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Verfahren zum Trocknen von Holz
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Trocknen von Holz, insbesondere von Bau- und
Nutzholz, wobei die Oberfläche des Holzes der
Einwirkung von Heissluft und Dampf unter- worfen und der Arbeitszyklus wiederholt wird, bis der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes auf den gewünschten Wert verringert ist.
Der Feuchtigkeitsgehalt ist in frischem Holz über die gesamte Dicke des Holzes manchmal sehr ungleichmässig verteilt, u. zw. liegt die
Feuchtigkeit teilweise innerhalb der Zellen oder in den Zellwänden (d. i. die sogenannte Intrazellularfeuchtigkeit) und teilweise ausserhalb der Zellen (d. i. die sogenannte Extrazellularfeuchtigkeit) vor. Das Trocknen von Holz in Darren bzw. Trockenöfen zwecks Verminderung des Feuchtigkeitsgehaltes stellt im allgemeinen einen sehr langdauernden Prozess dar. Falls das Trocknen beschleunigt wird, z. B. durch Dämpfen einerseits und scharfes Trocknen im heissen Luftstrom anderseits, tritt ein übermässiger Abfall der Feuchtigkeit zwischen der Mitte und der Oberfläche des Holzes ein, welcher zu Rissen, Sprüngen in der Oberfläche und zu Versprödungen führt.
Ziel der Erfindung ist es, ein Schnellverfahren zu schaffen, das es erlaubt, Holz unter Vermei- dung der angegebenen Nachteile zu trocknen.
Gemäss der Erfindung wird Holz dadurch ge- trocknet, dass dessen Oberfläche abwechselnd mit Luft von mehr als 1000 C und vorzug- weise nicht weniger als 150 C behandelt wird, bis die Temperatur der Oberfläche mehr als 100 C beträgt, und dass in der anschliessenden
Stufe der Dampf bei einer Temperatur von 1000 C unter Atmosphärendruck eingeleitet wird, wodurch die Oberfläche allmählich gekühlt und eine übermässige Verdampfung hintangehalten wird.
Auf diese Weise wird das Innere des Holzes auf einer Temperatur in der Nähe von 100 C gehalten und bewirkt, dass die Feuchtigkeit kontinuierlich zur Oberfläche wandert, wo sie von der umgebenden Luft während der Luftheizphase verdampft wird ; während die Oberflächen des Holzes dem Dampf ausgesetzt werden, sammelt sich die Feuchtigkeit in der Oberfläche an.
Die Extrazellularfeuchtigkeit ist verhältnismässig leicht zu entfernen, wogegen die Entfernung der Intrazellularfeuchtigkeit grössere
Schwierigkeiten bereitet. Demgemäss sind bei der Anwendung des Verfahrens zwecks Ent- fernung der Extrazellularfeuchtigkeit aus einem
Holz von ursprünglich hohem Wassergehalt
Temperaturen von wenig über 1000 C in der
Lufttrockenphase ausreichend. Für die vollstän- digere Entfernung des Wassers sind Tempera- turen, die beträchtlich tuber 1000 C liegen, notwendig, aber vorzugsweise wird in der Lufttrocknungsphase nicht bei Temperaturen gearbeitet, die 2000 C wesentlich überschreiten.
Die Zyklen des Aufeinanderfolgens von Dampf- und Luftbehandlung werden so lange wiederholt, bis der Wassergehalt auf den gewünschten Wert herabgesetzt ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann üblicherweise in einem Ofen oder in einer Darre von der Art der üblichen Röhren- oder Tunnel- öfen durchgeführt werden, der mit Toren für die Beschickung und Entleerung ausgestattet und aus hitzeisolierendem Material hergestellt oder mit diesem ausgefüttert ist. Einlassöffnun- gen für Dampf und heisse Luft können an dem einen Ende des Tunnels und entsprechende Aus- lassöffnungen am anderen Ende angeordnet sein.
Mit der Darre sind ein Gebläse sowie Einrich- tungen, die eine Erhitzung der durch das Ge- bläse geförderten Luft bewirken, verbunden.
Ferner ist auch ein Dampfgenerator vorgesehen, dessen Förderleitung beispielsweise durch eine
Klappe in der Weise geregelt wird, dass ent- weder Dampf oder erhitzte Luft durch die Ein- lassöffnungen zugeführt werden kann. Die Darre kann gegebenenfalls auch Sprühdüsen enthalten.
Nach einer anderen Ausführungsform kann das Holz auch mittels einer Fördereinrichtung allmählich durch 2 Darren bzw. Trockeneinrichtungen geführt werden, wobei die eine mit erhitzter Luft von vorbestimmter Temperatur und die andere mit Dampf versorgt wird. Bei dieser Anordnung läuft die Fördereinrichtung in bestimmten Zeitintervallen vor bzw. zurück und bleibt stationär, wenn das Holz in einer oder in der anderen Trockenvorrichtung behandelt wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Holz bevorzugt zuerst einer Vorbehandlung mit Dampf oder mit siedendem Wasser unterworfen, um Spannungen zu beseitigen, worauf die abwechselnde Behandlung mit trockener Luft von tuber 1000 C und mit Nassdampf erfolgt. Oft ist es von Vor-
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teil, nach Durchführung der erforderlichen Anzahl von Zyklen der abwechselnden Behandlungen mit Luft und Dampf das Verfahren durch einen Kochvorgang oder durch eine Dampfbehandlung abzuschliessen. So behandelte Hölzer können zur Einstellung des Feuchtigkeitsgleichgewichtes einen üblichen, bei der Holztrocknung angewendeten Verfahrens unterworfen werden.
