DE2355177A1 - PROCESS FOR DRYING WOOD - Google Patents
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Description
7^ ς 517 77 ^ ς 517 7
Patentanwälte : . . *OJJ " 'Patent attorneys:. . * OJJ "'
DipWng E. Eder .DipWng E. Eder.
Dipl.-ing. K. SchiaschkeDipl.-ing. K. Schiaschke
8Müncheni3,Eüsab3thstrBße34 ; .8Müncheni3, Eüsab3thstrBße34; .
Hyogo Izumi,
Hyogo-ken / JapanHyogo Izumi,
Hyogo-ken / Japan
Verfahren zum Trocknen von HolzMethod of drying wood
Bei der Holζ trocknung arbeitet man meist mit heißer Luft. Das Holz soll dabei eine Stärke von etwa 33 mm haben und wird .-. zunächst in einem Zeitraum von etwa 20 Tagen bis zu einigen l Monaten auf natürliche Weise getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt sich auf 30 bis 35 % verringert hat, worauf das Holz zum Abschluß- der Trocknung noch etwa 5 bis TO Tage in einen Heißlufttrockner gebracht wird.When drying wood, one usually works with hot air. The wood should have a thickness of about 33 mm and will .-. first dried in a period of about 20 days to a few l months in a natural manner, has until the moisture content is reduced to 30 to 35%, is brought to which the wood to Terminating the drying still about 5 to TO days in a hot air dryer.
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-Z--Z-
Während des Trocknens wird sorgfältig darauf geachtet, daß das Holz im Trockner sich nicht verzieht oder reißt» Beim natürlichen Trocknen sind jedoch Risse und Verziehungen nicht zu vermeiden. Auch dann kam es zu großen Schaden im Holz, wenn dieses während der künstlichen Trocknung noch unbeschädigt war.During the drying process, care is taken to ensure that the wood does not warp or crack in the dryer However, when drying, cracks and distortions cannot be avoided. Even then, there was great damage in the wood, though this was still undamaged during the artificial drying.
Bevor das aus dem Sägewerk kommende Holz trocken und verarbeitbar ist, vergeht somit ein Zeitraum von mindestens 30 Tagen und manchmal von mehreren Monaten oder sogar einem Jahr.Before the wood coming from the sawmill is dry and processable, a period of at least 30 days will pass and sometimes several months or even a year.
Durch das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren wird der Wassergehalt des Holzes von 80 % unmittelbar nach dem Sägen in etwa 1,5 Stunden auf 40 bis 60 % reduziert. Durch natürliche Trocknung während 5 bis 30 Tagen des auf diese Weise getrockneten Holzes kann man den Feuchtigkeitsgehalt auf 16 bis 25 % reduzieren und durch einfache Heißlufttroclcnung während 1 5 bis 20 Stunden sogar auf weniger" als 12%. Vor allem werden die beim natürlichen Trocknen unvermeidbaren Risse und Verziehungen auf ein Minimum reduziert, was auch für die inneren Spannungen gilt.The drying process according to the invention reduces the water content of the wood from 80 % immediately after sawing to 40 to 60 % in about 1.5 hours. The moisture content can be reduced to 16 to 25% by natural drying for 5 to 30 days of the wood dried in this way and even to less than 12% by simple hot air drying for 15 to 20 hours Cracks and distortions are reduced to a minimum, which also applies to internal tensions.
Man kann davon ausgehen, daß es während der Trocknung zu folgenden Wasserbewegungen im Holz kommt:It can be assumed that the following water movements occur in the wood during drying:
1. Bewegung infolge des Druckunterschiedes des freien Wassers· in den Zellen,1. Movement as a result of the pressure difference in the free water in the cells,
2. Bewegung von kombinierten Wasser in den Zellen infolge von unterschiedlicher Wasserdichte und2. Movement of combined water in the cells as a result of different water density and
3. Bewegung von Dampf infolge des Dampfdruckunterschiedes in den Zellwänden und Poren.3. Movement of steam due to the difference in steam pressure in the cell walls and pores.
Man kann annehmen, daß sich bei einem Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 30 % das Wasser gemäß Punkt 1 bewegt. Bei einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 30 % erfolgt die TrocknungOne can assume that with a moisture content of more than 30 % the water moves according to point 1. If the moisture content is less than 30 % , drying takes place
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durch Kombination der Einflüsse von Punkt 2 und 3.by combining the influences of points 2 and 3.
