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Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von Holz Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Trocknen von Holz, bei welchem das Holz in ein über die Siedetemperatur
des Wassers erhitztes Flüssigkeitsbad eingetaucht wird.
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Es sind Verfahren zur Trocknung von Holz bekannt, die die Diffusion
von Wasser in diesem Stoff infolge von Feuchtigkeitsunterschieden zwischen dem Innern
des Holzes und der umgebenden Luft benutzen. Hierbei muß die Temperatur und der
Feuchtigkeitsgehalt der zur Trocknung verwendeten Luft sorgfältig dem jeweiligen
Feuchtigkeitsgehalt des Holzes angepaßt werden, um Schäden zu vermeiden. Die sich
aus diesem Verfahren ergebenden Nachteile sind einmal ein langsamer Verlauf der
Trocknung, da die Diffusion ein Vorgang geringer Geschwindigkeit ist, ferner Schwierigkeiten
bei der Einstellung des Zustandes der Trockenluft, da dieser in Abhängigkeit der
Zeit sowohl hinsichtlich der Temperatur als auch des Feuchtigkeitsgehaltes veränderlich
gesteuert werden muß, und schließlich erhebliche Kosten der Trocknungsanlage.
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Es ist ferner bekannt, die Temperatur des Trockenvorganges über die
Verdampfungstemperatur der im Holz befindlichen Flüssigkeit zu erhöhen, die dadurch
als Dampf ausgetrieben wird. Dabei wird als trocknendes Medium Luft benutzt.
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Allen diesen Verfahren gegenüber zeigt das Verfahren gemäß der Erfindung
wesentliche Vorteile und ist derart ausgebildet, daß das Flüssigkeitsbad in verschieden
erhitzte Zonen unterteilt ist, die zueinander so abgestimmt sind, daß sie den günstigsten
Verlauf der Trocknung ergeben, wobei die Flüssigkeit gegebenenfalls unter Druck
über dem der Atmosphäre gesetzt wird. Es ist somit eine bedeutende Verbesserung
gegenüber den üblichen Trockenverfahren dadurch ergeben, daß die Wärmeübertragung
an das zu trocknende Gut erhöht wird und an allen Stellen der Oberfläche von möglichst
gleicher
Größe ist. Bei der Verwendung von Flüssigkeitsbädern erfolgt die Wärmeübertragung
von der Flüssigkeit auf den zu behandelnden Stoff wegen des größeren Wärmeüberganges
an einer wesentlich größeren Oberfläche als bei Gasen. Ferner wird infolge der geringeren
örtlichen Unterschiede des Wärmeüberganges ein gleichmäßiger Verlauf des Trockenvorganges
erreicht. Als trocknende Flüssigkeiten können nichtnetzende Flüssigkeiten, wie z.
B. flüssige Metalle, verwendet werden. Es können aber auch netzende Flüssigkeiten
gewählt werden, wenn gleichzeitig eine Imprägnierung stattfinden soll.
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Die für die Trocknung zulässige Temperatur ist je nach der Holzart
und den Abmessungen verschieden und ist festgelegt durch die Gefahr des Zerreißens
des Holzes infolge eines zu hohen Druckes des Dampfes im Innern oder infolge zu
großer Feuchtigkeitsunterschiede zwischen dem Innern und dem Äußeren des Holzes.
Erfahrungsgemäß liegt z. B. die anzuwendende Temperatur bei einer Holzdicke von
etwa 15 mm zwischen 120 und 15o°. Um unnötige Verformungen zu vermeiden, hat es
sich als zweckmäßig erwiesen, den Prozeß in einer Vorstufe bei niedriger Temperatur,
z. B. 8o°, beginnen zu lassen, um dann allmählich die angegebenen Grenzen zu erreichen.
Da ferner bekanntlich das Schwinden des Holzes erst auftritt, wenn das in den Zellen
verbundene hygroskopische Wasser verdampft, kann man den ersten Teil des Prozesses
bis zum sogenannten Fasersättigungspunkt bei höherer Temperatur, d. h. größerer
Geschwindigkeit, und den mit dem Schwinden verbundenen Teil langsamer, d. h. niedrigerer
Temperatur, durchführen.
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Der Trockenvorgang kann weiter gefahrlos beschleunigt werden, wenn
die Badflüssigkeit unter Druck steht, was entweder durch eine Flüssigkeitssäule
oder durch äußeren Überdruck erfolgen kann. In diesem Falle tritt wegen des höheren
Raumgewichtes des Dampfes ein geringerer Druckunterschied zwischen dem Innern des
Holzes und außen auf, so daß die Gefahr des Zerplatzens verringert wird.
