلیه تکرار می شود.
نوع سوم سیفون ترمودینامکی است یا طرح ضربه ای سیفون ( شکل 15-2 ) جریان آب نبرید از این نوع سیفون توسط اختلاف فشار بین محفظه ورودی و محفظه کنترل برقرار می گردد. وقتی بخار بسته و سیفون پر از هوا است ، فشار درهر دو محفظه کنترل برقرار می گردد. وقتی بخار بسته و سیفون پر از هوا است ، فشار در هر دو محفظه یکسان می باشد و شیر کنترل بسته خواهد ماند. با ورود آب تبرید به سیفون ، فشار در محفظه ورودی بیشتر از فشار محفظه کنترل می گردد. فشار در زیر صحفه شیر کنترل ، شیر را باز می نماید و تخلیه هواو آب به داخل سیستم خروجی انجام می شود.
استوانه کنترل ، باریک شوندگی معکوس دار دو جریان آب و را در اطراف صفحه به داخل محفظه کنترل ، تنظیم می نماید، تا این که فشار زیر ورودی صفحه شیر یکسان می گردد . دمای آب تبرید افزایش پیدا می کند چون پشت آن بخار وجود دارد. آب گرم وارد محفظه کنترل شده با بخار این قسمت مخلوط می شود و بر حجم جریان خروجی افزوده خواهد شد که دبی را تقلیل می دهد. وقتی فشار روی صفحه شیر بیشتر از فشار زیر آن شد، پیرامون صفحه روی تکیه گاه کیپ می گرددو در نتیجه شیر بسته شده و جلو یجریان آب تبرید را خواهد گرفت. دمای محفظه کنترل نزول می کند و دور دیگری از جریان شروع می گردد.
شیرهای کنترل :
برای کنترل ورود بخار به کویل ها از شیرهای اتوماتیک و یا دستی استفاده می شود . از تنظیم کننده فشار و شیرهای کاهنده هم برای کنترل فشار بخار استفاده می گردد .
جریان بخار با شیر تنظیم می گردد و کنترل شیر با هوا و یا برق است ( مراجعه شسود به ابزار کنترل شرایط خشک کردن ) . شیرهای دستی هم در مدخل جریان کار گذاشته می شود تا خاموش و روشن کردن سیستم مطمئن تر صورت گیرد . نصب شیر دستی در مسیر ورود و خروج هر کویل عمل مطلوبی است خصوصاً برای کوره های خشک کن چوب پهن برگ . این شیرهای دستی کنترل دما را آسان تر خواهند کرد و از نوسان زیاد دما می توان بهتر جلوگیری نمود . افزون بر این این شیرها کار تعمیر یا حذف کویل ها را به طور انفرادی مقدور می سازند.
سیستم های چرخش هوا :
برای خشک کردن چوب ، هوا با دما و رطوبت کنترل شده باید به طور یکنواخت در سطح آن جریان داشته باشد. این هوای در جریان ، فاکتور اصلی کوره است. هوا در این عمل دو نقش دارد ، انتقال حرارت به چوب و تبخیر آب چوب و دور نمودن آب بخار شده . مؤثر واقع شدن و جریان یکنواخت هوا متأثر از چند فاکتور است : اندازه ، محل و سرعت پنکه ها برای راندن هوا ، چگونگی عکس جریان هوا ، نصب و استفاده از سپر ( مانع ) برای هدایت هوا در لایه لای واحد دسته بندی چوب و کاربرد چوب دستک در بین ردیف های چوب و حرکت هوا در اطراف هر قطعه از چوب .
سیستم تهویه و مرطوب سازی :
خشک کردن چوب مستلزم خارج کردن آب زیادی آن است . در کوره های معمولی چوب خشک کنی ، آب را از سطح چوب با عبور هوا بر می دارند. برای درست خشک کردن چوب ، رطوبت هوای داخل کوره بادی به دقت کنترل شود. چنانچه رطوبت هوای کوره بیش از مقدار مطلوب باشد با تهویه آن را خارج می کنند و هوای تازه بیرون را به داخل کوره هدایت می نماید . در صورتی که رطوبت هوای داخل کوره کمتر از حد مطلوب باشد، با سیستم بخار یا آب پاشی رطوبت آن را بالا می برند.