Beim natürlichen Trocknen bewegt sich das Wasser in den Oberflächenbereichen des Holzes gemäß Punkt 2 und 3 und im Kern des Holzes gemäß Punkt 1, so daß man ein großes Feuchtigkeitsgefälle zwischen Oberfläche und Kern des Holzes erhält. Dieses Feuchtigkeitsgefälle bildet eine der Hauptgründe für das Entstehen von Tröckenrissen. When drying naturally, the water moves in the surface areas of the wood according to point 2 and 3 and in the core of the wood according to point 1, so that a large moisture gradient is obtained between the surface and the core of the wood. This Moisture gradient is one of the main reasons for drying cracks.
Da beim erfindungsgemäßen Verfahren die Temperatur des Holzes durch gesättigten Dampf auf 110 bis 140° C erhöht wird, ist der gesamte Druck von Luft und Wasser im Holz größer als der Dampfdruck an der Außenseite des Holzes, so daß das Resultat des Einflusses nach Punkt 1 wirkungsvoll beschleunigt wird und das innere Wasser infolge der mechanischen Bewegung von Wasser oder Dampf unter Kombination'der Wirkungen nach Punkt 2 und 3 zur Oberfläche transportiert wird. Da die Temperatur nicht durch heiße Luf t, sondern allein durch gesättigten Dampf erhöht wird, kommt es auch nicht zu einem Anstieg des Feuchtigkeitsgefälles. Durch nachfolgende Druckreduzierung wird der Siedepunkt auf weniger als 65° C verringert, so daß die Innentemperatur des Holzes größer ist als die Siedetemperatur, was zu einer weiteren Erhöhung der mechanischen Wasser- oder Dampfbewegung führt.Since the method according to the invention, the temperature of the wood is increased to 110 to 140 ° C by saturated steam the total pressure of air and water in wood is greater than that Steam pressure on the outside of the wood, so the result the influence according to point 1 is effectively accelerated and the inner water as a result of the mechanical movement of water or steam with a combination of the effects according to point 2 and 3 is transported to the surface. Because the temperature is not increased by hot air, but solely by saturated steam there is also no increase in the moisture gradient. By subsequent pressure reduction, the Boiling point reduced to less than 65 ° C, so that the Internal temperature of the wood is greater than the boiling temperature, which leads to a further increase in the mechanical water or Steam movement leads.
Beim Trocknen von Holz auf natürliche Weise* bis sich der Feuchtigkeitsgehalt auf 40 bis 50 % verringert hat, verzögert sich die weitere, natürliche Trocknung durch das starke Feuchtigkeitsgefälle. Bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren getrockneten Holz wird jedoch auch bei einem ebenso großen Feuchtigkeitsgehalt wie im vorhergehenden FaH, d»h* von 40 bis 50 %, die nachfolgende, natürliche Trocknung auf das Doppelte beschleunigt, da das Feuchtigkeitsgefälle nicht vorhanden ist. Die Beschleunigung der Holztrocknung ist jedochWhen drying wood naturally * until the moisture content has reduced to 40 to 50 % , further, natural drying is delayed by the strong moisture gradient. In the case of the wood dried according to the method according to the invention, however, even with a moisture content as high as in the previous FaH, i.e. from 40 to 50 %, the subsequent natural drying is accelerated twice as much, since the moisture gradient does not exist. The acceleration of wood drying is, however
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nicht ausschließlich auf das Fehlen des Feuchtigkeitsgefälles zurückzuführen. Es kommen noch zwei weitere Gründe in Betracht: Das Harz, das den Austritt von Wasser durch die Poren verhindert, wird durch den bei hoher Temperatur siedenden Dampf beseitigt und das Wasser in jeder Kapillare wird verdampft, wenn der Druck reduziert wird, da die Behandlung des Holzes auf einer über dem Siedepunkt liegenden Temperatur erfolgt, wobei ein Teil dieses Wassers gleichzeitig herausspritzt, und dadurch den Austritt des in den Kapillaren zurückbleibenden Wasser erleichtert. Beim Trocknen von Holz nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit der Feuchtigkeitsgehalt beim natürlichen Troclcnen infolge des Fehlens eines größeren Feuchtigkeitsgefälles kontinuierlich verringert.not solely due to the lack of moisture gradient traced back. There are two other reasons: The resin that prevents water from escaping through the pores, is eliminated by the steam boiling at high temperature and the water in each capillary is evaporated when the Pressure is reduced as the treatment of the wood takes place at a temperature above the boiling point, whereby a Part of this water sprays out at the same time, thereby facilitating the exit of the water remaining in the capillaries. Thus, when drying wood by the method of the present invention, the moisture content becomes natural Drying due to the lack of a larger moisture gradient continuously decreased.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit das Holz bei einem äußerst geringen Feuchtigkeitsgefälle behandelt, so daß innere Spannungen im Holz minimal sind und man ein getrocknetes Holz erhält, das sich gut verarbeiten läßt.By the method according to the invention, the wood is thus at treated with an extremely low moisture gradient, so that internal stresses in the wood are minimal and you get a dried Wood is obtained that can be easily processed.
