V primerjavi z industrijsko najbolj razširjenim normalnotemperaturnim konvekcijskim komorskim sušenjem z delno izmenjavo zraka ima vakuumsko dve pomembni prednosti:

 

 

a) sušenje poteka pri nižjih in zato blažjih temperaturah (slika št. 1), les pa se suši z notranjim izparevanjem, kar je pomembno zlasti za temperaturno in barvno občutljive lesne vrste;
b) podtlak ugodno vpliva na pretok (pospešeno gibanje vodne pare skozi porozno kapilarno strukturo) in povečuje potenciale (večja je tlačna razlika med notranjimi sloji in površino lesa kot tudi med površino lesa in okolico).
Glavna težava pri sušenju lesa v vakuumu je slaba konvekcija toplote in zato težavno segrevanje lesa. Doslej se je uveljavilo več postopkov, ki različno rešujejo vprašanje prenosa toplote (slika št. 2):

 

 

- kontinuirano sušenje v pregreti pari – toplotni prenos je pospešen z večjo hitrostjo kroženja traka; dokler je les še svež, opravlja prenos toplote tudi para, ki se na lesu kondenzira in oddaja latentno izparilno toploto;
- kontinuirano sušenje s kontaktnim prenosom toplote – grelne plošče so ogrevane z vročo vodo ali oljem, redkeje tudi z električnim tokom;
- kontinuirano sušenje s segrevanjem lesa z radiacijo ali v dielektričnem polju visoke frekvence – izvori sevanja ali plošče kondenzatorjev so nameščene v ohišju sušilne komore;
- diskontinuirano sušenje – izmenjavanje segrevanja pri normalnem tlaku in vakuumiranja kot aktivne faze sušenja v podtlaku (slika št. 3).

 

 

Vse oblike vakuumskega sušenja uvrščamo v šaržne procese. Glede na vlažnostno stanje lesa načrtujemo sušilne programe z močjo sušenja, ki je odvisna od ravnovesnih razmer v komori. Lesna ravnovesna vlažnost v vakuumu (enako velja tudi za visokotemperaturno sušenje pri normalnem tlaku) je odvisna le od razlike temperatur med dejansko doseženo v komori in temperaturo vrelišča, ki ustreza vzpostavljenemu podtlaku (slika št. 4).

 

 

Vzpostavitev nižjega tlaka v sušilni komori omogoča, da poteka sušenje pri nižjih temperaturah. Nižja temperaturna stopnja sušenja omogoča manjšo porabo energije za segrevanje in pregrevanje lesa in vseh naprav, manjše pa so tudi toplotne izgube v okolico. Kljub temu se zaradi povišane izparilne toplote in predvsem povečane potrebe po električni energiji vakuumsko sušenje ne uvršča ravno med energijsko najmanj potratne. Specifična poraba energije na kilogram izločene vode je pri kontaktnem vakuumskem sušenju za 35 do 55 odstotkov večja kot v normalnotemperaturnih konvekcijskih komorskih sušilnicah. Učinkovitost je mogoče povečati z izkoriščanjem odpadne toplote (rekuperacijo), kjer so podatki bolj spodbudni: specifična poraba je manjša za 40, tudi do 80 odstotkov.
Primerjava časov vakuumskega sušenja v primerjavi s časi sušenja v konvencionalnih komorah kaže v prid vakuumskemu, ki je za 30 do 40 odstotkov hitrejše, v kombinaciji s segrevanjem v dielektričnem polju visoke frekvence pa še precej krajše. Zlasti je opazna večja prednost pri debelejših sortimentih bolj občutljivih lesnih vrst, ki po podatkih proizvajalcev (iz komercialnih razlogov so za prakso nekoliko dvomljivi) dosežejo do petkrat krajše čase od časov konvencionalnega sušenja.
Vakuumsko sušenje je pravzaprav sušenje v pregreti pari, le da je zaradi podtlaka temperatura znižana, zato je mnogo bolj prizanesljivo. To je pomembno za sušenje lesnih vrst, ki ne prenesejo visokih temperatur (javor, hrast ...). Zlasti je primerno za sušenje debelejših sortimentov (tudi konstrukcijskega lesa) in gostejših listavcev, medtem ko za tanjše elemente redkejših lesnih vrst ni ekonomsko upravičeno. Pomembno je tudi to, da sušenje poteka ob znatno zmanjšani prisotnosti kisika, kar zmanjšuje možnost obarvanja. V vakuumu se izločijo tudi izparljivi deli smol, ostanki pa kristalizirajo, kar preprečuje poznejše iztekanje smol.
Časi sušenja so kratki, zato omogočajo prilagodljivo proizvodnjo, zlasti ker je vakuumsko sušenje primerno za vse lesne vrste. Velika hiba, če jo smemo tako imenovati, je majhna zmogljivost (od 3 do 20 kubičnih metrov). Z novejšo tehnologijo poskušajo to pomanjkljivost odpraviti, saj gradijo komore tudi z zmogljivostjo do 120 kubičnih metrov. Vakuumsko sušenje trenutno še ni alternativa, temveč le koristna in prilagodljiva dopolnitev.
V vakuumu ni priporočeno sušenje zelo vlažnega lesa, ker nad 50-odstotno vlažnostjo obstaja velika nevarnost kolapsa.
Investicijski stroški vakuumskih komor so precej visoki, prav tako je treba računati na visoke stroške vzdrževanja in obratovanja.

