NO170369B - Fremgangsmaate ved innsamling av seismiske data til sjoes - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for tørking av tre.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for torking av tre fra et fuktighetsinnhold som er storre enn fuktighetsmengden ved fibermetning til et fuktighetsinnhold som er mindre enn fuktighetsmengden ved fibermetning, idet tbrkingen utfores i to etapper i en i to innbyrdes for torkemediet avgrensbare soner oppdelt lengdesirkulasjonskanal.

Det er vel kjent at torking av trematerialer må foregå med stor forsiktighet for at kvaliteten skal bli godtagbar. Det er derfor ved praktiske forsok i kammertorkere satt opp torkeskjemaer, d.v.s. forskrifter vedrbrende tdrkemediets torre og våte temperaturer , henholdsvis ^v> som funksjon av den foreliggende fuktighetsmengde i treet under torkingen, hvilke forskrifter gir forskjellige anbefalinger for forskjellige tresorter og tretykkelser. Det er særlig ved treforskningsinstitutt i England og USA at slike anbefalinger er blitt utarbeidet systematisk. Disse skal senere behandles mer utfbrlig i forbindelse med beskrivelsen av tegningene .

De komplikasjoner som oppstår ved tretorking beror i forste rekke på de form- og dimensjonsforandringer som oppstår i trecellene ved deres torking og som ytrer seg ved uonskede deformeringer av treet, sprekkdannelse eller resterende torkespenninger. Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen bygger på kjennskapet til at de som folge av nevnte form- og dimensjonsforandringer i cellene under torkingen opptredende spenningstilstander har forskjellig karakter når vannet går ut av cellehulrommene (lumina) og ut av celleveggene (gelsystemet). Det i cellehulrommene foreliggende vann, det frie vann, holdes tilbake i cellene av kapillarkrefter, mens det i celleveggene foreliggende vann, det bundne vann, holdes tilbake av sterkere molekylære krefter i gelsystemet. Ved torkingen går forst det frie vann bort, slik at cellehulrommet tommes. Forst deretter inntrer uttørkingen av celleveggene. Den fuktighetsmengde, ved hvilken cellehulrommene torkes ut, mens celleveggene ennu er vannmettet, kalles treets fibermetnings-fuktighetsinnhold og ligger på omkring 30% (avtar noe ved oket temperatur).

Ved torking av tre med et fuktighetsinnhold storre enn fibermetnings-fuktighetsinnholdet opptrer kapillære sugekrefter ved vanntransporten mot treets overflate, hvor fordampningen fore-går. Den derved opptredende sugevirkning sbker å redusere celle-hulrommenes volum, hvorved der oppstår et visst såkalt cellesvinn, som i ekstreme tilfeller kan fore til såkalt cellekollaps, hvorved cellene mer eller mindre kroller seg sammen eller til at cellene delvis losner fra hverandre, hvorved der kan oppstå sprekker. Slike komplikasjoner innebærer at cellene plastisk deformeres av de kapillære krefter og for å unngå dem bor torkebetingelsene velges slik at cellene har tilstrekkelig elastisitet til uten plastisk deformering å motstå de kapillære krefter og forbli intakte til fibermetnings-fuktighetsinnholdet oppnåes, da den kapillære kraftvirk-ning opphorer. Dette kan oppnåes ved at temperaturen i treet på dette stadium av tbrkingen er tilstrekkelig lavt og den kapillære sugevirkning samtidig holdes passe ved en tilstrekkelig lav tbrke-hastighet.

Ved torking av tre med et fuktighetsinnhold mindre enn fibermetnings-fuktighetsinnholdet forsvinner det i celleveggene hygroskopisk bundne vann, hvilket forer til at disse krymper. Denne krymping er dels anisotrop, d.v.s. med forskjellig storrelse i forskjellige retninger, og dels inhomogen som folge av forskjellige krympningsegenskaper i forskjellige deler av treet (f.eks. kvister, tyrived, spiralvekst, vår- og hosttre) og som folge av den etter torkingen folgende fuktighetsmengdes gradient i treet . Derfor kan de ved torkingen under fibermetnings-fuktighetsinnholdet inntredende krympningsspenninger ikke for noen vesentlig del utjevnes ved elastisk deformering av veden uten at det oppstår lett ytre deformeringer av treet eller sprekkdannelse. Da ytre deformeringer (skjevhet, vridninger og lignende) og sprekkdannelse ikke er onskelig, bor torkebetingelsene ifblge oppfinnelsen velges slik at plastisk deformerinig kan opptre.