Charakteristisch für das er findungs gemäße Verfahren ist auch, daß es die Trocknung von Holz ohne Rücksicht auf dessen Stärke ermöglicht, d.h. das Holz kann beispielsweise mehr als 200 mm dick sein. Bei dem üblichen Trockenverfahren mit heißer Luft liegt dagegen die praktikable Grenze bei einer Stärke von 30 ram.It is also characteristic of the process according to the invention that it is the drying of wood regardless of its strength allows, i.e. the wood can be more than 200 mm thick, for example. In the usual drying process with hot air on the other hand, the practicable limit is a strength of 30 ram.
Auch das Trocknen von unregelmäßig gewachsenem Holz war mit heißer Luft sehr schwierig. Dagegen gestattet das erfindungsgemäße Verfahren die ebenso schnelle Trocknung von unregelmäßig als auch von regelmäßig gewachsenem Holz. Bisher wurde das Holz nach dem Einschlag auf natürliche Weise getrocknet, wobei man die Bäume vorzugsweise im Herbst und Winter fällte, um dadurch das beim Einschlag im Frühjahr oder Sommer auftretende Verfaulen oder Verrotten möglichst zu vermeiden.Drying irregularly grown wood was also very difficult with hot air. In contrast, the inventive Process that just as quickly dries irregular as well as regularly grown wood. So far has been the wood is naturally dried after felling, whereby the trees are preferably felled in autumn and winter, in order to avoid the rotting or rotting that occurs during the fall in spring or summer as far as possible.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dagegen das Fällen der-Bäume über das ganze Jahr verteilt, da Hitze!und Druck direkt nach dem Fällen und Sägen auf das Holz einwirken.In contrast, the method according to the invention enables felling the trees spread over the whole year because of heat! and pressure Act on the wood immediately after felling and sawing.
Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen. Darin zeigt:For a more detailed explanation of the invention, reference is made to Reference drawing. It shows:
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im vertikalen Schnitt, einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgeraäßen Verfahrens undFig. 1 is a side view, partly in vertical section, a device for carrying out the erfindungsgeraässer Procedure and
Fig. 2 einen etwas vergrößerten Querschnitt durch diese Einrichtung.2 shows a somewhat enlarged cross section through this device.
Ein Druckbehälter 11 laßt sich durch eine Tür 12 am einen Ende, luftdicht verschliefen. Am Boden des Druckbehälters 11 sind Schienen 13 vorhanden, über die sich ein mit dem zu trocknenden Holz 14 beladener Wagen 15 in den Behälter 11 fahren läßt.A pressure vessel 11 can be opened through a door 12 at one end, slept airtight. At the bottom of the pressure vessel 11 there are rails 13, over which a with the to be dried Wood 14 loaded carriage 15 can drive into the container 11.
Die Innenseite des Druckbehälters 11 ist praktisch über ihre ganze Länge mit Dampfdüsen 1 6 versehen» Durch diese Düsen 16 tritt gesättigter Dampf in den Druckbehälter 11«The inside of the pressure vessel 11 is practical over theirs Provide steam nozzles 1 6 over the entire length »Through these nozzles 16 saturated steam enters pressure vessel 11 «
Über eine Vakuumöffnung 17 in der Wand des Druckbehälters 11 läßt sich das Behälterinnere mit einer (nicht gezeigten) Vakuumpumpe verbinden.Via a vacuum opening 17 in the wall of the pressure vessel 11 the inside of the container can be opened with a vacuum pump (not shown) associate.
