DD272628A1

DD272628A1 - Verfahren zur behandlung von frischholz

Info

Publication number: DD272628A1
Application number: DD88315310A
Authority: DD
Inventors: Gyoergy Erdoesi; Laszlo Balint; Peter Osvath
Original assignee: Top Coop Idegenforgalmi Es Ven
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1988-05-02
Publication date: 1989-10-18
Also published as: HU199088B; PL272246A1; US4977686A; RO105398B1; EP0318528B1; BR8807042A; PL155814B1; WO1988008780A1; CS277182B6; EP0318528A1; CS8802854A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Frischholz. Im Laufe des Verfahrens wird das zur Trocknung vorbereitete Rohholz, z. B. Schnittholz in einem Trockenraum auf an sich bekannte Weise, bei einer Temperatur zwischen 40C und 100C bis zum Erreichen eines Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 30% getrocknet. Das Wesen des erfindungsgemaessen Verfahrens besteht darin, dass einer destillierten waessrigen Loesung eines Alkalimetall-Salzes Salpetersaeure zugemischt wird und die auf diese Weise gewonnene Mischung mindestens einmal in den Trockenraum eingespritzt wird, wobei mit diesem Spritzmittel, das sich in den Fasern des Holzes befindliche und die Entweichung der Feuchtigkeit behindernde Hartpektin aufgelockert wird und sich dabei das Alkali-Erdmetall zwischen die Holzfasern eingebaut. Dadurch wird rationell und kostenguenstig im Vergleich mit den bisherigen Trocknungsmethoden die Holzdeformation, Form- und Abmessungsabweichungen, die darin zurueckbleibenden Spannungen sowie die Zeitdauer des Trocknungsprozesses auf ein akzeptierbares Minimum vermindert.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Frischholz, im Laufe dessen das zur Trocknung vorbereitete Holz, z. B. Schnittholz, in einem Trockenraum auf an sich bekannte Weise bei einer Temperatur zwischen 40°C und 100⁰C bis auf mindestens 30% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Wie bekannt, werden die in der Holzindustrie zwecks Weiteranwendung hergestellten Primärprodukte (verschiedene Schnittmaterialien, Furniere und Holzspäne) zur Zeit in jedem Fall mit einem Fe uchtigkeitsgehalt über der Fasersättigungsgrenze proGutiwrt. In diesem Zustand ist das Holz zur Weiterverarbeitung bzw. /ur Formung nicht geeignet, deswegen ist es nötig, auf natürlichem oder künstlichem Wege den Feuchtigkeitsgehalt unter ^casersättigungsgrenze, auf lufttrockenen (12-18%) oder auf zimmertrockenen (6-12%) Zustand;υ senken.

Infolge des raschen Anstiegs der industriellen Anwendung bzw. der Notwendigkeit der Herstellung von z'oimertrockenen Bestandteilen wurde es unerläßlich, das natürliche Trockenverfahren, welches mindestens 2-5 Jahre lang dauert, künstlich zu Deschleunigen, d. h. verschiedene künstliche Trocknungsprozesse anzuwenden.

Da die Beschleunigung der natürlichen Vorgänge in unveränderter Form (Temperatur, Wind, Feutigkeitsgehalt) zu keinem Ergebnis führte, wurden verschiedene Methoden zur möglichst schnelleren und schonenderen Extraktion der Holzfeuchtigkeit angewendet, die fast ausnahmslos auf die Änderung der Eigenschaften und Parameter der Umweltluft (Temperatur, Bewegungsgeschwindigkeit, Druck, Feuchtigkeitsgehalt) beruhten (eine Ausnahme ist die Hochfrequenz-Trocknung, wo der Prozeß der Feuchtigkeitsströmung von innen beginnt).

Die zur Zeit bekannten Methoden bzw. Verfahren sind die folgenden:

— Konvektionsverfahren,

— Kondensationsverfahren,

— Vakuumverfahren,

— Hochfrequenzverfahren und

— Trocknung im heißen Öl.

