tømmeret av levende trær og friske stokker inneholder en stor mengde vann som ofte utgjør over 50% av treets vekt. Vann har en betydelig innflytelse på tre. Tre utveksler kontinuerlig fuktighet eller vann med omgivelsene, selv om valutakursen er sterkt påvirket av i hvilken grad treet er forseglet.

Tre inneholder vann i tre former:

Fritt vann hovedparten av vannet i cellen lumina holdes bare av kapillære krefter. Det er ikke bundet kjemisk og kalles fritt vann. Fritt vann er ikke i samme termodynamiske tilstand som flytende vann: energi er nødvendig for å overvinne kapillærkreftene. Videre kan fritt vann inneholde kjemikalier, og endre tørkeegenskapene til tre. Bundet eller hygroskopisk Vann Bundet vann er bundet til treet via hydrogenbindinger. Tiltrengningen av tre for vann stammer fra tilstedeværelsen av frie hydroksyl (OH) grupper i cellulose, hemicelluloser og ligninmolekyler i celleveggen. Hydroksylgruppene er negativt ladet. Fordi vann er en polar væske, tiltrekker de frie hydroksylgruppene i cellulose og holder vann ved hydrogenbinding. Dampvann i celle lumina i form av vanndamp er normalt ubetydelig ved normal temperatur og fuktighet.

fuktighetsinnhold

fuktighetsinnholdet i tre beregnes som masseendringen som en andel av tørrmassen, med formelen (Siau, 1984):

fuktighetsinnhold = m g − m od m od × 100 % {\displaystyle {\text{fuktighetsinnhold}}={\frac {m_{\text{g}}-m_{\text{od}} {m_{\text{od}} {m_ {\text{od}}\ ganger 100\%}

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

tre, m od {\displaystyle m_ {\text{od}}}

er dens ovn tørr masse (oppnåelsen av konstant masse vanligvis etter tørking i en ovn satt til 103±2 °C (218±4 °F) i 24 timer som nevnt av Walker et al., 1993). Ligningen kan også uttrykkes som en brøkdel av massen av vannet og massen av ovnen tørt tre i stedet for en prosentandel. For eksempel uttrykker 0,59 kg/kg (ovnstørr basis) samme fuktighetsinnhold som 59% (ovnstørr basis).

fiber metning pointEdit

når grønt tre tørker, er fritt vann fra cellen lumina, som bare holdes av kapillærkreftene, det første som går. Fysiske egenskaper, som styrke og krymping, påvirkes vanligvis ikke av fjerning av fritt vann. Fibermetningspunktet (fsp) er definert som fuktighetsinnholdet der fritt vann skal være helt borte, mens celleveggene er mettet med bundet vann. I de fleste typer skog er fibermetningspunktet på 25 til 30% fuktighetsinnhold. Siau (1984) rapporterte at fibermetningspunktet X fsp {\displaystyle x_{\text{fsp}}}

(kg/kg) er avhengig av temperaturen T (°C) i henhold til følgende ligning: X fsp = 0,30 − 0,001 ( T − 20 ) {\displaystyle x_{\text{fsp}}=0,30-0,001(t-20)\;}

(1,2)

keey et al. (2000) bruk en annen definisjon av fibermetningspunktet(likevektsfuktighet i tre i et miljø med 99% relativ fuktighet).

mange egenskaper av tre viser betydelig endring ettersom treet tørkes under fibermetningspunktet, inkludert:

1. volum (ideelt sett skjer det ingen krymping før noe bundet vann går tapt, det vil si til tre tørkes under FSP);
2. styrke (styrken øker vanligvis konsekvent ettersom treet tørkes under FSP (Desch og Dinwoodie, 1996), bortsett fra støtbøyningsstyrke og i noen tilfeller seighet);
3. elektrisk resistivitet, som øker veldig raskt med tap av bundet vann når treet tørker under FSP.

Equilibrium moisture contentEdit

Tre er et hygroskopisk stoff. Den har evnen til å ta inn eller avgi fuktighet i form av damp. Vann som finnes i tre utøver damptrykk av seg selv, som bestemmes av den maksimale størrelsen på kapillærene fylt med vann til enhver tid. Hvis vanndamptrykket i det omgivende rom er lavere enn damptrykket i tre, finner desorpsjon sted. De største kapillærene, som er fulle av vann på den tiden, tømmes først. Damptrykk i treet faller som vann er suksessivt inneholdt i mindre kapillærer. Et stadium blir til slutt nådd når damptrykk i treet er lik damptrykk i omgivende rom over treet, og ytterligere desorpsjon opphører. Mengden fuktighet som forblir i treet på dette stadiet er i likevekt med vanndamptrykk i omgivelsene, og kalles likevektsfuktighet eller EMC (Siau, 1984). På grunn av sin hygroskopisitet har tre en tendens til å nå et fuktighetsinnhold som er i likevekt med den relative fuktigheten og temperaturen i omgivende luft.

emc av tre varierer med den omgivende relative fuktigheten (en funksjon av temperatur) betydelig, i mindre grad med temperaturen. Siau (1984) rapporterte AT EMC også varierer svært lite med arter, mekanisk stress, tørkehistorie av tre, tetthet, ekstraktiverinnhold og sorpsjonsretningen der fuktighetsendringen finner sted (dvs.adsorpsjon eller desorpsjon).

Fuktighetsinnhold i tre i serviceEdit

Tre beholder sine hygroskopiske egenskaper etter at Det er tatt i bruk. Den blir så utsatt for svingende fuktighet, den dominerende faktoren for å bestemme SIN EMC. Disse svingningene kan være mer eller mindre sykliske, for eksempel daglige endringer eller årlige sesongmessige endringer.

for å minimere endringene i treets fuktighetsinnhold eller bevegelsen av treobjekter i bruk, tørkes tre vanligvis til et fuktighetsinnhold som er nær de gjennomsnittlige EMC-forholdene som det vil bli utsatt for. Disse forholdene varierer for innvendig bruk sammenlignet med utvendig bruk i en gitt geografisk plassering. For Eksempel, I Henhold Til Den Australske Standarden For Tørkekvalitet Av Tømmer (AS/NZS 4787, 2001), ANBEFALES EMC å være 10-12% for de Fleste Australske stater, selv om ekstreme tilfeller er opptil 15 til 18% for Noen steder I Queensland, Northern Territory, Western Australia og Tasmania. IMIDLERTID ER EMC så lav som 6 til 7% i tørre sentralt oppvarmede hus og kontorer eller i permanent klimatiserte bygninger.

Krymping og hevelserediger

Krymping og hevelse kan oppstå i tre når fuktighetsinnholdet endres (Stamm, 1964). Krymping oppstår når fuktighetsinnholdet minker, mens hevelse finner sted når det øker. Volumendring er ikke lik i alle retninger. Den største dimensjonsendringen skjer i en retning som er tangentiell til årringene. Krymping fra margen utover, eller radialt, er vanligvis betydelig mindre enn tangentiell krymping, mens langsgående (langs korn) krymping er så liten som å bli vanligvis neglisjert. Den langsgående krympingen er 0,1% til 0,3%, i motsetning til tverrgående krympinger, som er 2% til 10%. Tangentiell krymping er ofte omtrent dobbelt så stor som i radial retning, selv om det i noen arter er så mye som fem ganger så stor. Krympingen er ca 5% til 10% i tangentiell retning og ca 2% til 6% i radial retning (Walker et al., 1993).

