Secado en horno al vacío
¿Cómo funcionan los hornos de vacío y qué tan efectivos son? (Del Foro de Aserrado y Secado de WOODWEB) 21 de enero de 2003
Pregunta
Me gustaría aprender más sobre los hornos de vacío. Un molino aquí tiene uno y el propietario me dijo que pueden secar una carga en 8 horas con poca o ninguna degradación. es posible?
Respuestas del foro
(Foro de Aserrado y Secado)
Del colaborador S:
A mi me interesa exactamente lo mismo. Recientemente construimos un gran horno de agua al aire libre alimentado con desechos de madera. La idea de un horno de vacío con placas de agua caliente parece muy interesante. Actualmente estamos haciendo planes para construir uno para nuestro propio uso. El único obstáculo que encuentro en el proyecto es una alternativa económica para las placas de calor radiante. Las placas térmicas de los fabricantes de estos hornos parecen bastante caras:
más de 800 dólares por placa. Estoy pensando que serían suficientes dos láminas de aluminio, que puedo conseguir en una empresa local de campanarios, y algunos tubos de cobre en una ferretería local. ¿Podrían fabricarse eficazmente estas placas con materiales comunes? Se podrían utilizar acoplamientos rápidos simples en las líneas de suministro. Además, ¿sería eficaz este tipo de unidad para secar y estabilizar losas de nudos? También puedo ver cómo una membrana de vejiga (similar a las que se usan en una prensa de vacío) puede ser muy eficaz para aplanar la madera. Mi diseño incluirá esta característica. Según las investigaciones que he realizado sobre este tema, los hornos de vacío recientemente diseñados son muy efectivos.
Del colaborador D:
Colaborador S, necesitas investigar la transferencia térmica en el vacío. También debe considerar el peligro de fugas, incluso pequeñas, en la carga del horno. La razón por la que las placas son caras es que requieren mucha extrusión, mecanizado y soldadura costosos. E incluso si tuviera placas calefactoras, no puede simplemente calentar la madera al vacío y esperar buenos resultados de secado.
Del colaborador S:
Entiendo todos los principios físicos involucrados en el secado al vacío. No me hago la ilusión de que simplemente enciendes la calefacción y absorbes la humedad de la madera. El sentido común me dice que un sellado adecuado es importante. Solo estoy buscando una alternativa económica a las placas térmicas de aluminio extruido. No me pregunto por qué estas placas cuestan tanto.
Del colaborador D:
Sería genial si los platos no fueran tan caros. El costo de las planchas dificulta la venta de hornos. Te daré una pista sobre un punto. Las placas no proporcionan energía radiante.
Del colaborador S:
El sistema de calefacción de agua caliente (que ya tengo disponible) proporciona la energía radiante. ¿No se bombea básicamente agua caliente a través de estas placas de aluminio, transfiriendo el calor por toda la madera? ¿Los hornos de vacío Wood-Mizer vienen con placas calefactoras? Si es así, ¿cómo se construyeron?
Del colaborador D:
Sí, se bombea agua a través de las placas, pero las placas tendrían que estar muy calientes para irradiar suficiente energía. Y en el vacío no hay suficiente medio para conducir. Creo que por eso Pagnozzi buscó otros caminos.
Wood-Mizer utilizó mantas de aluminio, que se calientan con electricidad de alta corriente y bajo voltaje.
Ciertamente, las maderas duras, de 1 pulgada o más de espesor, no se pueden secar comercialmente en un horno de vacío en 8 horas sin pérdida de calidad. Es muy complicado aprender a secar madera al vacío sin dañarla. De hecho, todavía se desarrollan tensiones al secarse. Como el agua saldrá de la madera a través de los diversos conductos de flujo, y como estos conductos variarán en tamaño y efectividad (tendrán diferente permeabilidad), es común encontrar que algunas maderas (especialmente la albura) se sequen rápidamente, mientras que el duramen, La madera alrededor de nudos, la madera tensada y la madera dañada tendrán una menor permeabilidad y, por lo tanto, no estarán secas cuando la albura esté seca. El resultado puede ser que la porción de albura de una pieza de madera se seque demasiado para evitar que el resto de la pieza o el resto de la carga se sequen demasiado. Se deben tomar medidas especiales para igualar el MC; El MC uniforme es fundamental para la mayoría de los usos de madera dura y también para muchas maderas blandas.
