木材乾燥における真空ポンプとシステムの使用

真空システムは、乾燥プロセス中に、加熱装置と排気ファンの両方の役割を果たします。

真空環境の構築と維持：これは基本的な機能であり、低温沸騰と圧力差駆動力の条件を作り出します。

非凝縮性ガスの除去：主に木材細胞内の空洞から空気を除去し、シールから侵入する可能性のある空気も除去します。これらのガスは凝縮せず、空間を占有し、真空レベルに影響を与えるため、継続的に排出する必要があります。

凝縮性水蒸気の除去：これが主な負荷です。真空ポンプは、木材から蒸発する大量の水蒸気を乾燥室から速やかに除去し、安定した低圧環境を維持する必要があります。

木材乾燥では、乾燥プロセスと装置に応じて、真空ポンプの構成は主に 2 つのパターンに従います。

1. 間欠的（循環的）真空乾燥

これは最も一般的なモードです。乾燥プロセスは、加熱（ああああ）と真空（ああああ）の段階を繰り返します。

ワークフロー:

加熱段階：真空ポンプはオフです。温水または蒸気が加熱プラテンを循環し、木材に熱を伝えます。チャンバー内の圧力が上昇し（大気圧よりわずかに高い場合もあります）、熱が木材に浸透して水分を加熱します。

真空段階：加熱が停止します。真空ポンプが始動し、チャンバー内の圧力が目標の真空レベルまで急速に低下します。低圧状態下では、木材内部の過熱水分が瞬時に蒸発し、圧力差によって急速に排出されます。

サイクルの繰り返し: 木材が目標の水分含有量に達するまで、"熱 - 真空"サイクルが複数回繰り返されます。

真空ポンプの要件:

高速ポンピング: 短時間でチャンバー圧力を大気圧から目標真空まで急速に下げ、各サイクルの継続時間を短縮するために必要です。

大量の水蒸気を処理する能力: 真空の各段階で大量の水蒸気が放出されます。

一般的なポンプの種類:

動作原理: ルーツポンプはポンピング速度が非常に速いですが、ガスを大気圧まで圧縮するだけでは不十分です。必要な逆圧を供給するには、逆圧ポンプとして液体リングポンプまたはスクリューポンプが必要です。

利点：必要な真空範囲内で、システムの排気速度は単一のポンプよりもはるかに速く、排気時間を大幅に短縮し、乾燥効率を向上させます。エネルギー消費も比較的少なくて済みます。

デメリット: 初期投資が高く、システムが複雑です。

利点：シンプルな構造、堅牢性と耐久性を備え、多量の水蒸気を含む媒体を直接処理でき、湿気に強く、少量のおがくずを吸い込んでも損傷しにくい。比較的低コスト。

デメリット: 到達真空度は水温によって制限され (通常 -94 kPa 程度)、エネルギー消費量が多くなり、サービス水を継続的に供給する必要があり、温水が生成されます。

液封式真空ポンプ: これは非常に古典的で、よく使われる選択肢です。

ルーツブロワー + バックアップポンプ システム: 大規模で効率的な工業用乾燥装置の場合、これは優れたオプションです。

2. 連続真空乾燥

このモードでは、加熱と真空の適用が同時に連続的に行われます。通常、特別な加熱システム（例：高周波／マイクロ波加熱、または真空環境で有効な熱源）が必要です。

真空ポンプの要件:

水蒸気や非凝縮性ガスを継続的かつ安定的に除去する必要があります。

連続運転のため、ポンプの信頼性と耐久性は非常に重要です。

一般的なポンプの種類:

利点：ポンプ室内に作動流体が存在せず、水蒸気に対して完全な耐性を持つため、油の乳化や水による汚染といった問題を回避できます。メンテナンス間隔が長く、信頼性の高い動作を実現します。液封ポンプよりもエネルギー消費量が少ないです。

デメリット: 初期投資コストが最も高い。

ドライスクリュー真空ポンプ: この連続モードでは大きな利点があります。

大型液封ポンプ：この作業も対応可能ですが、長期的な水と電気の消費量、温水の排出を考慮する必要があります。