Differensial transversal krymping av tre er relatert til:

1. vekslingen av sen tre og tidlig tre trinn i den årlige ringen;
2. påvirkning av tre stråler på radial retning (Kollmann Og Cote, 1968);
3. funksjonene i celleveggstrukturen som mikrofibrilvinkelmodifikasjoner og groper;
4. den kjemiske sammensetningen av midtlamellen.

tre tørking kan beskrives som kunsten å sikre at brutto dimensjonale endringer gjennom krymping er begrenset til tørkeprosessen. Ideelt sett er tre tørket til at likevekt fuktighetsinnhold som senere (i tjeneste) oppnås ved treet. Dermed vil ytterligere dimensjonsendring holdes til et minimum.

det er sannsynligvis umulig å fullstendig eliminere dimensjonsendring i tre, men eliminering av endring i størrelse kan tilnærmes ved kjemisk modifikasjon. For eksempel kan tre behandles med kjemikalier for å erstatte hydroksylgruppene med andre hydrofobe funksjonelle grupper av modifiserende midler (Stamm, 1964). Blant alle eksisterende prosesser, tre modifikasjon med eddiksyre anhydrid har vært kjent for høy anti-krympe eller anti-swell effektivitet (ASE) oppnåelig uten skade på tre. Acetylering av tre har imidlertid vært langsom å bli kommersialisert på grunn av kostnadene, korrosjon og innfanging av eddiksyre i tre. Det er et omfattende volum litteratur knyttet til kjemisk modifikasjon av tre (Rowell, 1983, 1991; Kumar, 1994; Haque, 1997).

Tørking av tømmer Er en metode for å tilføre verdi til sagte produkter fra den primære treforedlingsindustrien. Ifølge Australian Forest And Wood Products Research And Development Corporation (FWPRDC), grønn saget løvtre, som selges på ca $350 per kubikkmeter eller mindre, øker i verdi til $2000 per kubikkmeter eller mer med tørking og behandling. Men i dag brukes konvensjonelle tørkeprosesser ofte resultere i betydelige kvalitetsproblemer fra sprekker, både eksternt og internt, redusere verdien av produktet. For Eksempel, I Queensland (Anon, 1997), under forutsetning av at 10% av tørket bartre er devaluert med $200 per kubikkmeter på grunn av tørking defekter, så millers mister ca $5 millioner i året. I Australia, tapet kan være $ 40 millioner i året for bartre og en lik eller høyere beløp for løvtre. Dermed er riktig tørking under kontrollerte forhold før bruk av stor betydning i tømmerbruk, i land der klimatiske forhold varierer betydelig på ulike tider av året.

Tørking, hvis utført umiddelbart etter felling av trær, beskytter også tømmer mot primær forfall, sopp flekk og angrep av visse typer insekter. Organismer, som forårsaker forfall og flekker, kan vanligvis ikke trives i tømmer med et fuktighetsinnhold under 20%. Flere, men ikke alle, skadedyr kan bare leve i grønt tømmer.

i tillegg til de ovennevnte fordelene ved tørking av tømmer, er følgende punkter også signifikante (Walker et al., 1993; Desch og Dinwoodie, 1996):

1. Tørket tømmer er lettere, og transport – og håndteringskostnadene reduseres.
2. Tørket tømmer er sterkere enn grønt tømmer i de fleste styrkeegenskaper.
3. Tømmer for impregnering med konserveringsmidler må tørkes riktig hvis riktig penetrasjon skal oppnås, spesielt i tilfelle av oljetype konserveringsmidler.
4. innen kjemisk modifikasjon av tre og treprodukter, bør materialet tørkes til et visst fuktighetsinnhold for at de aktuelle reaksjonene skal oppstå.
5. Tørt tre generelt fungerer, maskiner, utførelser og lim bedre enn grønt tømmer (selv om det finnes unntak; for eksempel er grønt tre ofte lettere å snu enn tørt tre). Maling og finish varer lenger på tørt tømmer.
6. de elektriske og termiske isolasjonsegenskapene til tre forbedres ved tørking.

Rask tørking av tre umiddelbart etter felling derfor betydelig oppgraderinger og tilfører verdi til rå tømmer. Tørking muliggjør betydelig langsiktig økonomi ved å rasjonalisere bruken av tømmerressurser. Tørking av tre er dermed et område for forskning og utvikling, som angår mange forskere og tømmerfirmaer rundt om i verden.

Mekanismer for fuktbevegelserediger

Vann i tre beveger seg normalt fra soner av høyere til soner med lavere fuktighetsinnhold (Walker et al., 1993). Tørking starter fra utsiden av treet og beveger seg mot midten, og tørking på utsiden er også nødvendig for å utvise fuktighet fra treets indre soner. Tre oppnår deretter likevekt med omgivende luft i fuktighetsinnhold.

Fuktighetspassasjerediger

drivkraften til fuktbevegelse er kjemisk potensial. Det er imidlertid ikke alltid lett å relatere kjemisk potensial i tre til vanlige observerbare variabler ,for eksempel temperatur og fuktighetsinnhold (Keey et al., 2000). Fuktighet i tre beveger seg i treet som væske eller damp gjennom flere typer passasjer, basert på drivkraftens natur (f.eks. trykk eller fuktighetsgradient), og variasjoner i trekonstruksjon (Langrish og Walker, 1993), som forklart i neste avsnitt om drivkrefter for fuktbevegelse. Disse veiene består av hulrom i karene, fibre, stråleceller, pitkamre og deres pitmembranåpninger, intercellulære rom og forbigående celleveggpassasjer.

Bevegelse av vann foregår i disse passasjer i alle retninger, langsgående i cellene, så vel som lateralt fra celle til celle til den når de laterale tørkeflatene av treet. Den høyere langsgående permeabilitet av yteved av løvtre er vanligvis forårsaket av tilstedeværelsen av fartøy. Den laterale permeabiliteten og tverrstrømmen er ofte svært lav i hardtre. Fartøyene i hardtre er noen ganger blokkert av tilstedeværelsen av tyloses og / eller ved å utskille tannkjøtt og harpiks i noen andre arter, som nevnt tidligere. Tilstedeværelsen av tannkjøttårer, hvor dannelsen ofte er et resultat av naturlig beskyttende respons av trær til skade, blir ofte observert på overflaten av sagte brett av de fleste eukalypter. Til tross for den generelt høyere volumfraksjonen av stråler i hardtre (typisk 15% av trevolumet), er strålene ikke spesielt effektive i radial strømning, og heller ikke er gropene på de radiale overflatene av fibre effektive i tangentiell strømning (Langrish og Walker, 1993).

fuktighetsbevegelsesromrediger

tilgjengelig plass for luft og fuktighet i tre avhenger av tetthet og porøsitet av tre. Porøsitet er volumfraksjonen av tomrom i et fast stoff. Porøsiteten rapporteres å være 1,2 til 4,6% av tørrvolumet av trecellevegg (Siau, 1984). På den annen side er permeabilitet et mål på hvor enkelt væsker transporteres gjennom et porøst fast stoff under påvirkning av noen drivkrefter, for eksempel kapillærtrykkgradient eller fuktighetsgradient. Det er klart at faste stoffer må være porøse for å være permeable, men det følger ikke nødvendigvis at alle porøse legemer er permeable. Permeabilitet kan bare eksistere hvis tomromene er sammenkoblet med åpninger. For eksempel kan et hardved være permeabelt fordi det er intervessel pitting med åpninger i membranene (Keey et al., 2000). Hvis disse membranene er okkludert eller encrusted, eller hvis gropene aspireres, antar treet en lukket cellestruktur og kan være nesten ugjennomtrengelig. Tettheten er også viktig for ugjennomtrengelig hardtre fordi mer celleveggmateriale krysses per avstand, noe som gir økt motstand mot diffusjon (Keey et al., 2000). Derfor lettere skogen, generelt, tørke raskere enn gjør tyngre skogen. Transport av væsker er ofte bulkstrøm (momentumoverføring) for permeable myke ved høy temperatur mens diffusjon oppstår for ugjennomtrengelige hardtre (Siau, 1984). Disse mekanismene er omtalt nedenfor.

Drivkrefter for fuktbevegelserediger

Tre hoveddrivkrefter som brukes i forskjellige versjoner av diffusjonsmodeller er fuktighetsinnhold, partialtrykk av vanndamp og kjemisk potensial (Skaar, 1988; Keey et al., 2000). Disse diskuteres her, inkludert kapillærvirkning, som er en mekanisme for fri vanntransport i permeable myke. Total trykkforskjell er drivkraften under vakuumtørking av tre.

Kapillærhandlingrediger

Kapillære krefter bestemmer bevegelsene (eller fraværet av bevegelse) av fritt vann. Det skyldes både vedheft og kohesjon. Adhesjon er tiltrekningen mellom vann til andre stoffer og kohesjon er tiltrekningen av molekylene i vann til hverandre.

som tre tørker, setter fordampning av vann fra overflaten opp kapillære krefter som utøver en trekk på det frie vannet i treets soner under overflatene. Når det ikke lenger er noe fritt vann i treet, er kapillærkreftene ikke lenger av betydning.

fuktighetsinnhold differencesEdit

det kjemiske potensialet er forklart her siden det er den sanne drivkraften for transport av vann i både væske-og dampfaser i tre (Siau, 1984). Gibbs fri energi per mol stoff uttrykkes vanligvis som kjemisk potensial (Skaar, 1933). Det kjemiske potensialet til umettet luft eller tre under fibermetningspunktet påvirker tørking av tre. Likevekt vil oppstå ved likevektsfuktighet (som definert tidligere) av tre når det kjemiske potensialet i treet blir lik det omgivende luften. Det kjemiske potensialet i sorbert vann er en funksjon av trefuktighetsinnhold. Derfor er en gradient av trefuktighetsinnhold (mellom overflate og senter), eller mer spesifikt av aktivitet, ledsaget av en gradient av kjemisk potensial under isotermiske forhold. Fuktighet vil omfordele seg gjennom hele treet til det kjemiske potensialet er jevnt gjennom, noe som resulterer i en null potensiell gradient ved likevekt (Skaar, 1988). Fluxen av fuktighet som forsøker å oppnå likevektstilstanden antas å være proporsjonal med forskjellen i kjemisk potensial, og omvendt proporsjonal med banelengden over hvilken potensiell forskjell virker (Keey et al., 2000).

gradienten i kjemisk potensial er relatert til fuktighetsinnholdet gradient som forklart i over ligninger (Keey et al., 2000). Diffusjonsmodellen ved hjelp av fuktighetsgradient som drivkraft ble brukt vellykket Av Wu (1989) Og Doe et al. (1994). Selv om avtalen mellom fuktinnholdsprofilene spådd av diffusjonsmodellen basert på fuktighetsinnholdsgradienter, er bedre ved lavere fuktighetsinnhold enn ved høyere, er det ikke noe som tyder på at det er vesentlig forskjellige fukttransportmekanismer som opererer ved høyere fuktighetsinnhold for dette tømmeret. Deres observasjoner er i samsvar med en transportprosess som drives av den totale konsentrasjonen av vann. Diffusjonsmodellen brukes til denne avhandlingen basert på dette empiriske beviset på at fuktighetsgradienten er en drivkraft for tørking av denne typen ugjennomtrengelig tømmer.

Forskjeller i fuktighetsinnhold mellom overflaten og senteret (gradient, kjemisk potensialforskjell mellom grensesnitt og bulk) beveger det bundne vannet gjennom de små passasjer i celleveggen ved diffusjon. I sammenligning med kapillærbevegelse er diffusjon en langsom prosess. Diffusjon er den generelt foreslåtte mekanismen for tørking av ugjennomtrengelige hardtre (Keey et al., 2000). Videre migrerer fuktighet sakte på grunn av at ekstraktiver plugger de små celleveggåpningene i kjerneveden. Dette er grunnen til at yteved generelt tørker raskere enn kjerneved under de samme tørkeforholdene.

fuktbevegelsesretninger for diffusjonrediger

det er rapportert at forholdet mellom langsgående og tverrgående (radial og tangentiell) diffusjonshastigheter for tre varierer fra ca.100 ved et fuktighetsinnhold på 5%, til 2-4 ved et fuktighetsinnhold på 25% (Langrish og Walker, 1993). Radial diffusjon er noe raskere enn tangentiell diffusjon. Selv om langsgående diffusjon er raskest, er det av praktisk betydning bare når korte stykker tørkes. Vanligvis tømmer styrene er mye lengre enn i bredde eller tykkelse. For eksempel var en typisk størrelse på et grønt brett som ble brukt til denne undersøkelsen 6 m lang, 250 mm i bredde og 43 mm i tykkelse. Hvis platene er kvartalsag, da bredden vil være i radial retning, mens tykkelsen vil være i tangentiell retning, og vice versa for vanlig-saget boards. Det meste av fuktigheten fjernes fra tre ved sidebevegelse under tørking.

årsaker til splitt og sprekker under tørking av tømmer og deres kontrollerte

den største vanskeligheten ved tørking av tømmer er tendensen til at de ytre lagene tørker ut raskere enn de indre. Hvis disse lagene får tørke mye under fibermetningspunktet mens interiøret fortsatt er mettet, settes spenninger (kalt tørkespenninger) opp fordi krympingen av de ytre lagene er begrenset av det våte interiøret (Keey et al., 2000). Brudd i trevevet oppstår, og følgelig splittes og sprekker oppstår hvis disse belastningene over kornet overskrider styrken over kornet (fiber til fiberbinding).

den vellykkede kontrollen av tørkefeil i en tørkeprosess består i å opprettholde en balanse mellom fordampningshastigheten av fuktighet fra overflaten og hastigheten av ytre bevegelse av fuktighet fra det indre av treet. Måten tørking kan styres på, vil nå bli forklart. En av de mest vellykkede måtene av tre tørking eller krydder ville være ovn tørking, hvor veden er plassert i en ovn rommet i stabler og tørket ved damping, og slippe dampen sakte.

Påvirkning av temperatur, relativ fuktighet og luftsirkulasjonrediger

de eksterne tørkebetingelsene (temperatur, relativ fuktighet og lufthastighet) styrer de ytre grensebetingelsene for tørking, og dermed tørkehastigheten, samt påvirker hastigheten på intern fuktbevegelse. Tørkehastigheten påvirkes av eksterne tørkeforhold (Walker et al., 1993; Keey et al.(2000), som det nå vil bli beskrevet.

Temperatur hvis den relative fuktigheten holdes konstant, jo høyere temperatur, jo høyere tørkehastighet. Temperaturen påvirker tørkehastigheten ved å øke luftfuktighetskapasiteten, samt ved å akselerere diffusjonshastigheten av fuktighet gjennom treet.

den faktiske temperaturen i en tørkeovn er tørrpæretemperaturen (vanligvis betegnet Av Tg), som er temperaturen i en damp-gassblanding bestemt ved å sette inn et termometer med en tørrpære. På den annen side er våtpæretemperaturen (TW) definert som temperaturen nådd av en liten mengde væske som fordamper i en stor mengde av en umettet luftdampblanding. Temperaturfølerelementet i dette termometeret holdes fuktig med en porøs stoffhylse (klut) som vanligvis legges i et reservoar med rent vann. En minimum luftstrøm på 2 m / s er nødvendig for å hindre en sone med stillestående fuktig luftdannelse rundt hylsen (Walker et al., 1993). Siden luft passerer over den våte hylsen, fordampes vannet og avkjøler det våte pæretermometeret. Forskjellen mellom tørr-pære og våt-pære temperaturer, våt-pære depresjon, brukes til å bestemme den relative fuktigheten fra en standard hygrometric diagram (Walker et al., 1993). En høyere forskjell mellom tørr-pære og våt-pære temperaturer indikerer en lavere relativ fuktighet. For eksempel, hvis tørrpæretemperaturen er 100 °C og våtpæretemperatur 60 °C, leses den relative fuktigheten som 17% fra et hygrometrisk diagram. Relativ fuktighet den relative luftfuktigheten defineres som partialtrykket til vanndamp dividert med det mettede damptrykket ved samme temperatur og totaltrykk (Siau, 1984). Hvis temperaturen holdes konstant, fører lavere relativ fuktighet til høyere tørkehastighet på grunn av den økte fuktighetsgradienten i tre, som skyldes reduksjon av fuktighetsinnholdet i overflatelagene når luftens relative fuktighet reduseres. Den relative fuktigheten uttrykkes vanligvis på prosentvis basis. For tørking er den andre viktige parameteren relatert til relativ fuktighet den absolutte fuktigheten, som er massen av vanndamp per enhetsmasse tørr luft (kg vann per kg tørr luft). Imidlertid påvirkes det av mengden vann i oppvarmet luft. Tørketiden og kvaliteten på tømmeret avhenger av lufthastigheten og den ensartede sirkulasjonen. Ved konstant temperatur og relativ fuktighet oppnås høyest mulig tørkehastighet ved rask sirkulasjon av luft over treoverflaten, noe som gir rask fjerning av fuktighet som fordamper fra treet. En høyere tørkehastighet er imidlertid ikke alltid ønskelig, spesielt for ugjennomtrengelig hardtre, fordi høyere tørkehastigheter utvikler større belastninger som kan føre til at tømmeret sprekker eller forvrenger. Ved svært lave viftehastigheter, mindre enn 1 m / s, er luftstrømmen gjennom stakken ofte laminær strøm, og varmeoverføringen mellom tømmeroverflaten og den bevegelige luftstrømmen er ikke særlig effektiv (Walker et al., 1993). Den lave effektiviteten (eksternt) av varmeoverføring er ikke nødvendigvis et problem hvis intern fuktbevegelse er nøkkelbegrensningen for bevegelse av fuktighet, som det er for de fleste hardtre (Pordage og Langrish, 1999).

Klassifisering av tømmer for tørkingrediger

tømmeret er klassifisert som følger etter hvor enkelt det er å tørke og hvor lett det er å tørke:

svært ildfaste tresorter disse tresortene er langsomme og vanskelige å tørke hvis sluttproduktet skal være fritt for defekter, spesielt sprekker og sprekker. Eksempler er tunge strukturelle tømmer med høy tetthet som ironbark (Eucalyptus paniculata), blackbutt (E. pilularis), southern blue gum (e. globulus) og brush box (Lophostemon cofertus). De krever betydelig beskyttelse og omsorg mot raske tørkeforhold for de beste resultatene (Bootle, 1994). Moderat ildfaste woods disse tømmer viser en moderat tendens til å sprekke og splitte under krydder. De kan krydres uten defekter med moderat hurtig tørkeforhold(dvs. en maksimal tørrpæretemperatur på 85 °C kan brukes). Eksempler Er Sydney blue gum (E. saligna) og andre tømmer av middels tetthet (Bootle, 1994), som er potensielt egnet for møbler. Ikke-ildfaste skoger disse skogene kan raskt krydres for å være fri for feil, selv ved å bruke høye temperaturer (tørrpære temperaturer på mer enn 100 °C) i industrielle ovner. Hvis de ikke tørkes raskt, kan de utvikle misfarging (blå flekk) og mugg på overflaten. Eksempler er bartre og lav tetthet tømmer som Pinus radiata.

ModelEdit

hastigheten som tre tørker, avhenger av en rekke faktorer, hvorav de viktigste er temperaturen, dimensjonene til treet og den relative fuktigheten. Simpson Og Tschernitz har utviklet en enkel modell av tre tørking som en funksjon av disse tre variablene. Selv om analysen ble gjort for rød eik, kan prosedyren brukes på alle arter av tre ved å justere de konstante parametrene til modellen.enkelt sagt antar modellen at endringshastigheten For fuktighetsinnholdet M med hensyn til tid t er proporsjonal med hvor langt treprøven er fra dens likevektsfuktighet M e {\displaystyle m_{e}}

, som er en funksjon av temperaturen T Og relativ fuktighet h:{\displaystyle {\frac {dM}{dt}} = − {\frac {M − m_{e}}{\tau}}

Hvor Τ{\displaystyle\Tau}

er en funksjon av temperaturen t og en typisk tredimensjon l og har tidsenheter. Den typiske tredimensjonen er omtrent den minste verdien av ( L r , L t , l l / 10 {\displaystyle l_{r},\,l_{t},\,l_{L}/10}

) som er henholdsvis radial, tangentiell og langsgående dimensjoner, i tommer, med langsgående dimensjon dividert med ti fordi vann Diffunderer omtrent 10 Ganger Raskere i lengderetningen (langs kornet) enn i sidedimensjonene. Løsningen til ligningen ovenfor er: M − m E 0 − m e = e − t τ {\displaystyle {\frac {M-M_{e}}{M_{0}-M_{E}}}=e^{-{\frac {t}{\tau}}}

Hvor M 0 {\displaystyle M_{0}}

er det opprinnelige fuktighetsinnholdet. Det ble funnet at for rød eik tømmer, «tidskonstanten» τ {\displaystyle \ tau }

ble godt uttrykt som: τ = l n a + b sat ( T ) {\displaystyle \tau = {\frac {l^{n}}{a+bp_{\text{sat}}(T)}}

hvor a, b og n er konstanter og p sat ( t ) {\displaystyle p_{\text{sat}} (t)}

er metningsdamptrykket til vann ved temperatur t. For tid målt i dager, lengde i tommer, og p sat {\displaystyle p_{\text{sat}}}

målt i mmHg, ble følgende verdier av konstantene funnet for rødt eiketre. a = 0,0575 b = 0,00142 n = 1,52

Løsning for tørketiden gir:

t = − τ ln ⁡ ( M − M 0 − m e ) = − L n a + b sat ( T ) ln ⁡ ( M − M e 0 − m e ) {\displaystyle T=-\tau \,\ln \venstre({\frac {M-m_{e}}{M_{0}-m_{e}}\høyre)={\frac {-l^{n}} {a+bp_{\text{sat}} (T)}}\,\ln \venstre({\Frac {m-m_{e}} {m_{0}-m_{e}}\Høyre)}

For Eksempel ved 150 °f, ved hjelp av arden Buck-Ligningen, Er Metningsdamptrykket av vann funnet å være omtrent 192 mmhg (25,6 kPa). Tidskonstanten for tørking av et 1-tommers tykt (25 mm) rødt eikebrett ved 150 °F er da τ = 3.03 {\displaystyle \tau =3.03}

dager, som er tiden som kreves for å redusere fuktighetsinnholdet til 1/e = 37% av dets opprinnelige avvik fra likevekt. Hvis den relative fuktigheten er 0,50, så bruker Hailwood-Horrobin-ligningen fuktighetsinnholdet i treet ved likevekt er ca 7,4%. Tiden for å redusere tømmeret fra 85% fuktighetsinnhold til 25% fuktighetsinnhold er da ca 4,5 dager. Høyere temperaturer vil gi raskere tørketider, men de vil også skape større belastninger i treet på grunn av at fuktighetsgradienten blir større. For brensel er dette ikke et problem, men for trebearbeiding vil høye belastninger føre til at treet knekker og blir ubrukelig. Normale tørketider for å oppnå minimal krydderkontroller (sprekker) i 25 mm (1 tommer eller 4/4 tømmer) Rød Eik varierer fra 22 til 30 dager, og i 8/4, (50 mm eller 2 tommer) vil det variere fra 65 til 90 dager.