تهویه :
رطوبت اضافی کوره را به یکی از دو طریق می توان خارج کرد: 1- با تهویه استاتیک توسط پنکه های که در کوره برای چرخش هوا نصب شدند2- با پنکه اضافی و سیستم کانال عبور هوا.
در تهویه استاتیک دریچه ها در سقف کوره ،سر راه ورودی و خروجی پنکه ها تعبیه می گردند. وقتی دریچه ها باز باشند هوای تازه از سمت مکش پنکه به داخل کشیده شده و هوای مرطوب از سمت فشار خارج می شود( شکل های 1-2 تا 3-2 و 5-2 ) . با عوض شدن جهت چرخش پنکه ، جهت جریان هوا از دریچه نیز عکس خواهد شد. تعداد دریچه ها به رطوبت اولیه چوبی که در کوره خشک می شود ، یعنی به مقدار آبی که باید از بار کوره خارج گردد ، بستگی دارد. چنانچه رطوبت اولیه چوب زیاد باشد، تهویه بیشتری نیاز خواهد بود و اگر چوب در پیش خشک کنی تاحدی خشک شده باشد، به نسبت تهویه کمتری لازم باشد . کوره های بسته به ترتتیب پنکه ها ممکن است یک یا دو ردیف دریچه در طول داشته باشند،( با محور افقی شکل 2-2 یا عرضی شکل های 3-2،5-2و6-2 ) . هر خط به طور خودکار توسط موتورهای الکتریکی یا پنوماتیک و تحت فرمان سیستم دستی در سقف نصب می شوند. این ردیف دریچه ها را در صورتنیاز برای تهویه کمکی باز می کنند . تهویه استاتیکی روش متداولی است که در اغلب کوره ها امروزی مورد استفاده هستند.
در سیستم های تهویه مصنوعی به جای منتفذ در سقف ، دو کانال فلزی در داخل کوره و بالای ردیف پنکه ها نصب می شوند. این کانال ها با منافذ در پوش دار ، هوای مرطوب را به بیرون می رانند. منافذ قابل تنظیم در طول این کانال ها می تواند مقدار هوای خروجی را کنترل کند و در نتیجه هوا در کوره دارای توزیع یکنواختی خواهد بود. یک واحد پنکه در انتهای هر کانال می تواند بسته به جهت چرخش هوا ، نقش تعویض کننده ( خروج یا ورود) داشته باشد. هنگامی که جهت پنکه ها عوض می شود، سیستم تهویه نیز با باز شدن در پوش ها که قبل از شروع پنکه ها صورت می گیرد ، عوض خواهد شد. این سیستم ها برای خروج هوای مرطوب که از بار کوره عبور کرده و ورود هوای خشک تر از سمت فشار پنکه ف طراحی می گردند. هزینه احداث چنین سیستمی بیش از هزینه کم نگهداری کوره است.
سیستم تهویه ، هوائی که از کوره خارج می کند بیش از مقدار هوای سردی است که به داخل کوره هدایت می نماید و هوای تازه باید گرم شود و به دمای داخل کوره برسد. اگر سیستم تهویه مصنوعی باشد انجام آن را با طراحی در تیغه پنکه تکمیل می کنند : تنظیم سیستم تهویه با مکانیسم ثبت و کنترل صورت می گیرد که مانند تهویه معمولی سقفی است . در کوره با حرارت دهی مستقیم ، دمنده دوار، تهویه مصنوعی درست می کند و هوای مرطوب را در کانال برگشت به مشعل هدایت می نماید.
استفاده از سیستم تهویه برای کنترل رطوبت اضافی در هوا سبب اتلاف انرژی حرارتی می شود . برای کنترل رطوبت اضافی در هوا سبب اتلاف انرژی حرارتی می شود. برای جلوگیری از اتلاف این انرژی تلاشی به عمل آمد که سیستم مقتصدانه تری طراحی شود و در این زمینه روی مبدل حرارتی کار شده است . مبدل ، هوای ورودی را تا حد دمای کوره گرم می کند . شاید این راه حل اپتیمال نباشد و در نتیجه باید در انتظار نوآوری های بهتر بود.
لوازم کنترل شرایط خشک کردن:
در اکثر کوره های تجارتی از کنترل کننده های خودکار و نیمه خودکار استفاده می شود ولی در کوره های کوچک کنترل شرایط هوای داخل را با ابزارهای دستی انجام می دهند.
سیستم های نیمه خودکار :
کنترل کننده نیمه خودکار با ثبات است که به طور پیوسته پارامتر های شرایط ( رطوبت و دما ) هوای کوره را اندازه گیری و ثبت می نماید . تنظیم دما و رطوبت توسط مسئول کوره صورت می گیرد. با ادامه خشک شدن چوب در کوره مسئول کوره مراحل متوالی تنظیم دما و رطوبت را برای شرایط مطلوب کوره ، در دستگاه انجام می دهد. این براساس زمان از شروع کار کوره در خشک کردن و هر بار با میزان رطوبت چوب خواهد بود و برای رطوبت چوب از طریق تعیین رطوبت نموده اقدام می شود .
از روش اول در خشک کردن چوب سوزنی برگ استفاده می شود ولی روش دوم برای خشک کردن چوب پهن برگ مناسب است. با تنظیم دماسنج خشک و تر برای درجه ای معین ، دستگاه به طور خودکار کنترل شرایط هوای کوره را انجام می دهد تا تنظیم آن عوض شود.
علائم مربوط به شرایط داخل کوره به دو ثبات کنترل کننده می رسد و این عمل را ادوات حساس نصب شده در کوره انجام می دهند . در کوره معمولاً یک ابزار حساس به دمای تر و چندین وسیله حساس به دمای خشک نصب می کنند . چون دمای تر در تمام نقاط داخل کوره یکی ایت ولی دمای خشک در طول و ارتفاع کوره نوسان دارد. دستگاه اندازه گیری شرایط داخل کوره را با آن چه که روی کنترل کننده تنظیم شده است ، مقایسه می نماید. تغییر شرایط هوای کوره را کنترل کننده از طریق فرمان به باز یا بسته شدن شیوه ها ، تهویه و سیستم حرارتی ، انجام می دهد تا هوای کوره را به شرایط مطلوب تنظیم برساند.
سال ها ثبات کنترل کننده با سیستم شیر و فرمان خاموش و روشن در کوره های چوب خشک کنی رواج داشت . این روش اغلب موجب هدر رفتن انرژی شده و کنترل مطلوبی روی شرایط کوره ندارد . در سنوات اخیر کاربرد شیوه های متناسب و کنترل کننده در کوره بیشتر مورد استقبال واقع شده است. در این روش باز شدن ، شیرها متناسب با پارامتر های هوای کوره باز می شوندو بدین ترتیب کنترل دقیق تر شده و صرفه جویی انرژی بیشتر گردید.
ابزار حساسی که فعالاً در کوره های چوب خشک کنی به کار می روند سه نوع هستند ،گازی یا سیستممایع و بخار که طی پنجاه سال گذشته مورد استفاده بوده است . نوع جدیدتر سیستم الکتریکی است که با مقاومت دما یا به کار می روند . نوع سوم رطوبت تعادل هوای کوره را اندازه گیری می نماید. الکترود این وسیله روی چوب بارگوره سوار می شود و توسط آن رطوبت تعادل مستقیماً اندازه گیری می گردد.
سیستم بخار و مایع یا گازی شامل چهار جز است : 1- دماسنج داخل کوره 2- لوله باریک که دماسنج را به ثبات کنترل کننده ربط می دهد3- فشارسنج (بوردن) که با حرکت مارپیچی ( هلیکسی ) خود در ثبات کنترل کننده نیروی مکانیکی لازم را برای حرکت قلم ثبات روی نمودار فراهم می سازد4- فنر ساعتی که نمودار ثبات را می گرداند.