Zur Trocknung des Holzes wird zunächst der mit dem Holz 14 beladene Wagen 15 in den Druckbehälter 11 eingefahren und dieser darauf durch die Tür. 12 verschlossen.To dry the wood, the first step is the one with the wood 14 loaded carriage 15 retracted into the pressure vessel 11 and this then through the door. 12 locked.
Durch Öffnen der Austrittsöffnung tritt gesättigter Dampf aus den Dampfdüsen 16 in den Druckbehälter 11 und verdrängt die . darin vorhandene Luft« Nachdem der Behälter 11 durch Verschließen der Auslaßöffnung abgedichtet da: 9 wird weiter gesättigter Dampf in den Behälter eingeleitet_,. so daß Wärme undBy opening the outlet opening, saturated steam emerges from the steam nozzles 16 into the pressure vessel 11 and displaces the. air present in it. After the container 11 is sealed by closing the outlet opening: 9 more saturated steam is introduced into the container. so that warmth and
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Druck auf das Holz 14 im Behälter einwirken, bis das Holz unter Dampf bei einer Temperatur von mehr als 110° C siedet. Wenn das Harz im;Holz 14 verdampft und das Holz bis zum Kern gleichmäßig erwärmt ist entsteht trotz der Erwärmung auf über 110° C im Ineren des Holzes kein Feuchtigkeitsgefälle. Nachdem eine bestimmte Zeit verstrichen ist, läßt man den gesättigten Dampf durch Öffnen der Auslaßöffnung aus dem Druckbehälter 11, worauf die Auslaßöffnung wieder geschlossen'und der Druck im Behälter durch die Vakuumpumpe allmählich verringert wird, wodurch das im Holz enthaltene Wasser siedet und sich vom Kern zur Oberfläche des Holzes bewegt und wobei trotz der Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes kein Feuchtigkeitsgefälle auftritt.Apply pressure to the wood 14 in the container until the wood boiling under steam at a temperature of more than 110 ° C. When the resin in the; wood 14 evaporates and the wood to the core is evenly heated, there is no moisture gradient in the interior of the wood despite being heated to over 110 ° C. After this a certain time has elapsed, the saturated steam is let out of the pressure vessel 11 by opening the outlet opening, whereupon the outlet opening is closed again and the pressure in the container is gradually reduced by the vacuum pump, whereby the water contained in the wood boils and moves from the core to the surface of the wood and in spite of the reduction the moisture content no moisture gradient occurs.
Nach Ablauf einer bestimmten Zeit ist die im Holz 14 angesammelte Wärmemenge durch die Verdunstungswärme verbraucht, so daß das Sieden aufhört und das enthaltene Wasser von der Holzoberfläche verdunstet, so daß das Feuchtigkeitsgefälle ansteigt.After a certain time has elapsed, the amount of heat accumulated in the wood 14 is consumed by the heat of evaporation, so that the boiling stops and the water contained evaporates from the wood surface, so that the moisture gradient increases.
Nachdem der Druck reduziert ist, wird während des Siedens das Holz herausgenommen. Die Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes kann durch Wiederholung dieses Verfahrens fortgesetzt werden. Bei jeder Wiederholung des Verfahrens wird der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes um etwa 1/3 verringert.After the pressure is reduced, the wood is taken out while it is boiling. The reduction in moisture content can be continued by repeating this procedure. Each time the procedure is repeated, the The moisture content of the wood is reduced by about 1/3.
Zur Trocknung von stärkerem Holz ist eine längere Behandlungszeit erforderlich. Man kann davon ausgehen, daß pro mm Stärke des Holzes die Behandlungszeit um etwa 1 Minute verlängert wird. Dem vorhergehenden Dampf sieden bei etwa 105° C wird das Holz einer bestimmten Anzahl von Minuten ausgesetzt, die etwa der Hälfte der Stärke des Holzes in mm entspricht.A longer treatment time is required to dry thicker wood. One can assume that per mm of thickness of the wood, the treatment time is extended by about 1 minute will. The wood is exposed to the previous steam boiling at about 105 ° C for a certain number of minutes corresponds to about half the thickness of the wood in mm.