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Die Trockenvorgänge werden vorzugsweise in der Trocken- und Imprägnierungsstraße
hintereinandergeschaltet. Dabei wird das Holz in fortlaufender Bewegung beispielsweise
vermittels einer Kette durch drei verschiedene Zonen geführt.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann für die verschiedensten Verwendungszwecke
benutzt werden. Mit besonderem Vorteil läßt es sich anwenden bei der Behandlung
von Faßdauben.
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Es besteht ferner die Möglichkeit, unmittelbar an den Trockenprozeß
unter Ausnutzung der Temperatur des Holzes weitere Arbeitsverfahren, wie insbesondere
Verformungsverfahren, anzuschließen. So können die Faßdauben unmittelbar anschließend
an den Trockenprozeß gebogen werden.
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Als besonderer Vorteil des Verfahrens ist noch der Umstand anzuführen,
daß die Zellen des Holzes weitgehend die Quellfähigkeit verlieren, so daß die Neigung
zu Formänderungen infolge von Feuchtigkeitseinflüssen wesentlich verringert wird.
Zum Beispiel zeigten derart behandelte Buchenfässer nicht mehr die üblichen Verwerfungen
und die Bildung von Fugen beim Trockenstehen. Sie blieben dementsprechend dicht.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i das Arbeitsverfahren schematisch dargestellt,
Fig. 2 das Diagramm betreffend die Abnahme der Feuchtigkeit eines Holzstückes in
Abhängigkeit von der Zeit und Fig. 3 ein Diagramm betreffend die Badtemperatur und
die Holztemperatur, aufgetragen über die Zeitdauer des Trockenvorganges.
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Nach der Darstellung gemäß Fig. i werden beispielsweise Faßdauben
i in einer Gliederkette :2 eingehängt oder eingelegt, die durch ein Flüssigkeitsbad
3 gezogen wird. Dieses Flüssigkeitsbad 3 weist drei verschieden beheizte Zonen auf,
um den gewünschten Temperaturverlauf zu verwirklichen. Beispielsweise ist die Temperatur
der Behandlungsflüssigkeit in der ersten Zone 8o°, in der zweiten Zone i2o° und
in der dritten Zone ioo°. Als Badflüssigkeit können beispielsweise geeignete Metalllegierungen
Verwendung finden oder Flüssigkeiten, die keine Kapillarwirkungen aufweisen und
das Holz nicht benetzen. Dann wird die Badflüssigkeit nicht in das Holz eindringen.
Die an der Stelle i eingeführten Dauben verlassen an der Stelle q. die Transportvorrichtung
wieder.
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Bei der Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt die Kurve a die Temperatur
des Bades und die Kurve b die Temperatur in der Holzmitte. Aus den Diagrammen ist
zu erkennen, daß die Verdampfungstemperatur im Innern des Holzes nach 8 Minuten
erreicht ist. Nach 45 Minuten ist bei der verwendeten Probe die in den Gefäßen befindliche
Flüssigkeit verdampft. Anschließend wird das hygroskopisch gebundene Wasser entfernt,
was mit einem Ansteigen der Temperatur verbunden ist. Aus diesem physikalischen
Verhalten ergibt sich eine außerordentliche rasche Trocknung, die z. B. zum Erreichen
einer normalen Holzfeuchtigkeit von 15 °lo nur 70 Minuten beträgt. Wie erwähnt,
kann das Holz infolge der in ihm herrschenden Temperatur im anschließenden Produktionsgang
verformt werden. Es kann das Holz kräftig gebogen werden, ohne zu brechen. Bei der
Herstellung von Fässern waren bisher für die Behandlung der Dauben besondere Hitzungsanlagen
notwendig. Während das Faßholz bisher durch monatelanges Lagern im Freien vorgetrocknet
und dann in Kammern fertig getrocknet werden mußte oder während man in anderen Fällen
durch intensive Trocknung mit Luft Zeiten von mehreren Tagen benötigte, dauert der
Vorgang der Trocknung im Flüssigkeitsbad gemäß dem vorliegenden Verfahren beispielsweise
nur noch 75 Minuten, wobei gleichzeitig die zur Abdichtung des Materials nötige
Imprägnierung erfolgt.
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Das Verfahren läßt sich noch dadurch verbessern, daß anschließend
an das Trocknungsverfahren
bestimmte Imprägnierungsverfahren verwendet
werden.