دماسنج خشک و تر و هر کدام جداگانه توسط لوله باریک به فشارسنج داخل ثبات کنترل کننده مربوط هستند( شکل 20-2) . ثبات کنترل کننده قرار دارد. دماسنج ها ولوله ها با مایع قابل تصعید ( بوتان ) و بخار آن پر هستند . وقتی دمای کوره زیاد می شود ، فشار دو سیستم مایع و بخار بالا می رود و لوله تغییر فشار را به فشار سنج ( بوردن ) منتقل می سازد و سبب انبساط مارپیچی آن می گردد. این حرکت به قلم ثبات انتقال می یابد که دارای حرکت شعاعی به سمت بیرون روی کاغذ نمودار است و افزایش دما را رسم می نماید . هنگام کاهش دما فرایند عکس انجام می شود.
کوره های معمولی هر کدام یک دماسنج تر و یک جفت یا بیشتر دماسنج خشک دارند . دماسنج تردمای کوره را اندازه می گیرد و به علت اثر خنک کنندگی تبخیر آب فتیله دور مخزن آن دستگاه رطوبت کوره را کنترل می نماید. یک جفت دماسنج خشک اندازه گیری و کنترل دمای هوای کوره را بر عهده دارند که در سمت ورود هوا به بار کوره نصب می گردند . طرف ورودی هوا به بار کوره همیشه گرمتر است. هنگام تعویض جهت چرخش هوا ، دو دماسنج طرف دیگر بار ، عامل کنترل کننده و اندازه گری دمای کوره خواهند شد. در کوره های بزرگ برای کنترل بهتر تعداد جفت دماسنج را بیشتر می نماید.
نقش کنتر ل کنندگی دستگاه ، مایع و بخار سیستم پنوماتیک است ، شیرهای عمل کننده مقدار بخار ورودی به کوره را کنترل می کنند . در جو، ثبات کنترل کننده ، لوله های باریک هر سیستم دماسنج به دو دسته تقسیم می شوند، یکی به ثبات می رود و دیگری به فشار سنج ، انواع دیگر این ابزار ارتباط مکانیکی دارند. با تغیر فشار درون سیستم ، شیرهای سوزنی هوا فعال شده و به دقت ورود گرما به کوره ، تهویه ومرطوب سازی را کنترل می کنند. ابزار مایع و بخار ثابت شده قبل اطمینان می باشد و نسبت به نوع الکترونیکی جدید معایبی ندارد.
سیستم های تمام خودکار :
سیستم تمام خودکار بدین مفهوم است که در شروع کار کوره در خشک کردن هر بار ، کلیه اطلاعات مربوط به کنترل به دستگاه داده می شود و کنترل کننده هر تغییر لازم دما یا رطوبت را طی خشک کردن بار ، خود انجام میدهد. این تغییرات ممکن است تعیین رطوبت نهایی و خاموش کردن کوره را نیز شامل می شود در سیستم خودکار تنظیم های دستی نیز ممکن می باشد ولی به ندرت لازم می گردد . این دو سیستم با نیمه خودکار فرق دارد . سیستم نیمه خودکار دامنه تنظیم دما و رطوبت را خوب عمل می کند ولی نسبت به تغییر ناتوان است. سیستم های خودکار امروزی به کامپیوتر مجهز هستند ولی نوع قدیمی کنترل گر بادامکی داشت. کنترل کننده بادامکی برنامه خشک کردن بار کوره را براساس زمان برای گونه ، درجه کیفیت و ضخامت چوب مورد عمل ، انجام داد. در این روش از دو بادامک ویژه یکی برای کنترل دمای خشک و دیگری برای دمای تر استفاده می شود و خصوصیات ان ها بر حسب گونه و ضخامت چوب متفاوت خواهد بود.
امتیازهای ویژه سیستم بادامک دار عبارتند از :
1- برنامه خشک کردن از پیش قابل تهیه است و ثبت کردن حداقل خواهد بود
2- برنامه را با آن می توان به تدریج از یک وضعیت به بعدی هدایت کرد در حالی که تغییر گام به گام سبب تغییر ناگهانی یا منقطع در وضعیت هوای کوره می شود که با هدر رفتن انرژی است یا به منبع تولید بخار ( بویلر ) با ر اضافی وارد می کند.
