Современные сушильные машины не лишены недостатков: многие хозяйки сталкивались со значительной усадкой вещей после стирки. Как правило, волокна ткани сокращаются в результате термического воздействия . Совершенно другой принцип действия имеет ультразвуковая сушка, разработанная в национальной лаборатории Oak Ridge при участии General Motors.

Как понятно из названия, сушильное устройство работает при помощи ультразвуковых волн , в отличие от традиционных устройств, применяющих горячий воздух. После загрузки мокрого белья, пьезоэлектрический преобразователь начинает излучать высокочастотные УЗ-волны, которые полностью высушивают ткань менее чем за полчаса. В зависимости от плотности и типа материала, объема загрузки, изделия сохнут от 1 до 20 минут. Вода, извлеченная из белья, превращается в пар и перетекает в специальную емкость, где обратно конденсируется. Хозяйке останется лишь слить полученную жидкость и достать абсолютно сухие изделия. Благодаря такой технологии исключается усадка волокон ткани, а также образование катышков на ее поверхности.

Из-за высокой скорости работы сушильная машина обладает прекрасными показателями энергоэффективности: по сравнению с традиционными устройствами, она тратит на 70% меньше электроэнергии.

Когда ждать в продаже

На данный момент это лишь изобретение, но его создатели работают над запуском коммерческой версии устройства, который планируется в 2017 году. Предполагается, что основными покупателями данной продукции станут мини-прачечные – их привлечет низкий расход электроэнергии и доступная стоимость устройства. Кстати, о стоимости: предполагаемая розничная цена будет установлена порядка 500 долларов США.

Сегодня известно много методов достаточно эффективной сушки древесины и готовых пиломатериалов, но каждый из них имеет свои определенные особенности, преимущества и недостатки. Например, ультразвуковая сушка древесины представляет собой процесс, схожий с конвейерной сушкой, при которой пиломатериал приобретает заданные практические и геометрические показатели.

Ультразвуковую сушку так же называют акустической, подобное оборудование достаточно редко встречается на предприятиях. Представляет собой высокотехнологичный процесс, с помощью которого можно добиться отменного качества при меньшем энергопотреблении. Технология принадлежит компании «Промин».

Особенности ультразвуковой сушки

Отличительной чертой ультразвуковой сушки является низкое энергопотребление, что в свою очередь, обеспечивает равномерное удаление влаги за счет ее переведения из одного агрегатного состояния в другое.

В результате пиломатериал не теряет свои геометрические показатели, сохраняя прочность и обеспечивая продолжительный срок службы. Если при конвекционной сушке, случается что пиломатериал сушится неоднородно, то ультразвуковой метод практически полностью исключает этот фактор, так как под действием ультразвуковых волн молекулы влаги разогреваются по всей длине.

Ультразвуковая сушка древесины выполняется без изменения агрегатного состояния влаги, что позволяет во много раз снизить энергозатраты. Вода удаляется из материала, находясь в жидком состоянии, при этом происходит некое прессование.

Эта технология позволяет почти на 70% повысить эффективность оборудования при получении достаточно высокого качества пиломатериалов не только для строительства несущих конструкций, но и выполнения декоративной отделки.

Для повышения эффективности можно выполнит предварительную атмосферную сушку древесины с целью достижения равномерной влажности по всей структуре. Это обеспечит наиболее эффективный выход влаги из материала с минимальными затратами.

Установка для ультразвуковой сушки древесины представляет собой отдельное устройство, которое может быть комбинировано с деревообрабатывающими станками. Для осуществления окончательного выведения влаги из древесины, ее протягивают конвейером через установку прямиком на обработку.

Такой способ обработки может высушить до 18%-22% влажности. Но как показывает опыт различных предприятий до 8-12% высушить зачастую не представляется возможным.

Для данной влажности выбирают камеры прочих технологий. Например вакуумные сушильные камеры с высокой скоростью сушки и высоким качеством готового пиломатериала. Купить камеры можно по цене от 750 000 руб. Модели размещены на сайте.

Смотрите также:

Содержание Технические параметры паровой сушильной камерыАльтернатива паровым сушильным камерам Сегодня известно много способ сушки пиломатериалов, в них получают высокое качество и небольшой процент брака. Одной из таких сушильных установок является паровая камера. Сушка древесины паром – это достаточно эффективная технология термообработки различных пород древесины и с различным содержанием влаги в первоначальном состоянии. А заключается методика в […]

Ученые из Нижнего Новгорода изобрели инновационный метод сушки пиломатериала. Эксперты заявляют, что это настоящий прорыв в производстве материалов из дерева и строительстве деревянных домов .

Пока у нижегородцев подготовлен только один агрегат, предназначенный для сушки дерева с помощью ультразвука, в процессе которой модифицируются свойства получаемого пиломатериала. Аналогов подобного «сушильного аппарата» нет ни в одной стране мира.

Методы сушки пиломатериала в России

Статистика говорит, что сегодня просушке подвергаются всего пятнадцать процентов всех производимых в России пиломатериалов. Причина такого явления в несовершенстве практикуемых технологий, в основе которых лежит изменение агрегатного состояния воды (испарение).

Существующие методы просушки всего пиломатериала, используемого для разных сфер, включая строительство деревянных домов, отличаются друг от друга незначительно.

Могут меняться методы нагрева дерева или технология испарения влаги, качество используемой для этого энергии и способы отвода газа из сушильной камеры.

В условиях производства используют термоконвекционный, аэродинамический и вакуумный методы сушки пиломатериала. Также практикуется сушка дерева с помощью СВЧ-тока. Все эти методики требуют большого расхода электричества. Для просушки одного кубического метра материала требуется в среднем от 200 до 250 кВт/ч.

Из-за таких расходов себестоимость высушенного пиломатериала существенно превышает стоимость дерева естественной влажности и его обработку. Новый метод позволяет уменьшить этот показатель.

Традиционные методы сушки не обеспечивают получение древесины хорошего качества - готовым изделиям свойственны коробление и растрескивание, может наблюдаться неоднородная («пятнистая») влажность по всей длине заготовки.

Большую проблему составляет и экологическая сторона вопроса - производство выбрасывает в воздух токсические газы и выпаренную древесную влагу, которая содержит растворы кислот и щелочей, пары скипидара, метанол. Представляют опасность и продукты сгорания топлива, которое используется для нагрева теплоносителя.

Ультразвуковая технология

Разработчики из Нижнего Новгорода пошли другим путем. Предложенный ими метод работает на другом механизме удаления влаги. Процесс просушки с помощью ультразвука помогает существенно снизить потребление электроэнергии, так как не нужно расходовать ее на нагрев дерева, теплоносителей и элементов установки.

Возможность использовать просушку с помощью ультразвука обусловлена свойствами дерева - этого природного полимера. Благодаря этому отпадает необходимость менять агрегатное состояние жидкости, которая содержится в дереве (превращать жидкость в пар).

При использовании ультразвука влага удаляется из дерева в своем первоначальном виде (жидкости), что позволяет уменьшить удельное энергопотребление на пятьдесят процентов. Некоторые эксперты говорят даже о семидесяти процентной экономии.

Преимущества ультразвукового метода сушки

Получаемые изделия характеризуются:

• Отсутствием коробления и растрескивания;
• Антисептическим компонентом (в частности, речь идет об уничтожении сапрофитов и гифов в заготовке и последующая стойкость к повторным заражениям этими опасными грибками);
• Минимальным коэффициентом влагопоглощения;
• Улучшением резонансных свойств дерева;
• Увеличением стойкости к гнилостным процессам.

Преимущества ультразвукового оборудования:

• Увеличенный КПД;
• Уменьшение размеров сушильных агрегатов;
• Экономия электроэнергии;
• Упрощение технологического процесса и простота сбора выделяемой жидкости;
• Улучшение экологической картины производства - отсутствуют токсические выбросы;
• Возможность совместить линии по обработке и просушке древесины, благодаря чему можно минимизировать затраты на производство.

Особенности процесса сушки ультразвуком

Ультразвуковая установка по просушке пиломатериала работает по принципу конвейера. Такая особенность продиктована особенностями методики. Также конвейерная подача позволяет комбинировать сушку материала с деревообработкой.

Благодаря комбинированию разного оборудования можно избежать штабелевания готовых деревянных изделий, их выгрузки/загрузки в «сушилку».

Существующие до сих пор технологии не дают возможности использовать эту насыщенную разными микроэлементами жидкость, так как в процессе сушки она просто испарялась.

Акустическая сушка – это способ обезвоживания продукта посредством интенсивного ультразвукового воздействия. Это циклический способ удаления влаги. При первичной обработке продукта влага удаляется с поверхности, затем при использовании второй ультразвуковой волны влага распределяется по капиллярам. Так происходит до тех пор, пока продукт не будет содержать в себе требуемую долю влаги.

Акустическая сушка нашла успешное применение в сельском хозяйстве, в фармацевтической, химической и пищевой промышленности. В сельском хозяйстве посредством акустической сушки обрабатывают зерновые культуры, овощи и фрукты. В пищевой промышленности акустическую сушку используют в производстве сухого молока. Наиболее широкое распространение ультразвуковая сушка получила в фармацевтике. Дорогостоящие препараты – порошки, антибиотики, таблетки – производятся в ультразвуковых камерах. Высокая стоимость препаратов обусловлена высокой производительностью оборудования и, как следствие, высокой степенью потребления энергии. В химической промышленности ультразвуковая сушка применяется для производства угольного порошка. С помощью подобных камер осуществляют сушку бумаги, хлопка, древесины.

Особенности акустической сушки

Акустическая сушка обладает рядом преимуществ: продукт не подвергается тепловой обработке, он обрабатывается в холодном виде; ввиду отсутствия температурного воздействия продукт сохраняет почти все питательные вещества и витамины, не теряет свои первоначальные свойства, не подвергается окислению.

Акустическая сушка – это единственный способ работы с термочувствительными материалами. Благодаря этому методу их структура полностью сохраняется, не теряя первоначальную форму.

Акустическая сушка – высокоскоростной метод обработки. По сравнению с вакуумной сушкой, акустическая сокращает время обработки в четыре раза. За счет этого повышается качество готового продукта.

Технология акустической сушки

Подвергаемый сушке материал должен иметь капиллярно-пористую структуру. Различные материалы имеют неодинаковое содержание влаги, поэтому интенсивность и количество ультразвуковых волн рассчитывается в соответствии с процентом влажности продукта.

Если продукт содержит большое количество влаги, используют волну высокой силы воздействия, в результате – влага буквально «вытряхивается» из продукта. Это происходит потому, что волна появляется не только у поверхности материала, но и внутри капилляров, приводя к интенсивной потере влаги.

Если капиллярно-пористый материал обладает умеренной влажностью, акустические колебания происходят более интенсивно на первой стадии и менее интенсивно на второй. Во время первой стадии скорость сушки не меняется, поэтому влага постоянно восполняется. Верхние слои продукта ее теряют, а нижние слои «выбрасывают» влагу на поверхность. Таким образом, влагообмен не прекращается до тех пор, пока не будет достигнуто оптимальное содержание влаги.

Во время второй стадии скорость сушки снижается, поэтому жидкость изнутри поступает слабо и ее убыль уже не восполняется или восполняется, но слабо.

Акустическая сушка наиболее эффективна в период первой стадии обработки продукта. Благодаря ей, улучшаются физико-химические и потребительские свойства продукта. Например, при акустической обработке семян, увеличивается их всхожесть.

Таким образом, акустический способ сушки успешен для некоторых типов производств и наиболее эффективен на первой стадии обработки продукта для увеличения скорости влагообмена и повышения качества готового продукта.

Оборудование для сушки продукции вы можете приобрести у нас. Доставка по России и Беларуси. .

Процесс сушки заключается в удалении влаги из материала. Обычно это осуществляется за счет нагревания. Сушка твердых, сыпучих и других материалов распространена в самых разнообразных технологических процессах. В большинстве случаев в качестве теплоносителя используется нагретый воздух. Но при сушке многих химических продуктов, биологических объектов, удобрений, нельзя проводить сушку при повышенных температурах, т. к. вещества либо разлагаются, либо теряют свои бактерицидные свойства.

Когда нельзя допускать повышения температуры при сушке, сушку осуществляют под воздействием ультразвуковых колебаний.

Воздействие ультразвуковых колебаний способствует удалению влаги и позволяет ускорить процесс сушки во много раз. Коллектив лаборатории имеет большой опыт разработки и создания практических конструкций для акустической (ультразвуковой) сушки, более подробную информацию можно найти в монографии «Применение ультразвука в промышленности» глава 6.4 «Процессы акустической сушки».

6.4 Процессы акустической сушки

(Хмелёв В.Н., Попова О.В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве: научная монография/ Алт. гос. Техн. Ун-т. им. И.И. Ползунова. — Барнаул: изд. АлтГТУ, 1997. — 160 с.)

Процесс сушки заключается в удалении влаги из материала. Обычно это осуществляется за счет нагревания. Сушка твердых, сыпучих и других материалов распространена в самых разнообразных технологических процессах .

В большинстве случаев в качестве теплоносителя используется нагретый воздух. Но при сушке многих химических продуктов, биологических объектов, удобрений, нельзя проводить сушку при повышенных температурах, т. к. вещества либо разлагаются, либо теряют свои бактерицидные свойства.
Когда нельзя допускать повышения температуры при сушке, сушку осуществляют под воздействием УЗ колебаний. Первые результаты были получены еще в 1955 г. П. Грегушем (Венгрия). На частоте 25 кГц он получил 10-кратное ускорение сушки мокрого хлопкового волокна. Позже им же было получено УЗ ускорение сушки древесины.

Процесс сушки состоит из двух основных период. Первый заключается в испарении влаги с поверхности материала и диффузии пара в окружающее пространство. Испарение влаги приводит к тому, что в материале создается градиент влажности, в результате чего влага из внутренних слоев начинает перемещаться на поверхность. Это и есть второй период.

УЗ воздействие высокой интенсивности позволяет интенсифицировать оба периода процесса сушки .
В течение первого периода сушки колебания позволяют уменьшить толщину гидродинамического пограничного слоя. В УЗ поле гидродинамический пограничный слой может быть существенно меньше диффузионного. Это значит, что колебания проникают внутрь диффузионного слоя, турбулизируют его, тем самым ускоряют процесс испарения. Наряду с уменьшением толщины пограничного слоя УЗ метод сушки обладает еще одним важным преимуществом — колебания проникают в материал и создают в нем быстро сменяющиеся зоны повышенного и пониженного давления, что интенсифицирует процессы переноса влаги из глубинных слоев к поверхности во втором периоде сушки. Другими действующими факторами УЗ воздействия являются (Рисунок 6.5): уменьшение вязкости жидкости под действием колебаний, что способствует переносу влаги из глубинных слоев к поверхности; выдавливание влаги из материала кавитационными пузырьками, возникающими в жидкости под действием колебаний; радиационное давление, выдавливающее жидкость из материала и др.

Рисунок 6.5 — Действующие факторы ультразвуковой сушки

Меньшие энергетические затраты УЗ сушки, по сравнению с конвективной, объясняются тем, что жидкость с поверхности удаляется не только за счет испарения (что требует значительных энергетических затрат на осуществление фазового перехода), но и за счет УЗ распыления в виде аэрозоля (без фазового перехода), который возникает в результате высокоинтенсивных упругих колебаний ультразвуковой частоты.

Поэтому УЗ сушка при сопоставимой мощности энергетического воздействия протекает в несколько раз быстрее по сравнению с конвективной сушкой . Известны запатентованные способы сушки капиллярно-пористых материалов в УЗ полях высокой интенсивности , подтвердившие следующие преимущества акустической сушки:

— высокая интенсивность процесса при меньших затратах энергии;
— возможность обеспечения качественной и эффективной сушки при низких температурах или, что принципиально, без повышения температуры.

Таким образом, основными действующими факторами являются:

1. Уменьшение вязкости жидкости под действием УЗ способствующее ускоренному перемещению влаги по капиллярам из глубины тела на поверхность.
2. Колебания пузырьков газа, находящихся в жидкости, которые, выдавливают влагу из капилляров.
3. Радиационное давление, направленное в капиллярах из жидкости в газ, которое перемещает столбик жидкости капилляра, перемещая его к поверхности.

Сушка в УЗ поле происходит без нагрева материала. Именно поэтому это единственный способ сушки термочувствительных и легко окисляющихся материалов. Этот способ по скорости отличается от обычных методов. Например, при сушке силикагеля при начальной влажности 25%, интенсивности излучения в 152 дБ, на частоте 8 кГц, t=15 мин — полное высушивание. На рисунке 6.6 представлены зависимости по производительности процесса сушки этилцеллюлозы.

Рисунок 6.6 — Зависимости по производительности процесса сушки этилцеллюлозы

Сравнение с вакуумной сушкой и сушкой нагретым воздухом (92°C): за это же время удалось удалить только 10-15% содержащейся влаги.
При сушке ферментов (не выдерживающих 40°C) процесс в акустическом поле занял 14 мин и скорость в сравнении с вакуумным методом повысилась в 3-4 раза.

Особенности акустической сушки (требования к аппаратуре) .

1. Существует нижняя граница интенсивности, при которой начинается заметное ускорение процесса (порядка 130...145 дБ).
2. Нет зависимости скорости сушки от частоты в диапазоне от 2 до 25 кГц.
3. Наиболее эффективна сушка для тонких слоев (порядка 2-3 см).

Рассмотрим практические схемы сушилок(Рисунок 6.7)

Рисунок 6.7 — Практические схемы сушилок

Основные — это звукофицированные сушилки с кипящим слоем для сушки порошкообразных веществ, сушилки барабанные и вибрационные.

Рассмотрим конструкцию сушилки с кипящим слоем. В вертикальном цилиндре в боковой и верхней части установлены излучатели.

Через питатель материал загружается в сушилку на колосниковую решетку. Воздух для сушки подается снизу через распределительную сетку. При прохождении воздуха через сетку и материал он начинает интенсивно перемешиваться, «кипеть», образуя псевдосжиженный слой. Постоянно перемешиваемый материал подвергается воздействию УЗК и сушится.

По мере высыхания частицы становятся легче, поднимаются по верхней перегородке и ссыпаются в бункер. Удаление влажного воздуха производится через верхний патрубок.