L'uso di pompe e sistemi per vuoto nell'essiccazione del legno

Il sistema del vuoto svolge un duplice ruolo, sia come motore che come ventola di scarico durante il processo di essiccazione:

Creazione e mantenimento dell'ambiente sotto vuoto: questa è la funzione di base, che crea le condizioni per l'ebollizione a bassa temperatura e la forza motrice della differenza di pressione.

Rimozione dei gas non condensabili: rimuove principalmente l'aria dalle cavità delle celle di legno e l'aria che potrebbe infiltrarsi dalle guarnizioni. Questi gas non si condensano, occupano spazio, influenzano il livello di vuoto e devono essere evacuati continuamente.

Rimozione del vapore acqueo condensabile: questo è il carico principale. La pompa per vuoto deve rimuovere rapidamente la grande quantità di vapore acqueo che evapora dal legno fuori dalla camera di essiccazione per mantenere un ambiente stabile a bassa pressione.

Nell'essiccazione del legno, a seconda del processo di essiccazione e dell'attrezzatura, le configurazioni delle pompe per vuoto seguono principalmente due schemi:

1. Essiccazione sotto vuoto intermittente (ciclica)

Questa è la modalità più comune. Il processo di essiccazione alterna le fasi "Riscaldamento" e "Vuoto".

Flusso di lavoro:

Fase di riscaldamento: la pompa del vuoto è spenta. Acqua calda o vapore vengono fatti circolare attraverso le piastre riscaldanti, trasmettendo calore al legno. La pressione nella camera aumenta (può anche essere leggermente superiore alla pressione atmosferica), consentendo al calore di penetrare nel legno e di riscaldare l'umidità.

Fase del vuoto: il riscaldamento si interrompe. La pompa del vuoto si avvia, riducendo rapidamente la pressione della camera fino al livello di vuoto desiderato. A bassa pressione, l'umidità surriscaldata all'interno del legno evapora istantaneamente e viene rapidamente espulsa dalla differenza di pressione.

Ripetizione del ciclo: il ciclo "Heat - Vacuum" si ripete più volte finché il legno non raggiunge il contenuto di umidità desiderato.

Requisiti per la pompa a vuoto:

Elevata velocità di pompaggio: necessaria per ridurre rapidamente la pressione della camera da quella atmosferica al vuoto desiderato in breve tempo, riducendo la durata di ogni ciclo.

Capacità di gestire grandi quantità di vapore acqueo: ogni fase del vuoto rilascia un'ondata di vapore acqueo.

Tipi comuni di pompe:

Principio di funzionamento: la pompa Roots ha una velocità di pompaggio molto elevata, ma non può comprimere i gas alla sola pressione atmosferica; necessita di una pompa ad anello liquido o a vite come pompa di supporto per fornire la pressione di supporto necessaria.

Vantaggi: entro l'intervallo di vuoto richiesto, la velocità di pompaggio del sistema è molto maggiore rispetto a quella di una singola pompa, riducendo significativamente i tempi di evacuazione e migliorando l'efficienza di essiccazione. Consumo energetico relativamente inferiore.

Svantaggi: investimento iniziale più elevato, sistema più complesso.

Vantaggi: struttura semplice, robusta e durevole, può gestire direttamente supporti contenenti grandi quantità di vapore acqueo, tollera l'umidità e meno soggetta a danni anche in caso di ingestione di piccole quantità di segatura. Costo relativamente basso.

Svantaggi: il vuoto limite è limitato dalla temperatura dell'acqua (in genere intorno a -94 kPa), ha un consumo energetico più elevato, richiede un apporto continuo di acqua di servizio e produce acqua calda.

Pompa per vuoto ad anello liquido: si tratta di una scelta molto classica e comunemente utilizzata.

Sistema "Roots Blower + Backing Pump": per grandi ed efficienti apparecchiature di essiccazione industriale, questa è un'opzione superiore.

2. Essiccazione sotto vuoto continua

In questa modalità, il riscaldamento e l'applicazione del vuoto avvengono simultaneamente e in modo continuo. Di solito, sono necessari sistemi di riscaldamento speciali (ad esempio, riscaldamento ad alta frequenza/microonde o fonti di calore efficaci in un ambiente sotto vuoto).

Requisiti per la pompa a vuoto:

Necessità di rimuovere il vapore acqueo e i gas non condensabili in modo continuo e costante.

A causa del funzionamento continuo, l'affidabilità e la durata della pompa sono fondamentali.

Tipi comuni di pompe:

Vantaggi: Nessun fluido di lavoro nella camera della pompa, completamente tollerante al vapore acqueo, evita problemi come l'emulsione dell'olio o la contaminazione dell'acqua. Lunghi intervalli di manutenzione, funzionamento affidabile. Minore consumo energetico rispetto alle pompe ad anello liquido.

Svantaggi: costo di investimento iniziale più elevato.

Pompa per vuoto a vite secca: offre notevoli vantaggi in questa modalità continua.

Grande pompa ad anello liquido: può svolgere anche questa funzione, ma è necessario tenere in considerazione il consumo di acqua ed elettricità a lungo termine e lo scarico di acqua calda.