3- کنترل کننده بادامکی را می توان طوری تهیه کرد که براساس تجربه روی گونه و ضخامت نتیج قابل پیش بینی و تکرار بدهد.(با رطوبت مشابه اولیه )
معایب سیستم بادامک دار خودکار عبارتند از :
1- ارتباط مستقیمی بین کنترل کننده و بارکوره وجود ندارد در نتیجه ، ممکن است بار با سرعت کمتر از نرمال یا با سرعت بیشتر از معمول خشک شود
2- تنظیم بادامک بر حسب شرایط بینایی ممکن نیست
3- برای تهیه بادامک کنترل کننده به مهارت و دقت زیاد نیاز استو
4- چنانچه در ثبت تکرارها کوتاهی شود اجرای تغییرات لازم در صورت خاموش شدن بویلر ، نشست بخار یا قطع دماسنج تر ، ممکن نخواهد بود.
سیستم های مجهز به وزن یاب هم توسعه پیدا کردند که با وزن بارکوره یا قسمتی از ان تغییر لازم را دربرنامه خشک کردن اعمال می کنند. قطعاتی از گونه مورد عمل را به صورت نمونه برای تعیین رطوبت به کار می برند. مقدار متوسط رطوبت و دیگر ویژگی های برنامه خشک کردن را به صورت برنامه در ابتدا به سیستم می دهند و کنترل کننده کلیه مراحل خشک کردن هر بار را انجام می دهد. عیب روش در این است که در طول خشک شدن بار نمونه برداری نمی شود تا مقداری قابل اطمینان رطوبت تعیین گردد و در نتیجه تغییر رطوبت در چوب های یک بار مشخص نیست ، فقط رطوبت میانیگین از بارکوره و یا قسمتی از آن در دست خواهد بود. برای بهبود روش می توان وزن یاب کوچکتر و به تعداد بیشتر به کار برد وبدین ترتیب تعداد نمونه ها را زیاد تر کرد که منجر به اندازه گیری میانگین دقیق تری خواهد شد.
از اواسط دهه 1980 استفاده از ریز کامپیوتر در کوره های چوب خشک کنی (سوزنی برگ و پهن برگ ) رایج گردید و سبب بهبود سیستم های کنترل در کوره شده است . سیستم های کنترل کامپیوتری تفاوت زیادی با سیستم بادامک الکتریکی که بر مبنای زمان کار می کند ،ندارند، در ان ها نیز دامنه رطوبت اندازه گیری می شود و برای دامنه های بعدی ، سیستم به ترتیبی که برنامه دریافت نموده عمل می کند. موضوع قابل ذکر در این جا فراهم نبودن روش دقیق اندازه گیری رطوبت چوب در بالتر از نقطه اشباع فیبر (حدوداً 30درصد ) است. در پایین تر از 30درصد رطوبت چوب با رطوبت سنج الکتریکی اندازه گیری می شود که چنانچه طول الکترودهای آن ها متفاوت باشد ، تهیه گرادیان رطوبت چوب از سطح آن به طرف وسط ممکن خواهد بود . بعضی از سیستم های کامپیوتری نه تنها کنترل شرایط داخل کوره (دما و رطوبت ) را به دقت ثبت می کند بلکه تغییر سرعت پنکه ها را انجاممیدهند(مصرف انرژی را کنترل می نماید ). ضمناً یک دستگاه کامپیوتر می تواند یک تا 10 کوره را داره نماید.
کاربرد کامپیوتر در کوره های چوب خشک کنی در آینده وسعت خواهد یافت . بسیاری از واحدهایی که فعلاً از آن استفاده می کنند به تجربه دریافتند که خشک کردن چوب با برنامه کامپیوتری آسان تر و تولید چوب خشک با درجات کیفیت بالا ارزان تر تمام می شود.
تکنولوژی رشد سریع دارد و همراه با افزایش معلومات انسان در اندازه گیری با برآورد متغیرهایی چون هم کشیدگی ، تنش ، دمای چوب و رطوبت آن ، دقت کار بیشتر خواهد شد و کنترل کننده های کامپیوتری چوب را مطلوب تر خشک می کنند.
کنترل ناحیه ای :
کنترل ناحیه ای فرایندی از تکنیک کنترل برای متعادل سازی دمای خشک کوره می باشد که هم با سیستم های نیمه خودکار و هم با سیستم های خودکار قابل اجراست. نقاط سرد درکوره یافت می شوند که سبب می گردند چوب یکنواخت خشک نشود و در نتیجه جوب واقع در مکان های سرد کوره رطوبت بالاتر از حد مطلوب دارند . در نقاط گرم کوره چوب بیش از حد مورد نظر خشک می گردد. در کنترل ناحیه ای ، کوره را با دماسنج به چند ناحیه تقسیم می شود و کنترل شیر ها یا سیستم های حرارتی را به دماسنج می سپارند.
نواحی در جهت طولی کوره مشغول می گردند ولی به طور عمودی طراحی می شوند. تعداد نواحی کنترل از 2تا 24 متغیر است . از لحاظ سابقه اجرا ، کوره های بلند به دوناحیه کنترل تقسیم می شوند ، یکناحیه برای هر انتها یا یکنایحه برای کویل های بالا و یک ناحیه هم برای کویل های پایین . کنترل های کامیوتری با اندازه گیری های الکترونیکی امکان کنترل نواحی بیشتری را دارند. سیستم های کامپیوتری به دماسنج های جفت مجهزند و نقصان دما را در نواحی مختلف اندازه می گیرند و در مدار کنترل ابزار مربوط را جستجو می نمایند تا سرعت خشک شدن چوب را در تمام نواحی هماهنگ سازند.
ابزار دستی کنترل :
ابزار دستی کنترل بیشتر در واحد های کوچک خشک کنی مورد استفاده هستند و معمولاً یک نفر تمام وقت در این گونه واحد ها برای خشک کردن چوب مشغول خواهد بود . در تمام انجام درست چوب خشک کنی با لوازم دستی کنترل ، دمای تر و خشک باید معلوم باشد. چنانچه این دماها با مقدار مطلوب تفاوت دارد از طریق تکرار تنظیم شیرهای حرارت و رطوبت رسانی باید به مقدارهای مورد نظر دست یافت . مقدار تهویه نیز باید به طور تجربی به دست اید. برای رسیدن به دمای مطلوب زمان زیاد صرف ثبت مشاهدات و تنظیم های لازم خواهد شد.
لوازم اندازه گیری دما :
لوازم اندازه گیری دما در کنترل دستی ، دو دسته اند ،ثبات و نشان دهنده. ازترمومترهای شیشه ای در سطح وسیع استفاده می شود ودرجه های دما از روی درجه بندی بدنه آن ها خوانده می شود. در بعضی از انواع ترمومترها ،درجه بندی حکاکی نیست بلکه روی نوار فلزی تهیه شده است که به ترمومتر ضمیمه شده است. این قبیل ترمومترها مناسب کاربرد در کوره نیستند چون کوچکترین جابه جایی نسبی نوار حامل درجه بندی نسبت به بدنه ، مقدار دما را درست نشان نخواهد داد.ترمومترهای دیجیتالی در سنوات اخیر جای نوع فشار (فنری ) را گرفتند . قسمت حساس ترمومترهای دیجیتالی ترموکوپل است و برای کوره چوب خشککنی توصیه می شود .ترمومترهای شیشه ای از نوع حداکثر برای اندازه گیری دمای خشک در کوره به کار می روند و این ترمومترها حداکثر دمایی که به آن مشرف شدند را نشان می دهند و مانند ترمومترهای پزشکی باید آن را تکان داد تا سیال داخل آن ها به مخزن برگردد. دراستفاده از این نوع دماسنج لازم است دقت شود که به ترمومتر باید زمان کافی داد تا جیوه به حداکثر صعود برسد. ترمومترهای دیجیتالی متصل به ماشین تحریر نیز تهیه شده است وبه جای ثبت با این ابزار می توان نوشته تهیه کرد.