VAKUUMSKO SUŠENJE
Prednosti	Pomanjkljivosti
večja hitrost sušenja Þ kratek čas sušenja primerno za sušenje debelejših sortimentov manjše tveganje obarvanj preprosta postavitev in zagon postrojenja z rekuperacijskimi sistemi dobra energijska učinkovitost prilagodljivost	neprimerno za les z zelo visoko začetno vlažnostjo manjša učinkovitost pri sušenju tanjših in redkejših lesov večje tveganje obarvanja potrebno več znanja za upravljanje večja specifična poraba energije višji investicijski stroški

SUŠENJE V DIELEKTRIČNEM POLJU VISOKE FREKVENCE
Posebnost sušenja v dielektričnem polju visoke frekvence (v praksi imenovano visokofrekvenčno sušenje) je v neposrednem segrevanju lesa, saj je les, postavljen med plošči kondenzatorja, dielektrik. Toplota nastaja v lesu na mestih z višjo vlažnostjo bolj kot v suhih predelih. Intenzivnost segrevanja in dosežena temperatura sta odvisni od lokalne vlažnosti, ki je navadno višja v sredini obdelovancev (slika št. 5).

 

 

 

Značilnost vzpostavljenega temperaturnega polja je, da je temperaturni gradient istosmeren z vlažnostnim, kar izredno ugodno vpliva na pretok vode v lesu. Temperatura v notranjosti navadno preseže vrelišče, zato se močno poviša tudi »notranji« tlak, pri povečani tlačni razliki pa postane pomembna permeabilnost lesnega tkiva (slika št. 6).

 

 

Temperatura na zunanjih površinah se dodatno zniža še zaradi oddajanja toplote v okolico in kondenzacije vodnih par, ki s kapilarnim ali difuzijskim tokom prihajajo iz notranjosti lesa. Na mestih mokrin in tam, kjer se kondenzirajo velike količine vode, se lahko les pregreje. Posledice so napake, kot so obarvanja ali celo pooglenitve oziroma termični razkroj. Do zažiga ali celo »eksplozij« lesa (slika št. 7)

 

 

 

lahko pride tudi pri preveliki jakosti električnega polja, če je v lesu kovina, in pri anomalnih rastnih posebnostih, kot so grče, vrasla skorja, reakcijski les in smolni kanali. Zaradi izredno intenzivnega sušenja so izrazitejše tudi dimenzijske in oblikovne spremembe, pogoste razpoke pa se pojavijo na tangencialnih površinah.
Visokofrekvenčno sušenje uvrščamo med pretočne sisteme (slika št. 8).

 

 

 

Lesne obdelovance nalagamo na kovinski tekoči trak, ki je hkrati tudi elektroda. Druga elektroda je v sušilniku in je nastavljiva po višini. Zaradi intenzivnega izhlapevanja se zrak hitro navlaži, zato ga izmenjujemo z dodatnim ventilatorjem.
Sušenje v dielektričnem polju visoke frekvence je zelo hitro in kakovostno ter primerno za zahtevnejše in debelejše sortimente. Investicijski in obratovalni stroški so visoki, predvsem zaradi velike porabe električne energije.
Visokofrekvenčno sušenje pogosto kombiniramo s postopkom krivljenja. Elemente moramo prej posušiti pod točko nasičenja celičnih sten, pred vstavljanjem v visokofrekvenčne stiskalnice pa še primerno toplotno obdelati.

VISOKOFREKVENČNO SUŠENJE
Prednosti	Pomanjkljivosti
kratek čas sušenja primerno za sušenje debelejših sortimentov, tudi nepravilnih oblik proces je avtomatiziran	visoki stroški sušenja visoki investicijski stroški potrebno je posebno dovoljenje radiodifuzijskih organov (13,56 in 27,12 megaherca) velika poraba električne energije omejene zmogljivosti

izr. prof. dr. Željko Gorišek, univ. dipl. inž. les.
Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo