Proč dřevo při sušení praská?

Široká škála využití dřeva v různých odvětvích národního hospodářství se vysvětluje vzácnou kombinací jeho pozitivních vlastností. Kladné vlastnosti dřeva se přitom projeví a s patřičným účinkem využijí až tehdy, když je z něj odstraněno značné množství vlhkosti, tzn. po vysušení dřeva, čímž se zlepšují i ​​jeho technologické vlastnosti.

Bohužel se někdy během sušení objeví na dřevě vady. To je způsobeno tím, že odstraňování vlhkosti ze dřeva je spojeno se značnými obtížemi. Takové potíže se vysvětlují strukturou dřeva, poměrně velkou tloušťkou materiálu a také změnami geometrických rozměrů při poklesu jeho vlhkosti (smršťování dřeva). Změna rozměrů sušeného řeziva, pokud je proces sušení prováděn nesprávně, může vést k různým vadám, jako je deformace a praskání.

Hlavním úkolem sušení je proto rovnoměrné snížení vlhkosti dřeva – a to jak všech prken v sušeném stohu řeziva, tak zvlášť v každém prkně po jeho průřezu a délce. Zanedbání sušení vede k velkému plýtvání dřevem a plýtvání prací ve stavebnictví a průmyslu: nesprávné sušení může vést ke značným ztrátám v důsledku prasklin a deformací materiálu, což snižuje užitečnou výtěžnost při dalším zpracování vysušeného materiálu. Správně vybudovaný proces sušení dřeva by měl zajistit rychlé odstranění vlhkosti ze dřeva s minimálními náklady při zachování kvality materiálu. Jakékoli odchylky od běžných ukazatelů kvality by proto měly být považovány za nevyhovující průběh procesu sušení dřeva.

Možné vady

Vady způsobené změnami geometrie nebo dokonce porušením celistvosti materiálu mají jednu příčinu – vnitřní pnutí. Vznikají jako důsledek řady fyzikálních jevů vyskytujících se při procesu sušení a jsou spojeny s anizotropií dřeva a také se specifiky přenosu vlhkosti v materiálu. Velikost vnitřních pnutí ve dřevě je dána charakterem rozložení vlhkosti v celém objemu sortimentu při procesu sušení. Čím vyšší je nerovnoměrnost vlhkosti, např. střed řeziva a jeho povrch, tím vyšší je hodnota vnitřních pnutí. Tento vztah je zvláště patrný, když je proces sušení intenzivnější. Ve většině případů je urychlení procesu sušení dřeva doprovázeno velkou nerovnoměrností vlhkosti v celém objemu řeziva a výskytem výrazných vnitřních pnutí, vedoucích ke vzniku trhlin. Je zcela zřejmé, že řešení problému zintenzivnění procesu sušení dřeva je možné pouze provedením výzkumu zaměřeného na zohlednění, posouzení a kontrolu vnitřních pnutí vznikajících ve dřevě během procesu sušení.

Vady, které se vyskytnou během procesu sušení, lze rozdělit na zjevné, nebo viditelné a skryté. Když hodnoty napětí překročí pevnost dřeva v tahu, vedou k viditelným defektům. Mezi viditelné vady patří praskliny, deformace materiálu (obr. 1), ztráta suků, poškození houbami (plíseň), silné ztmavnutí barvy dřeva a velké množství pryskyřice uvolněné na povrch dřeva. Mezi skryté vady vysychání patří přítomnost vnitřních pnutí ve dřevě, zvýšená a nerovnoměrně rozložená vlhkost po průřezu materiálu. Za skrytou vadu lze také považovat nerovnoměrné sesychání jednotlivého řeziva ve stohu na konci procesu sušení.

Jednou z nezbytných podmínek pro další využití pokáceného dřeva je zamezení jeho ničení dřevokaznými houbami, které se při vysoké vlhkosti aktivně rozvíjejí ve struktuře dřeva. Po nařezání kulatiny na řezivo při dlouhodobém skladování bez jejich vysušení se ve dřevě mohou rychle objevit houbové infekce – plíseň, padlí, různé hniloby (obr. 2). Aby se tomu zabránilo, je třeba řezivo před sušením položit na podložky a umístit na otevřené místo pro atmosférické sušení.