خشک کردن های ویژه و نوع کوره :
کوره های رطوبت گیر شباهت زیادی با کوره گرم شونده با بخار یا سیستم حرارتی مستقیم دارند ولی اختلاف آن ها با این نوع کورهها به اندازه کافی است تا جداگانه تشریح گردند. کورههای رطوبت گیر چند امتیاز دارند، به بویلر احتیاج ندارند( مگر ان که برای آزاد سازی تنش لازم شود) ، بازدهی خوبی از نظر مصرف انرژی دارند، در خشک کردن گونه های بدبوم کنترل خوبی دارند ( دمای خشک اولیه کم و رطوبت بالا ) ، احداث آن ها کم هزینه است . معایب کوره رطوبت گیر عبارتند از : به انرژی الکتریکی نیاز دارند که در بعضی مناطق گران تر از گاز ونفت و دور ریز چوب است و حداکثر دمای آن محدود به 70 درجه سانتی گراد می باشد.
سیستم چرخش هوا در کوره های رطوبت گیر کم و بیش مانند سایر کوره هاست و رطوبت گیر معمولاً دربیرون حجره کوره قرار دارد و دمنده ها هوا را بین حجره کوره ورطوبت گیر به جریان می اندازدو چرخش هوا در حجره کوره مانند سایر کوره هاست . در کوره های رطوبت گیر قدیمی سرعت چرخش هوا کم بوده ولی اکنون مقدار آن زیاد تروقابل مقایسه با کوره های چوب خشک کنی پهن برگان شده است. نمونه ای از کوره رطوبت گیر در شکل 22-2 نشان داده شده است.
تفاوت اصلی کوره رطوبت گیر با سایر انواع کوره درروش خارج کردن آب از هوای کوره است. تهویه ای در این نوع کوره وجود ندارد و آب تماماً روی کویل های رطوبت گیر معیان حاصل می کند. دو خاصیت بازدهی انرژی را در کوره رطوبت گیر بیشتر می نماید . اولاً چون تهویه ای ندارد همراه با هوای مرطوب انرژی هدر نخواهد رفت . ثانیاً رطوبت هوای روی کویل های سرد رطوبت گیر معیان حاصل می کندو گرمای تبخیر بازیابی می شود. اغلب کورههای رطوبت گیر طراحی می گردند که انرژی بازیابی شده صرف خشک کردن چوب می گردد. تقریباً Btu 500انرژی حرارتی که برای تبخیر هر کیلوگرم آب لازم است ، در معیان بازیابی شود .
سیستم کنترل کوره رطوبت گیر باسایر کوره تفاوت دارد. اغلب کوره ها دارای ثبات هستند که شرایط هوای کوره را ثبت می نمایند و ابزار حساس آن ها دماسنج تر و خشک هستند . برای شروع خشک کنی در کوره رطوبت گیر، در آن دما را با المنت برقی بالا می برند و پس از آن کمپرسور شرایط کوره را برای خشک کردن حفظ می کند. از المنت برقی در فاز آخر برنامه خشک کنی برای افزایش دما نیز استفاده می شود.
برای ساخت کوره رطوبت گیر از مصالح مختلفی استفاده می شود ، چوب،مصالح بنائی ،پانل های پیش ساخته آلمینیومی و غیره. معیار در ساختمان این کوره آن است که خوب عایق بندی شود تا بازدهی انرژی را حداکثر نماید، معیار در ساختمان به رطوبت و کیپ باشد. مقدار عایق برای دیوار کوره 20(=R ) و برای سقف آن 30(=R ) توصیه می شود . چنانچه کوره کوچک باشد لازم است عایق آن مقدار بیشتری داشته باشد. برای هزینه کمتر می توان از چوب در ساخت این نوع کوره استفاده کرد.به طور کلی در چوب های خشک شده در کوره رطوبت گیر ، تنش ناشی از خشک شدن وجود دارد، مثل حالتی که در کوره های دیگر عمل می شود.
چوب خشک کنی , دستگاه خشک کن
پیش خشک کن ها :
از پیش خشک کن ها برای پایین آوردن رطوبت چوب تا حد 25 درصد استفاده می شود و پس از ان چوب را در کوره های چوب خشک کنی برای رطوبت کمتر خشک می نمایند . پیش خشک کن ها را به دلیل ظرفیت زیاد آن ها گاهی انبار هم می گویند، معمولاً ظرفیت آن ها چهار برابر ظرفیت کوره است (شکل 23-2) . بار زدن پیش خشک کن با لیفت تراک صورت می گیرد ولی در بعضی انواع آن ریل نصب شده است تا بار زدن و خالی کردن با واگن عملی باشد . پیش خشک کن اغلب ساختمان پیش ساخته ای است از فولاد ساختمانی یا آلومینیوم که عایق بندی خوبی بین کف و دیوار دارد. دمای پیش خشک کن در فاصله 24 تا 37 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی از 60 تا 90 درصد کنترل می شود.
پیش خشک کن ها برای بهبود روش خشک کردن در هوای آزاد اغلب مورد استفاده قرار می گیرند چون معایب چوب در جریان خشک شدن و زمان طولانی خشک شدن چوب در هوای آزاد ندارند.
امتیازات پیش خشک کن ها در مقایسه با چوب خشک کنی درباره عبارتند از :
رنگ چوب روشن تر خواهد ماند ،رطوبت چوب خشک شده یکنواخت تر است ،معایب تقلیل پیدا می کند و زمان خشک کردن کوتاه تر است.
چند گونه و ضخامت را در پیش خشک کن می توان مخلوط نمود. لذا چوب با رطوبت اولیه متفاوت از گونه های مختلف را می توان در پیش خشک کن قرار داد و چوب خشک شده را خالی کرد و جای آن ها چوب تر را جهت خشک شدن جایگزین کرد. خشک کن در مقایسه با یارد عبارتند از هزینه ساخت پیش خشک کن ، مصرف انرژی و حفاظت ( نگهداری ).
پیش خشک کن را با بخار گرم می کنند. رطوبت هوای آن با تهویه کنترل می وشد .چنانچه پیش خشک کن بزرگ باشد آن را به چند ناحیه تقسیم می کنند و هر ناحیه را جداگانه کنترل می نمایند . برای کنترل از ابزار ثبات تستفاده می شود که در کوره های دیگر متداول است . در بعضی از پیش خشک کن ها حفظ شرایط مطلوب دما و رطوبت واحد رطوبت گیر است .
سنجش دما معمولاً باا بزار الکتریکی و رطوبت با دما سنج تر یا رطوبت سنج صورت می گیرد . نصب ابزار سنجش در سقف پیش خشک کن نتایج مطلوبی ندارد چون شرایط هوای بالای بار پیش خشک کن معرف شرایط هوای درون یا ورودی با بار نیست . از طرفی در پیش خشک کن ها با دهانه بزرگ انتخاب جای نصب ابزار سنجش محدودیت هایی دارد.
گردش هوا در پیش خشک کن توسط پنکه های نصب شده در بالای بار تأمین می شود. مسئله عدم توزیع یکنواخت هوا درداخل اغلب وجود دارد و سبب می شود که چوب های بالای بار بیشتر و یا سریعتر از چوب های پایین بار خشک شوند . برای حل این مشکل سیستم های مختلف مانع تنظیم به کار می برند. خروج هوای مرطوب باید را باید طوری طراحی نماید تا موجب تخریب موضعی سقف شوند.
استفاده از پیش خشک کن ها برای خشک کردن چوب آلات پهن برگ به جای خشک کردن در هوای آزاد در سنوات اخیر مورد توجه بسیاری از واحد های صنعتی قرار گرفت و چون نسبت به فرایند خشک کردن در هوای آزاد امتیازاتی دارد، انتظار می رود که در آینده تغییرات مثبتی در پیش خشک کن داده شود.
گرداوری گروه فن و هنر ایران زمین