Las mantas Wood-Mizer parecían papel de aluminio laminado en plástico. Según recuerdo, medían unos 4 pies de ancho y 50 pies de largo.
El calor de estas mantas y también de las placas calientes sería *conducido* hacia la madera, no irradiado. Vi una secadora al vacío que usaba calentadores radiantes (como lámparas solares), pero requería que cada pieza de madera viera las lámparas y recibiera cantidades iguales de calor.
Todavía tengo que ver un secador de vacío que seque mejor que un horno de secado *correctamente* funcionando:
DH o vapor. Entonces, ¿el tiempo de secado es la única ventaja? Si es así, entonces el costo de capital no puede ser demasiado alto... la mayoría de los hornos de vacío son bastante caros. Cuando se usó para piezas muy gruesas, como roble rojo 12/4, la secadora al vacío se secó en 7 días, pero la calidad fue mala en aproximadamente el 50% de las piezas. (Habiendo sido algo negativo, tengo que decir que VacuTherm tiene una buena unidad y de buena calidad. No he visto ninguno en uso, excepto uno.)
Gene Wengert, asesor técnico del foro
Del colaborador D:
Gene tiene razón sobre la conducción, pero haz los cálculos. A 40 torr no funciona (a menos que hagas otra cosa).
Del colaborador S:
Quizás calor radiante fue la palabra equivocada. Supongo que el calor se emite desde las placas de aluminio llenas de agua caliente directamente a la madera. Noté mucho contraste entre la publicación del Dr. Gene y las afirmaciones de Vacutherm. Colaborador D, ¿diría que una degradación del 50% es precisa en roble rojo 12/4 usando vacío? Vacutherm afirma que se degrada poco o nada. Además, ¿qué piensa sobre la aplicación de presión vertical con una membrana de goma mientras la madera está al vacío? ¿Esto reduciría significativamente la degradación?
Del colaborador D:
Si la degradación fuera del 50%, ¿quién querría un horno de vacío? Actualmente estamos construyendo para un cliente su sexto horno de vacío. Todo lo que secan es madera dura y quieren un 6% de MC y que no se degraden del verde.
La transferencia de calor es un tema complicado y no voy a ofrecer aquí ninguna información exclusiva.
No he visto las afirmaciones de VacuTherm durante mucho tiempo, pero solían tener un asterisco en sus afirmaciones que apuntaba a una nota a pie de página:
secado al aire.
La presión de una membrana reducirá la formación de ventosas y obligará a la madera a quedar plana cuando se abuse de ella con altas temperaturas y un control deficiente de la presión. Pero con un buen control, no lo necesita en la mayoría de las aplicaciones.
Colaborador D, si la estructura de la madera no importa (es decir, la permeabilidad), ¿puedes secar el roble rojo y el roble blanco juntos y lograrán el mismo MC? Encuentro esto difícil de creer.
Todavía estoy esperando que conciertes una visita a alguno de tus hornos.
¿Cómo controlas el MC final? ¿Cómo saber cuándo detener el proceso? Si toda la madera se seca igual, supongo que solo necesitas una muestra para saber cuál es el MC. En una carga típica de roble, los CM verdes pueden oscilar entre 70% y 100% CM. ¿Cómo consigues que al final del secado tengan el mismo MC?
Gene Wengert, asesor técnico del foro
Del colaborador D:
La permeabilidad sí importa, pero no en la medida en que su experiencia le haya hecho creer.
Del colaborador D:
Tuve el mismo problema al empujar el arce en un Cigomak reconstruido. Los colectores HW son demasiado pequeños. Corregimos el problema en el Cigomak cruzando mangueras, superior e inferior, mientras conectamos la carga.
Los mejores sistemas de vacío se secarán a un máximo de aproximadamente el 2% por hora. El tuyo servirá alrededor del 1% para que puedas adivinar el BMC de tu cicuta.
Algunos hornos secarán madera con 0% de defectos de secado. ¡Mire más allá de esas viejas VacuTechs!
Para los CM finales, estamos considerando una desviación estándar de 0,6. ¿Ha medido SD en sus hornos?
Todavía no tengo claro cómo saber cuál es el MC para poder detener los hornos al 6,5% de MC promedio (o lo que sea). ¿Puedes explicarlo más claramente?