Poškození řeziva dřevokaznými houbami lze pozorovat i v sušících komorách. To může být způsobeno chybami v konstrukci sušicích komor a také nesprávným prováděním sušícího procesu. Plíseň na povrchu dřeva lze pozorovat v té části sušicí komory, kde jsou zóny stagnující cirkulace, tzn. rychlost sušícího prostředku touto sekcí se blíží 0 m/s a dokonce zcela chybí. Poškození dřeva lze pozorovat v podobě lokálních plísňových skvrn na povrchu (obr. 3), stopy po distančních podložkách, na které je v řadách položeno řezivo.

Pro odstranění tohoto problému je při návrhu sušicí komory nutné zajistit intenzivní a rovnoměrně rozloženou cirkulaci sušícího prostředku stohem sušeného řeziva. Navíc na začátku procesu sušení v sušicí komoře je dalším faktorem biologického ničení dřeva nízká okolní teplota (až 40°C). K zahřátí naloženého materiálu, zejména v zimě, by mělo dojít co nejrychleji a při vysokých teplotách. Aby se materiál rychle zahřál a zabránilo se poškození houbami v počáteční fázi procesu, je důležité správně vypočítat tepelný výkon sušicí komory. Bez ohledu na zdroj tepelné energie (horká voda, pára atd.) by se tepelný výkon sušicí komory měl vypočítat přibližně na 5 – 6 kW na 1 m 3 vysušeného dřeva. I při krátkodobém (30 min) vystavení dřeva teplotám 55 – 60°C většina dřevokazných hub zahyne.

Typy trhlin

V důsledku nerovnoměrného smršťování a také vnitřních pnutí může docházet k praskání, borcení a vrásnění dřeva. Výsledkem nesprávného procesu sušení může být výskyt koncových, čelních (povrchových) a vnitřních trhlin v materiálu.

Ve většině případů se koncové trhliny v řezivu objevují dříve než jiné vady. Je to dáno tím, že konce sortimentů odpařují vlhkost intenzivněji díky vyšší vodivosti vlhkosti podél vláken než napříč nimi. Proto na koncích řeziva rychleji klesá vlhkost dřeva. Snížení vlhkosti způsobuje smrštění a v důsledku toho vznik tahových napětí v této části desky. Tato napětí jsou příčinou vzniku koncových trhlin, které probíhají zpravidla v radiálním směru (obr. 1a). Příčinou vzniku trhlin je příliš tvrdý režim sušení (vysoká teplota, nízká vlhkost sušidla). Trhliny ve dřevě vznikají, když napětí v tahu překročí pevnost dřeva.

Nejprve se vytvoří malé trhliny směřující několik milimetrů hluboko do materiálu. Pokud proces sušení pokračuje beze změny provozních parametrů, mohou se drobné trhlinky prohlubovat, rozšiřovat a procházet celým průřezem sortimentu. Pro eliminaci velkého množství koncových prasklin v sušeném materiálu je nutné snížit intenzitu odpařování vlhkosti z konců řeziva.

To lze provést několika způsoby:

• Omezte mytí konců řeziva sušicím prostředkem (toho lze dosáhnout instalací sít zakrývajících konce sušicích stohů. Stohy jsou nakládány do konce komory těsně u sebe).
• Natřete konce řeziva olejovými barvami a jinými levnými tmely. To se doporučuje zejména pro sortimenty velkých profilů a tvrdého dřeva.
• Používejte režimy sušení s vysokou vlhkostí vzduchu v počáteční fázi procesu sušení.

Bohužel v praxi je problematice koncové ochrany věnována malá pozornost, což vede k velkým ztrátám dřeva. Výrobci výrobků pokládají další délku řeziva pro další ořezání (vyříznutí koncové části desky s prasklinami) řeziva po vysušení.

Povrchové trhliny vznikají v řezivu během prvního sušení v důsledku nadměrného odpařování vlhkosti z povrchu. Na lících a hranách řeziva se mohou objevit povrchové trhliny. Kvůli příliš tvrdému režimu sušení se vlhkost ze středu sortimentu (vnitřní vlhkost) nestihne dostat na povrch a povrchové vrstvy vysychají. Vnitřní pnutí v nich překračuje pevnost v tahu a vnější vrstva dřeva praská. Směry povrchových trhlin se shodují se směrem vláken dřeva (obr. 16). Povrchové trhliny se mohou také prohloubit, pokud je proces sušení nadále špatně řízen.

Nosné desky jsou nejvíce náchylné k povrchovým trhlinám. Vznikají v nich tzv. radiální trhliny, které vznikají v důsledku nerovnoměrného smršťování dřeva v radiálním a tangenciálním směru. Je možné se vyhnout značnému počtu povrchových trhlin získáním minimálních rozdílů vlhkosti napříč průřezem materiálu. Toho lze dosáhnout sušením vlhčím vzduchem a také prováděním mezivlhko-tepelných úprav řeziva.

Vnitřní trhliny (obr. 1c) vznikají v konečné fázi sušení, kdy tahová napětí uvnitř materiálu převyšují pevnost v tahu. Vnitřní trhliny činí vysušený materiál zcela nepoužitelným, protože výrazně zhoršují pevnost. Na vnitřní praskliny jsou náchylné zejména listnaté dřeviny, jako je dub. Proto sušení takových dřevin vyžaduje pečlivou kontrolu vnitřních pnutí.

Aby se zabránilo tvorbě vnitřních trhlin, doporučuje se ve druhé fázi procesu sušení provést střední vlhkostní a tepelné úpravy s vysoušecím prostředkem s vysokou vlhkostí a teplotou. Díky úpravám je dosaženo snížení rozdílu vlhkosti v průřezu materiálu a snížení vnitřních pnutí.

Jiné vady

Příčinou deformace řeziva při komorovém sušení je příliš tvrdý režim sušení, zejména u listnatého dřeva. Ke zborcení dochází v důsledku nerovnoměrného smrštění v tangenciálním a radiálním směru, přítomnosti významných vnitřních pnutí v materiálu a také přirozených vlastností dřeva (křížově zrnité, nakloněné). Během sušení řeziva lze pozorovat příčné, podélné a šroubovité zborcení (obr. 4). Všechny je lze pozorovat současně na materiálu s výrazným jedním ze tří typů. Široké řezivo (200 mm nebo více), zejména tangenciální a smíšené řezivo, je nejvíce náchylné na příčné deformace. Radiální řezané desky jsou nejméně náchylné k deformaci. Křížová vlákna a pata dřeva způsobují především podélné kroucení a kroucení řeziva.

Vada sušení, jako je deformace, může být způsobena porušením procesu sušení: nedostatečným počtem distančních vložek, rozdílnou tloušťkou distančních vložek při vytváření stohu řeziva, zejména u tenkého materiálu (25 mm nebo méně), vyložením nevychlazeného stohu z komory (zejména v zimě) a dokonce i absence finální vlhkosti a tepelné úpravy.

Aby se zabránilo příčnému a podélnému zkroucení řeziva, měly by být desky přesně stejné tloušťky stohovány a sušeny ve sevřeném stavu. Spodní řady řeziva jsou fixovány hmotou řeziva z horních řad. Aby se zabránilo deformaci neuchycených horních dvou nebo tří řad řeziva, doporučuje se použít pružinové nebo pneumatické svěrky, v některých případech je na horní řadu stohu umístěna zátěž;

Vrásnění (kolaps) dřeva (obr. 1d) nastává v důsledku destrukce buněk dřeva (zploštění buněk). Taková vada se může objevit při vysychání některých druhů dřeva, jako je dub, jasan, topol, eukalyptus atd. Zploštění dřevěných buněk nastává, když je surové dřevo dlouhodobě vystaveno vzduchu vysoké teploty a vlhkosti. Zároveň je vysoce plastifikovaný. Z vnějšku vypadá zhroucení dřeva jako průřez materiálu nepravidelného tvaru (vzhled „vadla“). Aby se dřevo nesmačkalo, mělo by být řezivo s vysokou vlhkostí před sušením v komoře nejprve podrobeno atmosférickému sušení a pro takové řezivo by měly být použity nižší teploty a vlhkost vzduchu.

Takové vady vysychání, jako je změna barvy, nadměrné uvolňování pryskyřice na povrchu dřeva, se v dnešních podmínkách úspěšně řeší změnou provozních parametrů v závislosti na výchozím stavu vysušeného dřeva. Ke ztrátě uzlu dochází, protože hustší dřevo uzlu vysychá více než okolní vrstvy. Tento problém úspěšně řeší technologie zpracování dřeva (vzorkování dřeva s malým počtem suků, utěsnění padajících suků, vyříznutí oblastí s uzly).

Skryté vady sušení

Kromě zjevných vad sesychání se mohou objevit i vady skryté, za které lze rovněž považovat vady sesychání. K nedosušení řeziva dochází při narušení technologického procesu, tedy brzkém vyskladnění materiálu ze sušicí komory. Nedosušení materiálu může být způsobeno neuspokojivou kontrolou procesu sušení dřeva. Nerovnoměrné sušení řeziva může být důsledkem neúplného zatížení prostoru sušicí komory, nerovnoměrného rozložení sušidla po stohu, slabého pohybu sušidla materiálem, sušení dřeva různých druhů a tlouštěk v jedné komoře.

Protože vnitřní pnutí ve dřevě není způsobeno vnějšími faktory, je vyváženo v rámci konkrétního vysoušeného sortimentu. A pokud se hodnota napětí během procesu sušení nesníží, mohou se ve dřevě získat zbytková napětí, která následně povedou k vadným výrobkům v důsledku porušení jeho geometrie.

V tomto materiálu se chceme zaměřit na potíže, s nimiž se potýkají výrobci řeziva při použití klasické technologie sušení dřeva.

Péče o kvalitu řeziva začíná před procesem sušení.

Klasická technologie sušení dřeva bohužel nemůže zajistit úplnou absenci vad budoucího produktu. Proč k manželství dochází? Kvůli nesprávnému procesu sušení. Dřevo je materiál s hygroskopickými vlastnostmi, schopný absorbovat a uvolňovat nahromaděnou vlhkost. A procento vlhkosti obsažené ve dřevě je velké a aby byla kvalita budoucího dřevěného produktu vysoká, tato vlhkost se odstraňuje sušením v sušících komorách.

Pokud není technologie dodržena a proces se vyskytuje s porušením, vede to ke změnám ve struktuře řeziva, jeho deformaci a porušení geometrických rozměrů. Později strukturální poruchy vedou ke vzniku hlubokých trhlin a deformací, které jsou způsobeny obtížemi při odstraňování vlhkosti.

Proto je během procesu sušení důležité dodržovat jedno pravidlo – plynule a rovnoměrně snižovat úroveň vlhkosti v celém stohu. Zanedbání tohoto povede k finančním ztrátám a dodatečnému materiálu v důsledku snížení výtěžnosti kvalitního produktu.

Jakékoli porušení technologie by mělo být považováno za neúčinné řízení procesu.

Jaké typy vad vznikají, když není dodržen proces sušení dřeva?

Příčiny vad při sušení dřeva

Podívejme se blíže na důvody, proč se při sušení objevují vady. Dřevo je velmi zajímavý, „živý“ materiál a všechny změny v něm jsou způsobeny řadou fyzikálních procesů, které způsobují vnitřní napětí. Představte si, že se vlákna uvnitř dřeva natahují a vytvářejí napětí, jak se vlhkost přenáší do dřeva, když schne. Všechny vady vznikají v důsledku heterogenity úrovní vlhkosti na povrchu a uvnitř řeziva, čím vyšší je jeho úroveň, tím vyšší bude vnitřní pnutí.

Existují však typy vad, které se objevují ještě před začátkem sušení. Mohou být způsobeny dřevokaznými houbami, které se vyvíjejí na povrchu pokáceného dřeva. Aby se zabránilo výskytu a šíření hub, je třeba se vyhnout dlouhodobému skladování kulatiny v podmínkách vysoké vlhkosti. Po řezání položte materiál na speciální podložky a umístěte jej na volné místo pro přirozené sušení.

Plísně se mohou vyskytovat i v sušících komorách. K tomu dochází při chybách v návrhu a konstrukci sušících komor a také při porušení technologie sušení. Pokud se vytvoří zóny stagnující cirkulace vzduchu, objeví se na dřevě plíseň. Abychom se tohoto problému zbavili, při navrhování konstrukce sušicí komory je nutné zajistit rovnoměrnou cirkulaci ventilačního systému přes stoh řeziva. Před zahájením sušení dbejte na prohřátí naloženého řeziva, zabráníte tím poškození jeho struktury fytopatogenními organismy. Správně spočítejte tepelný výkon kamery. Mělo by se počítat na 5-6 kW na 1 kubický metr sušeného řeziva. I půlhodinové vystavení materiálu teplotě asi 60 stupňů způsobí smrt většiny patogenních hub.

Typy a příčiny trhlin

Dřevěné materiály jsou náchylné k široké škále prasklin a defektů. Mohou se vyskytovat jak na povrchu, tak uvnitř materiálu a způsobit nevratné následky.

Koncové, povrchové a vnitřní trhliny se objevují u řeziva v důsledku nesprávného sušení.

Konečky odpařují vlhkost nejintenzivněji, takže na nich nejrychleji vznikají praskliny. Těžké podmínky sušení a rychlý pokles vlhkosti způsobují zvýšení vnitřního pnutí dřevěných vláken. Překročení mezí pevnosti způsobuje vznik trhlin. Nejprve se objevují drobné trhlinky, které při nezměněných parametrech sušení dále pronikají hluboko do materiálu. Během drsných podmínek sušení se objevují povrchové trhliny, které nedovolí vlhkosti dostat se k horní vrstvě materiálu a také se dále prohlubovat.

Povrchovými prasklinami trpí spíše ty desky, které jsou umístěny uprostřed komory. Počet trhlin lze snížit vyrovnáním úrovně vlhkosti napříč průřezem materiálu.

Trhliny uvnitř materiálu se tvoří hlavně na konci sušení, kdy je napětí uvnitř materiálu vyšší než jeho pevnost v tahu. Takové praskliny zcela ničí strukturu řeziva a činí ho zcela nepoužitelným. Listnaté druhy (dub nebo bříza) jsou náchylnější ke vzniku takových trhlin.

Dlouhodobé působení vysokých teplot a vlhkosti způsobuje smršťování buněk dřevěného materiálu a jeho další destrukci.

Vrásnění dřeva nastává v důsledku ničení dřevěných buněk. Taková vada se může objevit při vysychání některých druhů dřeva, jako je dub, jasan, topol, eukalyptus atd. Zploštění dřevěných buněk nastává, když je surové dřevo dlouhodobě vystaveno vzduchu vysoké teploty a vlhkosti.

Альтернатива

Klasická technologie sušení dřeva do značné míry závisí na lidském faktoru. Nesprávné umístění materiálu, nepozornost procesu sušení, technologické chyby v konstrukci komory, porucha zvlhčovacího systému nebo nesprávné nastavení provozních režimů.

To vše vede k tomu, že přijdete o své peníze a obětujete svou pověst a kvalita materiálu vyvolává otázky. Nabízíme vám alternativu – technologii sušení dřeva Agap Tech. Díky technologii Agap Tech nebude míra defektů vyšší než 1 %. Vytvořili jsme plně automatizovaný systém sušení dřeva, který k obsluze nevyžaduje vysoce kvalifikovaný personál.

Sušicí komory využívající technologii Agap Tech pracují bez zvlhčovacího systému a proces sušení dřeva probíhá díky racionálnímu využití provozních režimů ventilátoru a účinného automatizačního systému navrženého speciálně pro sušicí komory.

Chcete vědět více? volejte +74996382729, pište [email protected]! Pomůžeme vám vybrat vybavení pro jakýkoli projekt!

Kontakty

Zanechte své kontakty a my se vám ozveme