O uso de bombas e sistemas de vácuo na secagem de madeira

O sistema de vácuo desempenha um papel duplo como "motor" e "exexaustor" durante o processo de secagem:

Estabelecer e manter o ambiente de vácuo: esta é a função básica, criando as condições para a ebulição em baixa temperatura e a força motriz do diferencial de pressão.

Remoção de Gases Não Condensáveis: Remove principalmente o ar das cavidades das células da madeira e qualquer ar que possa infiltrar-se nas vedações. Esses gases não condensam, ocupam espaço, afetam o nível de vácuo e devem ser continuamente evacuados.

Remoção de Vapor de Água Condensável: Esta é a carga principal. A bomba de vácuo precisa remover rapidamente a grande quantidade de vapor de água que evapora da madeira para fora da câmara de secagem para manter um ambiente estável de baixa pressão.

Na secagem de madeira, dependendo do processo de secagem e do equipamento, as configurações da bomba de vácuo seguem principalmente dois padrões:

1. Secagem a vácuo intermitente (cíclica)

Este é o modo mais comum. O processo de secagem alterna entre as fases "Aquecimento" e "Vácuo".

Fluxo de trabalho:

Fase de Aquecimento: A bomba de vácuo é desligada. Água quente ou vapor circula pelas placas de aquecimento, conduzindo o calor para a madeira. A pressão da câmara aumenta (podendo até ficar ligeiramente acima da pressão atmosférica), permitindo que o calor penetre na madeira e aqueça a umidade.

Fase de Vácuo: O aquecimento é interrompido. A bomba de vácuo é acionada, reduzindo rapidamente a pressão da câmara até o nível de vácuo desejado. Sob baixa pressão, a umidade superaquecida no interior da madeira vaporiza instantaneamente e é rapidamente expelida pela diferença de pressão.

Repetições do ciclo: O ciclo "Calor - Vácuo" se repete várias vezes até que a madeira atinja o teor de umidade desejado.

Requisitos para a bomba de vácuo:

Alta velocidade de bombeamento: necessária para reduzir rapidamente a pressão da câmara da atmosférica para o vácuo alvo em um curto espaço de tempo, encurtando a duração de cada ciclo.

Capacidade de lidar com grandes quantidades de vapor de água: cada fase de vácuo libera uma onda de vapor de água.

Tipos comuns de bombas:

Princípio de funcionamento: A bomba Roots tem uma velocidade de bombeamento muito alta, mas não consegue comprimir gases até a pressão atmosférica sozinha; ela requer uma bomba de anel líquido ou de parafuso como bomba de apoio para fornecer a pressão de apoio necessária.

Vantagens: Dentro da faixa de vácuo necessária, a velocidade de bombeamento do sistema é muito maior do que a de uma única bomba, reduzindo significativamente o tempo de evacuação e melhorando a eficiência da secagem. Consumo de energia relativamente menor.

Desvantagens: Maior investimento inicial, sistema mais complexo.

Vantagens: Estrutura simples, robusta e durável, pode manusear diretamente meios contendo grandes quantidades de vapor d'água, tolerante à umidade e menos sujeito a danos, mesmo com a ingestão de pequenas quantidades de serragem. Custo relativamente baixo.

Desvantagens: O vácuo máximo é limitado pela temperatura da água (normalmente em torno de -94 kPa), maior consumo de energia, requer um fornecimento contínuo de água de serviço e produz água morna.

Bomba de vácuo de anel líquido: esta é uma escolha muito clássica e comumente usada.

Sistema Roots Blower + Bomba de Apoio: Para equipamentos de secagem industrial grandes e eficientes, esta é uma opção superior.

2. Secagem a vácuo contínua

Neste modo, o aquecimento e a aplicação de vácuo ocorrem simultaneamente e continuamente. Geralmente, são necessários sistemas de aquecimento especiais (por exemplo, aquecimento de alta frequência/micro-ondas ou fontes de calor eficazes em ambiente de vácuo).

Requisitos para a bomba de vácuo:

É necessário remover vapor de água e gases não condensáveis ​​de forma contínua e constante.

Devido à operação contínua, a confiabilidade e a durabilidade da bomba são essenciais.

Tipos comuns de bombas:

Vantagens: Sem fluido de trabalho na câmara da bomba, totalmente tolerante ao vapor de água, evitando problemas como emulsificação do óleo ou contaminação da água. Longos intervalos de manutenção, operação confiável. Menor consumo de energia do que bombas de anel líquido.

Desvantagens: Maior custo de investimento inicial.

Bomba de vácuo de parafuso seco: Oferece vantagens significativas neste modo contínuo.

Bomba de anel líquido grande: também pode realizar a tarefa, mas o consumo de água e eletricidade a longo prazo e a descarga de água quente precisam ser considerados.