Con una gran variación en el CM inicial y con variaciones en la permeabilidad, ¿cómo evita su sistema tener una variación del CM final? Parecería que un trozo de roble rojo con un 75% de CH se secaría más rápido que uno con un 95% de CH. Entonces, ¿qué impide que el más seco se seque demasiado o que el más húmedo siga mojado?
Gene Wengert, asesor técnico del foro
Del colaborador D:
Puede configurar algo como EMC en un horno de vacío. Estoy agregando un gráfico de uno de nuestros hornos. La línea roja es calor y la línea azul es MC. La caída de calor se debió a que la caldera estaba bajando. Observe que la velocidad de secado fue constante hasta que la carga estuvo alrededor del 8% y luego disminuyó.
View full size image
Para la pregunta original:
¿Qué cantidad de carga desea secar a la vez?
Del interrogador original:
Estoy buscando algo pequeño:
500 BF o menos que pueda construir.
Parece haber mucha información sobre cómo construir y operar pequeños tipos de hornos solares, DH y otros. Pero existe una falta total de información sobre los hornos de vacío. ¡Alguien debería soltar la sopa!
Gran parte de la tecnología de vacío está patentada, por lo que no se puede utilizar libremente.
Gene Wengert, asesor técnico del foro
Y el secado por aspiración implica mucho más que solo placas, intercambiadores y bombas. Incluso en menor escala.
Hay una patente de Chen pendiente de revisión que funcionaría bien para empresas de pequeña escala. Utiliza un tanque de agua caliente y la madera dentro de una membrana se sumerge en el tanque. Esto proporciona contacto directo con una fuente de calor al mismo tiempo que proporciona una atmósfera de vacío. Funcionó muy bien en el laboratorio.
Soy ingeniero y la razón por la que las placas son tan altas es por la calidad del material utilizado. Si utilizan placas de aluminio, lo más probable es que utilicen material de calidad aeronáutica. Tiene muy pocas imperfecciones en el material. El motivo es que las imperfecciones sometidas al vacío harán que esa placa falle al alcanzar altas presiones. Luego hay que sumarle el gasto del mecanizado, que si no se piensa bien puede resultar caro.
En cuanto a hacer platos usted mismo, es posible que esté mordiendo más de lo que puede masticar.
Del colaborador S:
¿Sería suficiente la aleación 6063 T5 con un espesor de pared de 0,062 si se diseñara correctamente?
Del colaborador D:
¿El 6063 va a canalizar el agua o sigues pensando en un sándwich con tubo de cobre?
Del colaborador S:
6063 tiene un canal en el que encaja el tubo de cobre. Hemos considerado láminas planas de aluminio con deflectores para canalizar el anticongelante.
Los comentarios a continuación se agregaron después de que esta discusión del foro se archivara como un artículo de la base de conocimientos (add your comment).
Comentario del colaborador A:
Hace 20 años, mi padre compró 2 cigomak de 5 m3 de capacidad. Hemos ido cambiando de temporizadores electromecánicos a digitales y hace dos años compramos 2 más. Las antiguas modernizadas, funcionan hoy con el único costo de 24 placas, 60 conexiones de latón y 2 juntas de puerta. Seguimos siempre la clasificación elemental de la madera y los periodos de fábrica. Secamos perfectamente arce al 45% de 70mm x 70mm al 8% como haya o cerezo francés en 36 horas sin problemas. Después de 20 años, alargamos el primer período a 50ºC, acortamos los dos siguientes a 55 y 62ºC y la máquina se detiene automáticamente al 8% con una temperatura de 70ºC. Realizamos reproducciones de muebles y sillas y hemos alcanzado altos estándares de calidad. Para los platos, los llenamos de glicol + agua como un coche.
Comentario del colaborador B:
El secado al vacío de madera con alto contenido de humedad hace que el agua de la madera se congele, lo que prolonga el tiempo de secado. Agregar calor radiante o calor por conducción a la madera provoca estrés. He descubierto que desmantelar un horno microondas y usar el magnetrón para irradiar microondas hacia la cámara de vacío hace que la madera se caliente uniformemente y se seque muy rápidamente. Observando la presión del vacío puedo tener una idea de qué tan seca está la madera. Puedo ir a un MC de 8 en unas pocas horas. Si pudiera aumentar la potencia del microondas agregando más magnetrones o usando una bomba de vacío más grande, podría disminuir aún más el tiempo de secado.