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Das nachfolgende Dampfsieden auf einer für das Holz geeigneten Temperatur erfolgt pro mm Stärke des Holzes um eine Minute, · worauf der Druck für eine bestimmte Zeit verringert wird·The subsequent steam boiling on a suitable for the wood The temperature is one minute per mm of thickness of the wood, whereupon the pressure is reduced for a certain time
Unter einer "bestimmten Zeit" wird die Zeitspanne verstanden, die zur Beseitigung der angesammelten Wärmemenge oberhalb des Siedepunktes durch die Leistungsfähigkeit von Vakuumpumpe und Kondensator benötigt wird, was in Relation steht zum gesamten Volumen des anfänglichen Feuchtigkeitsgehaltes im Holz und zur durch den gesättigten Dampf gegebenen Wärme,, d„h. einer Zeitspanne,, in der das eingeschlossene Wasser siedet«, Je nach der Art des trocknenden Holzes schwankt somit auch diese Zeitspanne in einem gewissen Maße»A "certain time" is understood to mean the period of time to remove the accumulated amount of heat above the boiling point through the efficiency of vacuum pumps and condenser is needed, which is related to the total volume of the initial moisture content in the wood and to the heat given by the saturated steam, ie. a period of time "in which the enclosed water boils", This also fluctuates depending on the type of drying wood Period of time to a certain extent »
Zur Trocknung von Holz der Hemlocktanne von 50 mm beispielsweise, wird das Holz unter Dampf zunächst bei 105° C während 25 Minuten und dann bei 118° C während 50 Minuten gesiedet, worauf während einer bestimmten Zeitspanne der Druck reduziert wird. Da die Geschwindigkeit der Feuchtigkeitsverringerung entsprechend der Stärke des Holzes nicht so groß ist, erhöht sich die Zahl der zum natürlichen Trocknenerforderlichen Tage nach der Behandlung gemäß der Erfindung mit der Stärke des Holzes· Bei Holz einer Stärke von mehr als 80 mm sollte das Holz nach dem erfindungsgemäßen Trocknen etwa 3 bis 5 Tage lang auf natürliche Weise getrocknet werden, worauf sich wieder eine Behandlung gemäß der Erfindung anschließt mit dem Ergebnis, daß die Anzahl der zum nachfolgenden/natürlichen Trocknen erforderlichen Tage auf mehr als die Halfte verringert werden kann. ' ".-.-_ ν - " - \ V . ; -..",.■■;"'/ -.. " . - ;., For drying hemlock wood of 50 mm, for example, the wood is first boiled under steam at 105 ° C for 25 minutes and then at 118 ° C for 50 minutes, after which the pressure is reduced for a certain period of time. Since the rate of moisture reduction is not so great according to the thickness of the wood, the number of days required for natural drying after the treatment according to the invention increases with the thickness of the wood drying according to the invention can be dried naturally for about 3 to 5 days, followed again by a treatment according to the invention with the result that the number of days required for subsequent / natural drying can be reduced to more than half. ' ".-.-_ ν -" - \ V. ; - .. ",. ■■;"'/ - .. ". -;.,
Nach Abschluß dieser Behandlung wird das Holz 14 aus dem Druckbehälter 11 herausgenommen und auf na'dirliche Weise oder durch einen Heißlufttrockner getrocknet. Da mit Ausnahme einer Oberflächenschicht von etwa 2 bis 3 mm die TrocknungAfter completion of this treatment, the wood 14 is from the Pressure vessel 11 taken out and in a natural way or dried by a hot air dryer. There with the exception a surface layer of about 2 to 3 mm for drying
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des Holzes kein Feuchtigkeitsgefälle aufweist, besitzt das so getrocknete Holz eine sehr gute Qualität.If the wood has no moisture gradient, the wood dried in this way is of very good quality.
Patentawfvafte Dipl-lngfit. Ecisr Dipl.-Ing. ^ö Patent certificate lngfit. Ecisr Dipl.-Ing. ^ ö
8 München!3, Eiiiabeihstra8e348 Munich! 3, Eiiiabeihstra8e34
409881/0730409881/0730
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |