dřevo živých stromů a čerstvých Polen obsahuje velké množství vody, které často tvoří více než 50% hmotnosti dřeva. Voda má významný vliv na dřevo. Dřevo neustále vyměňuje vlhkost nebo vodu se svým okolím, i když rychlost výměny je silně ovlivněna mírou utěsnění dřeva.

Dřevo obsahuje vodu ve třech formách:

Toaletní voda část vody obsažené v buňce lumina se koná pouze pomocí kapilárních sil. Není vázán chemicky a nazývá se volná voda. Volná voda není ve stejném termodynamickém stavu jako kapalná voda: k překonání kapilárních sil je zapotřebí energie. Kromě toho může volná voda obsahovat chemikálie, které mění vlastnosti sušení dřeva. Vázaná nebo hygroskopická voda vázaná voda je vázána na dřevo pomocí vodíkových vazeb. Přitažlivost dřeva pro vodu vyplývá z přítomnosti volných hydroxylových (OH) skupin v molekulách celulózy, hemicelulóz a ligninu v buněčné stěně. Hydroxylové skupiny jsou záporně nabité. Protože voda je polární kapalina, volné hydroxylové skupiny v celulóze přitahují a zadržují vodu vodíkovou vazbou. Parní voda v buňce lumina ve formě vodní páry je obvykle zanedbatelná při normální teplotě a vlhkosti.

obsah Vlhkostieditovat

obsah vlhkosti dřeva se vypočítá jako změna hmotnosti jako podíl suché hmotnosti podle vzorce (Siau, 1984) :

obsah vlhkosti = m g − m ek m od × 100 % {\displaystyle {\text{obsah vlhkosti}}={\frac {m_{\text{g}}-m_{\text{od}}}{m_{\text{od}}}}\times 100\%}

m g {\displaystyle m_{\text{g}}}

je zelené hmoty dřeva, m od {\displaystyle m_{\text{od}}}

je jeho trouba suchá hmotnost (dosažení konstantní hmotnost obecně po sušení v peci nastavené na 103±2 °C (218±4 °F) po dobu 24 hodin, jak uvádí Walker et al., 1993). Rovnice může být také vyjádřena jako zlomek hmotnosti vody a hmotnosti sušeného dřeva pece spíše než procento. Například 0,59 kg / kg (sušárna) vyjadřuje stejný obsah vlhkosti jako 59% (sušárna).

Vlákna nasycení pointEdit

Tyto IPPC značení na dřevo, palety, uveďte KD: pece-sušené, HT: tepelně ošetřené, a DB: odkorněny. V podstatě veškerý dřevěný obalový materiál vyvážený do členského státu IPPC musí mít takové razítko.

když zelené dřevo vyschne, volná voda z luminy buňky, která je držena pouze kapilárními silami, je první, kdo jde. Fyzikální vlastnosti, jako je pevnost a smrštění, nejsou obecně ovlivněny odstraněním volné vody. Bod nasycení vláken (FSP) je definován jako obsah vlhkosti, při kterém by volná voda měla zcela zmizet, zatímco buněčné stěny jsou nasyceny vázanou vodou. U většiny druhů dřevin je bod nasycení vláken 25 až 30% vlhkosti. Siau (1984) uvádí, že vlákna bodu nasycení X fsp {\displaystyle X_{\text{fsp}}}

(kg/kg) je závislá na teplotě T (°C) podle následující rovnice: X fsp = 0.30 − 0.001 ( T − 20 ) {\displaystyle X_{\text{fsp}}=0.30-0.001(T-20)\;}

(1.2)

Keey et al. (2000) použít jinou definici bodu nasycení vláken (rovnovážný obsah vlhkosti dřeva v prostředí 99% relativní vlhkosti).

Mnoho vlastností dřeva ukazují značné změny jako dřevo se suší pod úrovní bodu nasycení vláken, včetně:

1. objem (v ideálním případě žádné smršťování dochází do některé vázané vody je ztracen, že je, dokud dřevo je sušené níže FSP);
2. strength (silné stránky obecně zvýšit důsledně jako dřevo se suší pod FSP (Desch a Dinwoodie, 1996), s výjimkou dopad-pevnost v ohybu a, v některých případech, houževnatost);
3. elektrický odpor, který se velmi rychle zvyšuje se ztrátou vázané vody, když dřevo zaschne pod FSP.

rovnovážný obsah vlhkostieditovat

dřevo je hygroskopická látka. Má schopnost přijímat nebo uvolňovat vlhkost ve formě páry. Voda obsažená ve dřevě vyvíjí vlastní tlak par, který je určen maximální velikostí kapilár naplněných vodou kdykoli. Pokud je tlak vodní páry v okolním prostoru nižší než tlak par ve dřevě, dochází k desorpci. Největší kapiláry, které jsou v té době plné vody, jsou nejprve prázdné. Tlak par uvnitř dřeva klesá, protože voda je postupně obsažena v menších kapilárách. Nakonec se dosáhne fáze, kdy se tlak par ve dřevě rovná tlaku par v okolním prostoru nad dřevem, a další desorpce přestane. Množství vlhkosti, které zůstává ve dřevě v této fázi, je v rovnováze s tlakem vodní páry v okolním prostoru a nazývá se rovnovážným obsahem vlhkosti nebo EMC (Siau, 1984). Díky své hygroskopičnosti má dřevo tendenci dosahovat obsahu vlhkosti, který je v rovnováze s relativní vlhkostí a teplotou okolního vzduchu.

EMC dřeva se mění s relativní vlhkostí prostředí (funkcí teploty) významně, v menší míře s teplotou. Siau (1984) uvádí, že EMC se také velmi mírně liší podle druhu, mechanického namáhání, historie sušení dřeva,hustoty, obsahu extraktů a směru sorpce ,ve které dochází ke změně vlhkosti (tj.

obsah vlhkosti dřeva v provozuedit

dřevo si po uvedení do provozu zachovává své hygroskopické vlastnosti. Poté je vystavena kolísavé vlhkosti, která je dominantním faktorem při určování její EMC. Tyto výkyvy mohou být víceméně cyklické, jako jsou denní změny nebo roční sezónní změny.

aby se minimalizovaly změny obsahu vlhkosti dřeva nebo pohybu dřevěných předmětů v provozu, dřevo se obvykle suší na obsah vlhkosti, který se blíží průměrným podmínkám EMC, kterým bude vystaveno. Tyto podmínky se liší pro použití v interiéru ve srovnání s exteriérem v dané geografické poloze. Například podle Australské Normy pro Sušení řeziva Kvality (AS/NZS 4787, 2001), EMC se doporučuje 10-12% pro většinu Australských státech, i když extrémních případech jsou až o 15 až 18% na některých místech v Queenslandu, Severního Teritoria, Západní Austrálie a Tasmánie. EMC je však v suchých centrálně vytápěných domech a kancelářích nebo v trvale klimatizovaných budovách až 6 až 7%.

smrštění a bobtnáníedit

smrštění a otok může dojít ve dřevě při změně obsahu vlhkosti (Stamm, 1964). Smršťování nastává, když se obsah vlhkosti snižuje, zatímco otok nastává, když se zvyšuje. Změna hlasitosti není ve všech směrech stejná. Největší rozměrová změna nastává ve směru tangenciálním k růstovým prstencům. Smrštění z dřeň směrem ven, nebo radiálně, je obvykle podstatně méně než tangenciální smršťování, zatímco podélné (podél zrna) smrštění je tak lehké být obvykle opomíjen. Podélné smrštění je 0,1% až 0,3%, na rozdíl od příčných smrštění, což je 2% až 10%. Tangenciální smrštění je často asi dvakrát větší než v radiálním směru,i když u některých druhů je až pětkrát větší. Smrštění je asi 5% až 10% v tangenciálním směru a asi 2% až 6% v radiálním směru (Walker et al ., 1993).

Diferenciální příčné smrštění dřeva souvisí s:

1. střídání pozdě dřevo a brzy dřeva krocích v rámci ročního kruhu;
2. vlivem dřeva paprsky na radiálním směru (Kollmann a Cote, 1968);
3. vlastnosti struktury buněčné stěny, jako jsou modifikace úhlu mikrofibrilu a jámy;
4. chemické složení střední lamely.

sušení Dřeva může být popsán jako umění zajistit, že hrubý dimenzionální změny prostřednictvím smrštění jsou omezeny na proces sušení. V ideálním případě se dřevo suší na rovnovážný obsah vlhkosti, jak bude později (v provozu) dosaženo dřevem. Další rozměrová změna tak bude omezena na minimum.

je pravděpodobně nemožné zcela eliminovat rozměrovou změnu dřeva, ale eliminace změny velikosti může být aproximována chemickou modifikací. Například dřevo může být ošetřeno chemikáliemi, které nahrazují hydroxylové skupiny jinými hydrofobními funkčními skupinami modifikujících činidel (Stamm, 1964). Ze všech existujících procesů byla modifikace dřeva acetanhydridem zaznamenána pro vysokou účinnost proti smršťování nebo proti bobtnání (ASE) dosažitelnou bez poškození dřeva. Acetylace dřeva však byla pomalu komercializována kvůli nákladům, korozi a zachycení kyseliny octové ve dřevě. Existuje rozsáhlý objem literatury týkající se chemické modifikace dřeva (Rowell, 1983, 1991; Kumar, 1994; Haque, 1997).

sušení dřeva je jednou z metod přidávání hodnoty řezaným výrobkům z primárního dřevozpracujícího průmyslu. Podle Australian Forest and Wood Products Research and Development Corporation (FWPRDC), zelené řezané tvrdé dřevo, které se prodává za přibližně 350 dolarů za metr krychlový nebo méně, se při sušení a zpracování zvyšuje na 2 000 dolarů za metr krychlový nebo více. V současné době používané konvenční procesy sušení však často vedou k významným problémům s kvalitou z trhlin, a to jak externě, tak interně, což snižuje hodnotu produktu. Například, v Queenslandu (Anon, 1997), za předpokladu, že 10% sušené měkké dřevo je znehodnocena tím, že 200 dolarů za krychlový metr, protože sušení vady, viděl mlynáři jsou prohrávat o 5 milionů dolarů ročně. V Austrálii by ztráta mohla činit 40 milionů dolarů ročně pro měkké dřevo a stejnou nebo vyšší částku pro tvrdé dřevo. Správné sušení za kontrolovaných podmínek před použitím má tedy velký význam při používání dřeva v zemích, kde se klimatické podmínky v různých ročních obdobích značně liší.

Sušení, pokud se provádí ihned po kácení stromů, také chrání dřevo proti primární kaz, plísňové skvrny a napadení některými druhy hmyzu. Organismy, které způsobují rozklad a skvrny, obecně nemohou prospívat ve dřevě s obsahem vlhkosti pod 20%. Několik, i když ne všichni, hmyzí škůdci mohou žít pouze v zeleném dřevě.

kromě výše uvedených výhod sušení dřeva jsou významné také následující body (Walker et al ., 1993; Desch a Dinwoodie, 1996):

1. sušené dřevo je lehčí a náklady na dopravu a manipulaci jsou sníženy.
2. sušené dřevo je ve většině pevnostních vlastností silnější než zelené dřevo.
3. dřevo pro impregnaci konzervačními látkami musí být řádně vysušeno, má-li být dosaženo správné penetrace, zejména v případě konzervačních látek olejového typu.
4. V oblasti chemické modifikace dřeva a výrobků ze dřeva, materiál by měl být sušené na určitý obsah vlhkosti pro vhodné reakce dojít.
5. suché dřevo obecně funguje, stroje, Povrchové úpravy a lepidla lépe než zelené dřevo (i když existují výjimky; například zelené dřevo se často snadněji otáčí než suché dřevo). Barvy a povrchové úpravy vydrží déle na suchém dřevě.
6. elektrické a tepelně izolační vlastnosti dřeva se zlepšují sušením.

rychlé vysoušení dřeva bezprostředně po kácení proto výrazně vylepšuje a přidává hodnotu surovému dřevu. Sušení umožňuje značné dlouhodobé hospodaření racionalizací využívání dřevařských zdrojů. Sušení dřeva je tedy oblastí pro výzkum a vývoj, které se týkají mnoha výzkumných pracovníků a dřevařských společností po celém světě.

Mechanismy vlhkosti movementEdit

Voda ve dřevě se pohybuje obvykle od zóny vyšší zóny nižší obsah vlhkosti (Walker et al., 1993). Sušení začíná od vnějšku dřeva a pohybuje se směrem ke středu a sušení na vnější straně je také nezbytné k vyloučení vlhkosti z vnitřních zón dřeva. Dřevo následně dosahuje rovnováhy s okolním vzduchem v obsahu vlhkosti.

Vlhkost passagewaysEdit

hnací silou pohybu vlhkosti je chemický potenciál. Není však vždy snadné spojit chemický potenciál ve dřevě s běžně pozorovatelnými proměnnými, jako je teplota a obsah vlhkosti (Keey et al., 2000). Vlhkost dřeva se pohybuje ve dřevě jako kapalina nebo pára přes několik typů průchodů, na základě charakteru hnací síly (např. tlak nebo vlhkost gradient), a rozdíly ve struktuře dřeva (Langrishová a Walker, 1993), jak je vysvětleno v další části o hnací síly pro pohyb vlhkosti. Tyto cesty se skládají z dutiny cévy, vlákna, ray buněk, pit komor a jejich jámy membrány otvory, mezibuněčné prostory a přechodné buněčné stěny chodby.

pohyb vody probíhá v těchto průchodech v libovolném směru, podélně v buňkách, stejně jako bočně od buňky k buňce, dokud nedosáhne bočních sušících ploch dřeva. Vyšší podélná propustnost bělového dřeva z tvrdého dřeva je obecně způsobena přítomností nádob. Laterální propustnost a příčný tok jsou u tvrdých dřevin často velmi nízké. Cévy v tvrdé dřevo jsou někdy blokován přítomností listy a/nebo tím, že vylučuje gumy a pryskyřice v některých jiných druhů, jak bylo zmíněno dříve. Přítomnost guma žíly, tvorba, která je často výsledkem přirozenou ochrannou reakci stromů na zranění, je běžně pozorována na povrchu řezané desky z nejvíce eucalypts. I přes obecně vyšší objemové frakce záření v lesních dřevin (obvykle 15% objemu dřeva), paprsky jsou zvláště účinné v radiální tok, ani jamky na radiální plochy vláken efektivní v tangenciální tok (Langrishová a Walker, 1993).

prostor pro pohyb vlhkosti

dostupný prostor pro vzduch a vlhkost ve dřevě závisí na hustotě a pórovitosti dřeva. Pórovitost je objemový zlomek prázdného prostoru v pevné látce. Uvádí se, že pórovitost je 1, 2 až 4, 6% suchého objemu stěny dřevěných buněk (Siau, 1984). Na druhé straně je propustnost měřítkem snadnosti, s jakou jsou tekutiny transportovány porézní pevnou látkou pod vlivem některých hnacích sil, např. kapilárního tlakového gradientu nebo gradientu vlhkosti. Je zřejmé, že pevné látky musí být porézní, aby byly propustné, ale nemusí nutně vyplývat, že všechna porézní tělesa jsou propustná. Propustnost může existovat pouze tehdy, jsou-li prázdné prostory propojeny otvory. Například tvrdé dřevo může být propustné, protože v membránách dochází k zásahu s otvory (Keey et al ., 2000). Pokud jsou tyto membrány uzavřeny nebo zakryty, nebo pokud jsou jámy nasávány, dřevo předpokládá strukturu uzavřených buněk a může být prakticky nepropustné. Hustota je také důležitá pro nepropustná tvrdá dřeva, protože na jednotku vzdálenosti prochází více materiálu buněčné stěny, což nabízí zvýšenou odolnost proti difúzi (Keey et al., 2000). Proto lehčí lesy, obecně, schnou rychleji než těžší lesy. Transport tekutin je často hromadný tok (přenos hybnosti) pro propustná měkká dřeva při vysoké teplotě, zatímco difúze nastává pro nepropustná tvrdá dřeva(Siau, 1984). Tyto mechanismy jsou popsány níže.

Hnací síly pro vlhkost movementEdit

Tři hlavní hnací síly se používá v jiné verzi difuzní modely jsou vlhkost, parciální tlak vodní páry, a chemický potenciál (Skaar, 1988; Keey et al., 2000). Jsou zde diskutovány, včetně kapilárního působení, což je mechanismus volného transportu vody v propustných měkkých lesích. Celkový tlakový rozdíl je hnací silou při vakuovém sušení dřeva.

kapilární působeníedit

kapilární síly určují pohyby (nebo nepřítomnost pohybu) volné vody. Je to způsobeno jak přilnavostí, tak soudržností. Adheze je přitažlivost mezi vodou k jiným látkám a soudržnost je přitažlivost molekul ve vodě k sobě navzájem.

Jako dřevo vyschne, odpařování vody z povrchu nastaví kapilární síly, které působí vytáhnout na volnou vodu v zónách dřeva pod povrchem. Když již není žádná volná voda v kapilárních silách dřeva, již nejsou důležité.

obsah Vlhkosti differencesEdit

chemický potenciál je zde vysvětleno, protože je to skutečný hnací silou pro dopravu vody v obou kapalných a plynných fází do dřeva (Siau, 1984). Gibbsova volná energie na mol látky je obvykle vyjádřena jako chemický potenciál (Skaar, 1933). Chemický potenciál nenasyceného vzduchu nebo dřeva pod bodem nasycení vláken ovlivňuje sušení dřeva. Rovnováha nastane při rovnovážném obsahu vlhkosti (jak je definováno dříve) dřeva, když se chemický potenciál dřeva rovná potenciálu okolního vzduchu. Chemický potenciál sorbované vody je funkcí obsahu vlhkosti dřeva. Proto je gradient vlhkosti dřeva (mezi povrchem a středem), nebo konkrétněji aktivity, doprovázen gradientem chemického potenciálu za izotermických podmínek. Vlhkost se bude redistribuovat po celém dřevě, dokud nebude chemický potenciál jednotný, což má za následek gradient nulového potenciálu v rovnováze (Skaar, 1988). Tok vlhkosti snaží dosáhnout rovnovážného stavu předpokládá, že je úměrný rozdíl v chemickém potenciálu a nepřímo úměrná délce dráhy, po které potenciální rozdíl akty (Keey et al., 2000).

gradient v chemickém potenciálu souvisí s gradientem obsahu vlhkosti, jak je vysvětleno ve výše uvedených rovnicích (Keey et al., 2000). Difúzní model využívající gradient obsahu vlhkosti jako hnací sílu byl úspěšně aplikován Wu (1989) a Doe et al. (1994). Ačkoli dohody mezi vlhkost-obsah profily předpovídal difúzní model založený na vlhkosti, obsahu gradientů je lepší nižší obsah vlhkosti než na vyšších, není tam žádný důkaz navrhnout, že tam jsou výrazně odlišné vlhkosti-transportní mechanismy pracující při vyšší vlhkosti obsah tohoto dřeva. Jejich pozorování jsou v souladu s dopravním procesem, který je poháněn celkovou koncentrací vody. Difuzní model je použit pro tuto práci na základě tohoto empirického důkazu, že gradient vlhkosti je hnací silou pro sušení tohoto typu nepropustného dřeva.

Rozdíly v obsahu vlhkosti mezi povrchem a středem (gradient, chemické potenciální rozdíl mezi rozhraním a hromadné) přesunout vázané vody přes malé průchody v buněčné stěně difúzí. Ve srovnání s kapilárním pohybem je difúze pomalý proces. Difúze je obecně navrhovaný mechanismus pro sušení nepropustných tvrdých dřev (Keey et al., 2000). Kromě toho, vlhkosti migruje pomalu vzhledem k tomu, že výtažky plug malé buněčné stěny otvory v jádrové dřevo. To je důvod, proč bělové dřevo obecně schne rychleji než jádrové dřevo za stejných podmínek sušení.

Vlhkost směry pohybu pro diffusionEdit

uvádí se, že poměr podélného na příčný (radiální a tangenciální) difúze na dřevo se pohybuje od asi 100 při vlhkosti 5%, 2-4 při vlhkosti 25% (Langrishová a Walker, 1993). Radiální difúze je poněkud rychlejší než tangenciální difúze. Ačkoli podélná difúze je nejrychlejší, má praktický význam pouze při sušení krátkých kusů. Obecně jsou dřevěné desky mnohem delší než šířka nebo tloušťka. Například typická velikost zelené desky použité pro tento výzkum byla 6 m dlouhá, 250 mm široká a 43 mm tlustá. Pokud jsou desky čtvrtiny, pak bude šířka v radiálním směru, zatímco tloušťka bude v tangenciálním směru, a naopak pro prosté řezané desky. Většina vlhkosti je odstraněna ze dřeva bočním pohybem během sušení.

Důvody pro rozkoly a trhlin při sušení řeziva a jejich controlEdit

hlavní problém zkušenosti v sušení dřeva je tendence své vnější vrstvy vyschnout rychleji než vnitřní z nich. Pokud se tyto vrstvy nechají zaschnout mnohem pod bodem nasycení vláken, zatímco interiér je stále nasycený, jsou nastavena napětí (nazývaná sušicí napětí), protože smrštění vnějších vrstev je omezeno mokrým interiérem (Keey et al., 2000). Dochází k prasknutí v tkáních dřeva a následně k prasklinám a prasklinám, pokud tato napětí přesahují pevnost zrna (vazba vláken na vlákna).

úspěšné kontrole sušení vady v procesu sušení spočívá v udržování rovnováhy mezi mírou odpařování vlhkosti z povrchu a rychlost pasivního pohybu vlhkosti z vnitřku dřeva. Způsob, jakým lze sušení kontrolovat, bude nyní vysvětlen. Jeden z nejúspěšnějších způsobů sušení dřeva nebo koření by sušárny, kde dřevo je umístěno do pece prostoru v hromadách a sušené ve vodě a uvolňující parní pomalu.

Vliv teploty, relativní vlhkost a rychlost vzduchu circulationEdit

vnější podmínky sušení (teplota, relativní vlhkost a rychlost proudění vzduchu) kontrola vnější okrajové podmínky pro sušení, a tím i rychlost sušení, stejně jako ovlivňující rychlost vnitřní vlhkost pohybu. Rychlost sušení je ovlivněna vnějšími podmínkami sušení (Walker et al ., 1993; Keey a kol., 2000), jak bude nyní popsáno.

teplota pokud je relativní vlhkost udržována konstantní, čím vyšší je teplota, tím vyšší je rychlost sušení. Teplota ovlivňuje rychlost sušení zvýšením kapacity zadržování vlhkosti vzduchu a také zrychlením rychlosti difúze vlhkosti dřevem.

skutečná teplota v sušící peci je suchého teploměru teplota (obvykle označován Tg), což je teplota par směsi plynů stanovena vložením teploměr s suchého teploměru. Na druhé straně je teplota mokré baňky (TW) definována jako teplota dosažená malým množstvím kapaliny odpařující se ve velkém množství směsi nenasyceného vzduchu a páry. Teploty se snímacím prvkem tohoto teploměru je vlhký s porézní tkaniny rukáv (látka) obvykle dát do nádrže čisté vody. Je zapotřebí minimální průtok vzduchu 2 m/s, aby se zabránilo zóně stagnující tvorby vlhkého vzduchu kolem pouzdra (Walker et al ., 1993). Protože vzduch prochází přes mokré pouzdro, voda se odpařuje a ochlazuje teploměr s mokrou žárovkou. Rozdíl mezi teplotou suché a mokré žárovky, deprese mokré žárovky, se používá ke stanovení relativní vlhkosti ze standardního hygrometrického grafu (Walker et al ., 1993). Vyšší rozdíl mezi teplotou suché a mokré žárovky indikuje nižší relativní vlhkost. Pokud je například teplota suché baňky 100 °C a teplota mokré baňky 60 °C, pak se relativní vlhkost odečte jako 17% z hygrometrického grafu. Relativní vlhkost vzduchu relativní vlhkost vzduchu je definována jako parciální tlak vodní páry rozděleny podle tlaku nasycených par při stejné teplotě a celkovém tlaku (Siau, 1984). Pokud je teplota udržována konstantní, nižší relativní vlhkost za následek vyšší sušení sazeb v důsledku zvýšené vlhkosti sklonem do dřeva, vyplývající ze snížení obsahu vlhkosti v povrchových vrstvách, když relativní vlhkost vzduchu je snížena. Relativní vlhkost je obvykle vyjádřena v procentech. Pro sušení, druhá zásadní parametr týkající se relativní vlhkosti je absolutní vlhkost, což je hmotnost vodní páry na jednotku hmotnosti suchého vzduchu (kg vody na kg suchého vzduchu). Nicméně, jeho ovlivněna množstvím vody v ohřátém vzduchu. Rychlost cirkulace vzduchu doba sušení a kvalita dřeva závisí na rychlosti vzduchu a jeho rovnoměrné cirkulaci. Při konstantní teplotě a relativní vlhkosti vzduchu, nejvyšší rychlost sušení se získá rychlý oběh vzduchu přes povrch dřeva, které poskytují rychlé odstranění vlhkosti odpařující se z dřeva. Nicméně, vyšší rychlost sušení není vždy žádoucí, zejména pro nepropustné tvrdých dřev, protože vyšší sušení sazby vyvíjet větší pnutí, které může způsobit, že dřevo na crack nebo narušit. Při velmi nízké rychlosti ventilátoru, méně než 1 m/s, průtok vzduchu přes zásobník je často laminární proudění a přenos tepla mezi dřevo povrch a pohybující se proud vzduchu není příliš efektivní (Walker et al., 1993). Nízká účinnost (externě) přenos tepla není nutně problém, pokud se vnitřní vlhkost hnutí je klíčové omezení pohybu vlhkosti, jak je to pro většinu tvrdých dřev (Pordage a Langrishová, 1999).

Klasifikace dřeva pro dryingEdit

trámy jsou klasifikovány takto podle jejich snadné sušení a jejich náchylnost k sušení snížit:

Vysoce žáruvzdorné lese Tyto lesy jsou pomalé a obtížné vysušit, pokud konečný produkt je být bez vad, zejména praskliny a trhliny. Příklady jsou těžké strukturální dřeva s vysokou hustotou, jako jsou ironbark (Eukalyptus paniculata), blackbutt (E. pilularis), jižní modrá guma (E. globulus) a kartáč box (Lophostemon cofertus). Pro dosažení nejlepších výsledků vyžadují značnou ochranu a péči proti podmínkám rychlého sušení (Bootle, 1994). Středně žáruvzdorné lesy tyto trámy vykazují mírnou tendenci k praskání a rozštěpení během koření. Mohou být ochuceny bez vad s mírně rychlými podmínkami sušení (tj. lze použít maximální teplotu suché baňky 85 °C). Příkladem jsou Sydney blue gum (e. saligna) a další dřevo střední hustoty (Bootle, 1994), které jsou potenciálně vhodné pro nábytek. Non-žáruvzdorné lese lese může být rychle ostřílený být bez vad, dokonce i za použití vysoké teploty (suchého teploměru teplotách více než 100 °C) v průmyslových pecích. Pokud nejsou rychle vysušeny, může se na povrchu vyvinout změna barvy (modrá skvrna) a plísně. Příkladem jsou měkké dřevo a dřevo s nízkou hustotou, jako je Pinus radiata.

ModelEdit

rychlost, při které se dřevo vysušuje, závisí na řadě faktorů, z nichž nejdůležitější jsou teplota, rozměry dřeva, a relativní vlhkost vzduchu. Simpson a Tschernitz vyvinuli jednoduchý model sušení dřeva jako funkci těchto tří proměnných. Ačkoli analýza byla provedena pro červený dub, postup může být aplikován na jakýkoli druh dřeva úpravou konstantních parametrů modelu.

Jednoduše řečeno, tento model předpokládá, že rychlost změny obsahu vlhkosti M s ohledem na čas t je úměrná tomu, jak daleko vzorek dřeva je z jeho rovnovážné vlhkosti obsah M e {\displaystyle M_{e}}

, který je funkcí teploty T a relativní vlhkosti h: d M d t = − M − M e τ {\displaystyle {\frac {dM}{dt}}=-{\frac {M-M_{e}}{\tau }}}

kde τ {\displaystyle \tau }

je funkcí teploty T a typické dřevo rozměr L a jednotky času. Typické dřevo rozměr je zhruba nejmenší hodnotu ( L, r , L t , L L / 10 {\displaystyle L_{r},\,L_{t},\,L_{L}/10}

), které jsou radiální, tangenciální a podélný rozměr, respektive, v palcích, s podélný rozměr děleno deseti, protože voda se šíří asi 10 krát rychleji v podélném směru (podél zrna), než v příčné rozměry. Řešení výše uvedené rovnice je: M − M e M 0 − M e = e − t τ {\displaystyle {\frac {M-M_{e}}{M_{0}-M_{e}}}=e^{-{\frac {t}{\tau }}}}

Kde M 0 {\displaystyle M_{0}}

je počáteční obsah vlhkosti. Bylo zjištěno, že pro dřevo z červeného dubu byla „časová konstanta“ τ {\displaystyle \ tau }

dobře vyjádřena jako: τ = L n + b p sat ( T ) {\displaystyle \tau ={\frac {L^{n}}{a+bp_{\text{sat}}(T)}}}

kde a, b a n jsou konstanty a p sat ( T ) {\displaystyle p_{\text{sat}}(T)}

je saturační tlak par vody při teplotě T. Pro čas měří ve dnech, délka v palcích, a p sat {\displaystyle p_{\text{sat}}}

měří v mmHg, následující hodnoty konstanty byly zjištěny pro červené dubové dřevo. a = 0,0575 b = 0,00142 n = 1,52

řešení pro dobu schnutí:

t = − τ ln ⁡ ( M − M e M 0 − M e ) = − L n a + b p sat ( T ) ln ⁡ ( M − M e M 0 − M e ) {\displaystyle t=-\tau \,\ln \left({\frac {M-M_{e}}{M_{0}-M_{e}}}\right)={\frac {L^{n}}{a+bp_{\text{sat}}(T)}}\,\ln \left({\frac {M-M_{e}}{M_{0}-M_{e}}}\right)}

například, při 150 °F, pomocí Arden Buck rovnice, saturační tlak par vody je zjištěno, že být o 192 mm hg (25,6 kPa). Časové konstanty pro sušení 1-palec-tlusté (25 mm), dub červený deska na 150 °F je pak τ = 3.03 {\displaystyle \tau =3.03}

dní, což je čas potřebný ke snížení obsahu vlhkosti na 1/e = 37% své původní odchylku od rovnováhy. Pokud je relativní vlhkost 0,50, pak pomocí rovnice Hailwood-Horrobin je obsah vlhkosti dřeva v rovnováze asi 7,4%. Doba snížení řeziva z 85% vlhkosti na 25% vlhkosti je pak asi 4,5 dne. Vyšší teploty přinesou rychlejší doby schnutí, ale také vytvoří větší napětí ve dřevě, protože gradient vlhkosti bude větší. U palivového dříví to není problém, ale pro dřevozpracující účely způsobí vysoké napětí, že dřevo praskne a bude nepoužitelné. Normální sušení krát získat minimální koření kontroly (trhliny) v 25 mm (1 palec nebo 4/4 dřevo) Dub Červený se pohybuje v rozmezí od 22 do 30 dnů, a v 8/4, (50 mm nebo 2 palce) to se bude pohybovat v rozmezí od 65 do 90 dnů.