In der Praxis werden die drei zuerst genannten Methoden angewendet. Mit diesen drei Methoden kann der gewünschte Holzfeuchtigkeitsgehalt mittels zeitlicher und räumlicher Änderung der verschiedenen Parameter erreicht werden. Im Vergleich mit der natürlichen Trocknung besteht die schnellere sog. Trockenholzherstellung (Trocknung) im allgenminen aus folgenden drei Hauptphasen:

— Anheizung (bzw. Anwärmung)

— Trocknung

— Ausgleichung (und Abstehenlassen, Kühlung).

Der Feuchtigkeitsgehalt des mit den zur Zeit bekannten Methoden getrockneten Holzmaterials kann zwar auf das gewünschte Niveau eingestellt werden, aber

— die makroskopischen Eigenschaften und Fehler des Holzmaterials führen zur Ungenauigkeit des erreichten Wertes (im allgemeinen in einer Größenordnung zwischen 1-5%).

— das Holz wird im Laufe des Trocknungsprozesses wegen des „erzwungenen" Feuchtigkeitsentzuges verschiedenartig deformiert (Krümmung, Verwerfung, Rißbildung, usw.)

— während dor Trocknung entstehen im Holzmaterial Spannungen verschiedener Art und verschiedenen Maßes und diese bleiben auch während de. Verarbeitungszeit weiter bestehen, wobei sich wieder neue Krümmungen und Verwerfungen ausbilden.

— das getrocknete Material ändert seine Form und Größe in wesentlich größerem Maße — infolge der Änderungen der Umweltfeuchtigkeit während der Erreichung des Holzfeuchtigkeits-Gleichgewichts und infolge anderer Feuchtigkeitsmodifizierungen (z. B Befeuchtung) — als das auf natürlichem Wege getrocknete Holzmaterial.

Ziel der Erfindung

Es ist auch das Ziel der Erfindung, das Verfahren rationell und kostengünstig zu gestalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von Frischholz, im Laufe dessen das zur Trocknung vorbereitete Holz, z. B. Schnittholz, in einem Trockenraum auf an sich bekannte Weise bei einer Temperatur zwischen 40°C und 100⁰C bis auf mindestens 30% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet wird, zu schaffen, das im Vergleich mit den bisherigen Trocknungsmethoden die Holzdeformationen, Form- und Abmessungsabweichungen, die darin zurückbleibenden Spannungen sowie die Zeitdauer des Trocknungsprozesses auf ein akzeptierbares Minimum vermindert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einer destillierten wäßrigen Lösung eines Alkalimetall-Salzes Salpetersäure zugemischt wird und die auf diese Weise gewonnene Mischung mindestens einmal in den Trockenraum eingespritzt wird, wobei mit diesem Spritzmittel, das sich in den Fasern des Holzes befindliche und die Entweichung der Feuchtigkeit behindernde Hartpektin aufgelockert wird und sich dabei das Alkali-Erdmetail zwischen die Holzfasern einbaut.

Vorzugsweise wird die Zusammensetzung der einzuspritzenden Mischung wie folgt gewählt: Salpetersäure (HNO₃) 42-48Ma.-%, destilliertes Wasser (H₂O) 42-48Ma.-%, Alkalimetall-Salz, z.B. Kalziumchlorid (CaCI₂) 4~16Ma.-%.

Dabei wird zweckmäßig die Konzentration der Salpetersäure zwischen 65% und 96% ausgebildet.

Im Sinne der Erfindung ist es, daß vor dem Einspritzen die Holzfeuchtigkeit — abhängig von der Holzart — zwischen 18% und 30% eingestellt wird.

Vorteilhafterweise wird die Innentemperatur im Trockenraum nach dem Einspritzen, während der Trocknung auf einem Wert zwischen 40°C und 100X gehalten.

Nach der Erfindung wird das Einspritzen — abhängig von der Holzart — während einer Zeitdauer von 2 bis 15 Minuten vorgenommen, während die Zahl der Einspritzungszyklen — abhängig von der Holzart — zwischen 1 und 10 gewählt wird.

Bei der Ausarbeitung des erfindungsgemäßen Verfahrens haben wir uns auf die bisherigen Erfahrungen und auf die bereits praktizierten Methoden gestützt und haben diese mit den bisher nicht beachteten chemischen Prozessen ergänzt, die im Uufe der natürlichen Trocknung auch bisher einen bedeutenden Einfluß ausgeübt haben. So kann jede Trocknungstechnologie (Konvektions-, Kondensations- und Vakuumtechnologie) auf Grund des folgenden Grundprinzips ergänzt bzw. modifiziert werden:

Ein Teil der in der Luft befindlichen Stoffe baut sich während des Wachses in das Material des Holzes ein, der andere Teil beeinflußt die Entwicklung ur i die natürliche Widerstandsfähigkeit. Wird nun dieser natürliche Vorgang während der künstlichen Trocknung in ρ .(gegengesetzter Richtung und beschleunigt angewendet, kann der effektiven und beschleunigten Imitation der natürlicher rocknung — mit der wesentlich bessere Ergebnisse erzielt werden können — näher gekommen werden.

In den Phasen des Verfahrens, wo die bisherigen Methoden die verschiedenen feuchteren und trockeneren Zeitperioden imitierend die Gleichgewichtsfeuchtigkeit des Holzmaterials beeinflussen und den erwünschten Trocknungsgrad sichern, wird im Laufe der dabei angewendeten Befeuchtung (Brüdenzuführung, Besprühung, Bespritzung) erfindungsgemäß ein chemisches Präparat in solcher Zusammensetzung und Konzentration angewendet, dessen Wirkung auch während der Naturvorgänge zur Geltung kommt.

Ein Teil der in der Luft be,.iidlichen Gase vereinigt sich im Laufe einer Reaktion zu Oxyd, das sich im Wasser in Säure umwandelt und imstande ist, das während des Wachsens des Holzes eingebaute Alkali-Erdmetall auszulösen, falls wir ein Salz desselben zusammen mit einer destillierten wäßrigen Lösung als Katalysator verwenden, um die Wirkung dieser erwähnten Säure zu beschleunigen.

Unser Verfahren imitiert also neben den bisher bekannten beeinflussenden Faktoren (Temperatu: Feuchtigkeitsgehalt, Druck, Luftgeschwindigkeit) die chemische Wirkung der Umwelt. Damit wird die molekularische Struktur des Holzes in dem kritischen Zeitpunkt von dem verhärteten Zustand des Pektins aufgelockert, wodurch ermöglicht wird, daß der innere Feuchtigkeitsgehalt störungslos an die Oberfläche gelangt und sich von dort entfernt, danach baut sich das Alkali-Erdmetall mit Hilfe des Katalysators in die natürliche Substanz ein.

Das Verfahien ist also eine „Labor-Nachahmung des natürlichen Trocknungsprozesses, d.h. eine künstliche Maximalbeschleunigung aller heute bekannten Wirkungen der Umwelt.

AusfOhrungtbelsplel

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Nach Anwendung der bisherigen Erfahrungsdaten sind die wichtigsten Parameter des in der Erfindung angegebenen Trocknungsverfahrens die folgenden:

Temperatur	min. 4O⁰C	max. 100⁰C
Luftgeschwindigkeit	min. 0,1 m/s	max. 10 m/s
Druck	min. 0,5 bar	max. 1,063 bar
Zeit	Anheizung	Trocknung
	3-18 Stunden	12-71 Stunden
		Ausgleich
		0-12 Stunden
Holzfeuchtigkeit	Anfangsfeuchtigkeit 50%

Endfeuchtigkeit—wunschgemäß—6—15%

Anwendung von Chemikalien während der Brüdenzuführung in den verschiedenen Phasen der Anheizung, Trocknung und Ausgleichung zwischen 30-8% Gleichgewicht-Holzfeuchtigkeitsgehalt.

Dieses Verfahren ermöglicht, daß das im Laufe des in einigen Tagen durchgeführten künstlichen Trocknungsprozesses gewonnene Trockenholz dieselben Eigenschaften hat, wie das in einigen Jahren auf natürlichem Wege getrocknete Holz. Dieses Verfahren ermöglicht ebenfalls, daß durch Verstärkung des natürlichen chemischen Prozesses, bei verhältnismäßig niedriger Holzfeuchtigkeit das Material r-dstizierbar und spanlos bearbeitbar gemacht werden kann (z. B. biegbar, drehbar, zusammendrückbar, dehnbar, in Fasern zerlegbar, usw.) und somit kann es während des Wachstums innerhalb der bekanntn Grenzen bzw. unter Beibehaltung des größten Teils seines Wertes beinahe wie ein lebender Baum geformt werden. Die angeführten Nachteile, die bei den bekannten Verfahren auftreten, vermindern sich bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das Minimum, wie

a) im Laufe der Trocknung vermindern sich die aufgrund der makroskopischen Eigenschaften des Holzes entstehenden Formund Maßveränderungen auf das Minimum, weil eine künstliche Alterung hervorgerufen wird

b) es entstehen keine solche Formänderungen, die nach den bekannten Trocknungsverfahren registriert werden können, d. h. Krümmung, Verwerfung und Risse schädigen das aufzuarbeitende Holzmaterial nicht

c) das getrocknete Holz ist spannungsfrei, deswegen entsteht während der Verarbeitung keine neue Wertverminderung, das Material kann vollwertig verbraucht werden

d) auch auf andere, bisher nicht ausgenützte Gebiete kann die Anwendung erweitert werden, z. B. ermöglicht es die spanlose Formung von bisher als unbiegsam vermuteten Holz'na;on>Jien und die gestaltungsfähige Formung ohne durch Temperatur verursachte Beschädigung

e) die wegen der Beschleunigung der Umlaufgeschwindig ~>it des Verbrauchs (Verhältnis des Wachstums zum Verbrauch) entstandenen Probleme, daß die aus Holz hergestellten Bestandteile mit größerer Holzfeuchtigkeit als zugelassen eingebaut werden iinu die spätere Änderung derselben (Form-, Maßänderung, usw.) weitere Beschädigungen verursacht, werden eliminiert.

Claims

' Verfahren zur Behandlung von Frischhclz, im Laufe dessen das zur Trocknung vorbereitete Rohholz, ..B. Schnittholz in einem Trockenraum auf an sich bekannte Weise, bei einer Temperatur zwischen 40⁰C und 100⁰C bis zum Erreichen eines Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 30% getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß einer destillierten wäßrigen eines Alkalimetall-Salzes Salpetersäure zugemischt wird und die auf diese Weise gewonnene Mischung mindestens einmal in den Trockenraum eingespritzt wird, wobei mit diesem Spritzmittel, das sich in den Fasern des Holzes befindliche und die Entweichung der Feuchtigkeit behinderte Hartpektin aufgelockert wird und sich dabei das Alkali-Erdmetall zwischen den Holzfasern einbaut.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der einzuspritzenden Mischung wie folgt gewählt wird !Salpetersäure (HNO₃) 42-48 Ma.-%, destilliertes Wasser (H₂O) 42-48 Ma.-%, Alkalimetall-Salz, z. B. Kalziumchlorid (CaCI₂) 4-16 Ma.-%.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Salpetersäure zwischen 65% und 96% ausgebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einspritzen die Holzfeuchtigkeit — abhängig von der Holzart — zwischen 18% und 30% eingastellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innentemperatur im Trockenraum nach dom Einspritzen, während der Trocknung auf einem Wert zwischen 4O⁰C und 100⁰C gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzen — abhängig von der Holzart — während einer Zeitdauer von 2 bis 15 Minuten vorgenommen wird, während die Zahl der Einspritzungszyklen—abhängig von der Holzart—zwischen 1 und 10 gewählt wird.