Die Dauer der Phasen der Trocknungsbehandlung ist von der Art des Holzes und von dessen Dicke abhängig. Im allgemeinen beträgt jedoch die Dauer jeder Luftftrocknungsphase zwischen etwa 10 Minuten bis zu etwa 1 Stunde, während die Behandlung mit Dampf zwischen 10 Minuten und 2 Stunden beansprucht. Im allgemeinen sind die längeren Zeiträume eher für dünnes als für dickes Holz zulässig und bei Holz von höherem Feuchtigkeitsgehalt wird in jedem Verfahrenszyklus eine längere Lufttrocknungsphase als bei Holz mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt möglich sein.
Beispiel l : Dieses Beispiel veranschaulicht die Behandlung von Fichtenbrettern mit einer Dicke von 2, 54 cm, wobei die Verringerung der Feuchtigkeit von etwa 8 bis ll/o pro Stunde erfolgt.
Das Holz wird zuerst 30 Minuten lang Nassdampf ausgesetzt. Dann wird mit den Behandlungs-Zyklen gemäss der Erfindung begonnen, indem die Hölzer abwechselnd 1 Stunde lang mit Luft von 150 C behandelt werden, worauf 30 Minuten mit Nassdampf behandelt wird.
Diese Zyklen werden solange fortgeführt, bis die Hölzer auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt ausgetrocknet sind.
Beispiel 2 : Nach diesem Beispiel erfolgt die Behandlung von Fichtenbrettern mit 5, 08 cm Dicke, wobei eine Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes um ungefähr zo pro Stunde erfolgt.
Das Holz wird zuerst 1 Stunde lang einer Behandlung mit Nassdampf unterworfen, anschliessend wird mit den Behandlungszyklen gemäss der Erfindung begonnen, wobei das Holz abwechselnd 30 Minuten lang Luft von 150 C und anschliessend 30 Minuten lang Nassdampf ausgesetzt wird. Dieser Zyklus wird solange aufrechterhalten, bis das Holz auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt gebracht worden ist.
Beispiel 3 : Dieses Beispiel behandelt die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf Bretter aus englischer Eiche mit einer Dicke von 2, 54 cm, wobei eine Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes um etwa 1, 5-20/o pro Stunde erfolgt. Das Holz wird zuerst 1 Stunde lang mit Nassdampf behandelt ; an diese Vorbe- handlung schliesst der erfindungsgemässe Konditionierungszyklus an.
In den ersten vier Zyklen wird das Holz 10 Minuten lang mit Luft von 1500 C und dann 10 Minuten mit Nassdampf behandelt.
Daran schliessen vier Zyklen, bei welchen das Holz 15 Minuten mit Luft bei 1500 C und 10 Minuten mit Nassdampf behandelt wird. Die anschliessenden 14 Zyklen werden in der Weise durchgeführt, dass das Holz zuerst 20 Minuten lang mit Luft bei 1500 C und anschliessend 10 Minuten mit Nassdampf behandelt wird.
Sodann werden 7 Zyklen durchgeführt, bei welchen 25 Minuten mit trockener Luft bei 150 C und 10 Minuten mit Nassdampf behandelt wird.
Danach wird das Holz weiteren Zyklen unterworfen, in welchen es 30 Minuten mit Luft bei 1500 C und 10 Minuten mit Nassdampf behandelt wird, bis der gewünschte Feuchtigkeitsgehalt erreicht ist.
Es ist vorteilhaft, das Holz nach der in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Behandlung einer Dampfbehandlung oder einem Tauchen in heisses Wasser zu unterwerfen. Beim Anwenden einer Dampfbehandlung wird das Holz gemäss den Beispielen l oder 2 zwei Stunden lang behandelt. Das Erzeugnis gemäss Beispiel 3 wird der gleichen Behandlung unterworfen. Für Harthölzer, wie englische Eiche, mit einer Dicke grösser als 2, 54 cm ist eine längere Dauer der Dampfbehandlung oder des Kochens günstig, wobei eine Dauer von 4 Stunden bevorzugt wird.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Trocknen von Holz, wobei die Oberfläche des Holzes der Einwirkung von Heissluft und Dampf unterworfen und der Arbeitszyklus wiederholt wird, bis der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes auf den gewünschten Wert verringert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Holzes mit Heissluft bei einer Temperatur von mehr als 100 C und vorzugsweise nicht weniger als 1500 C behandelt wird, bis die Temperatur der Oberfläche mehr als 1000 C beträgt, und dass in der anschliessenden Stufe der Dampf bei einer Temperatur von 1000 C unter Atmosphärendruck eingeleitet wird, wodurch die Oberfläche allmählich gekühlt und eine übermässige Verdampfung hintangehalten wird.