Dette er ifblge oppfinnelsen mulig hvis treets temperatur gjores tilstrekkelig hoy. Det eksisterer nemlig en grensetemperatur, under hvilken treet er hovedsakelig elastisk og over hvilken treet er hovedsakelig plastisk, d.v.s. hvor den opptredende spenningstilstand kan utjevnes ved indre flytning i treet . Denne grensetemperaturs avhengighet av treets fuktighetsinnhold = den elasto-plastiske grensekurve - er empirisk fastslått ved forsok (H. Kubler: Plastische Formung und Spannungsseitigung bei Holzern, unter besonderer Berucksichtigung der Holztrockung. Holz als Roh- und Werkstoff Bd. 14, 1956, S. 442) hvorved grensetemperaturen f.eks. i nærheten av fibermetnings-fuktighetsinnholdet har vist seg å ligge ved ca. 35°C og ved 8% fuktighetsinnhold ved ca. 8o°C. Ved fuktighetsinnhold over fibermetnings-fuktighetsinnholdet har forsok ikke vært utfort, men grensetemperaturen forblir der konstant på ca. 35°C, fordi ved fibermetnings-fuktighetsinnholdet er celleveggene mettet med vann og deres vanninnhold forandres ikke når cellehulrommene ved hoyere fuktighetsinnhold suksessivt fylles med vann. Da vannet i cellehulrommene ikke kan innvirke på celle-veggenes elasto-plastiske egenskaper, er disse således de samme som ved fibermetnings-fuktighetsinnholdet og grensetemperaturen er derfor uforandret på ca. 35°C.

For å unngå torkeskader i treet bor ifblge oppfinnelsen med hensyn til den forskjellige karakter av den under torkingen inntredende spenningstilstand over og under fibermetnings-fuktighetsinnholdet tdrkebetingelsene velges slik at treets temperatur ved fuktighetsinnhold storre enn fibermetnings-fuktighetsinnholdet ligger under den elasto-plastiske grensekurve, men ved fuktighetsmengder mindre enn fibermetnings-fuktighetsinnholdet ligger over denne kurve.

Videre bor okningen av treets temperatur over den elasto-plastiske grensekurve foregå plutselig ved fibermetnings-fuktighetsinnholdet. Temperaturokningen skal derfor utfores med effektive forholdsregler og forholdsreglene bor dessuten være enkle og ut fra okonomisk synspunkt fordelaktige. Dette oppnås med foreliggende oppfinnelse som utmerker seg ved at treet på i og for seg kjent måte i forste etappe torkes til et fuktighetsinnhold i nærheten av fibermetning-fuktighetsinnholdet og under denne holdes på en temperatur som i hvert bkeblikk er lavere enn den elasto-plastiske grensetemperatur ved tilsvarende fuktighetsmengde, samt at treet deretter i den annen etappe torkes fra i nærheten av fibermetnings-fuktighetsinnholdet til den onskede sluttfuktighets-mengde , idet treets temperatur under den annen etappes innledning - for, fuktighetsmengden rekker å forandres vesentlig - bringes til hurtig å stige til en verdi hbyere enn den elasto-plastiske grensetemperatur for tilsvarende fuktighetsmengde ved at torke-mediets våte temperatur i lengdesirkulasjons-torkeanordningens annen sone holdes på en betydelig hbyere verdi enn i den forste sone og deretter - inntil treet er på det nærmeste ferdig torket - treet i hvert byeblikk holdes på temperaturer som er hbyere enn den elasto-plastiske grensetemperatur ved tilsvarende fuktighetsmengde. Den plutselige okning av treets temperatur ved fibermetnings-fuktighetsinnholdet bevirkes på en effektiv og ut fra okonomisk synspunkt fordelaktig måte ved okningen av den våte temperatur for det omgivende torkemedium og sistnevnte temperaturøkning kan utfores med enkle forholdsregler i en i to innbyrdes for torkemediet avgrensbare soner oppdelt kanaltbrkeanordning med lengdesirkulas jon. Lengdesirkulasjons-tbrkeanordningens soner kan f.eks. være adskilt med en port som kan åpnes. Hver enkelt av sonene skal være forsynt med adskilte organer for gjennomblåsning av et gass-formet torkemedium gjennom den respektive sone og med organer for å regulere den torre og våte temperatur av tbrkemediet i den respektive sone.

Oppfinnelsen egner seg særlig for torking av trematerialer i form av sagvirke eller i annen form, f.eks. finér, fra ikke-torket tilstand til en fuktighetsmengde som er betydelig under fibermetnings-fuktighetsmengden (8 - 12%) men egner seg også for torking av nysaget virke til ca. 20% fuktighetsinnhold (eks-portvirke) i det tilfelle at en bnsket stor produksjonskapasitet gjor at en kort tbrketid er av vesentlig betydning.

Tbrkemetodens egenskaper skal omtales ytterligere i det fblgende i forbindelse med beskrivelsen av tegningene, hvor fig. 1 viser et horisontalsnitt av en utfbrelsesform av anordningen ifblge oppfinnelsen, fig. 2 og 3 viser forlopet av temperaturen i treet under torkingen, når dette torkes ifblge tradisjonelle retningslinjer og fig. 4 viser tilsvarende temperaturforlbp ved tilpasning av oppfinnelsen sammenlignet med forlopet for en konvensjonell lengdesirkulasjonstbrking.

På fig. 1 står et antall stabler 1 av trevirke og venter utenfor innlbpsporten 2 til et tbrkeanlegg 3 av kanaltypen med lengdesirkulasjon. Tbrkeanlegget 3 er delt opp i to soner 4 og 5 som er adskilt ved en port i form av en rullesjalusi 6. I sonene 4 og 5 befinner seg seks henholdsvis fire tbrkende stabler 7 henholdsvis 8 i tbrkekanalene. I tørkeanleggets 3 utlbpsende finnes en uttaksport 9, gjennom hvilken de ferdigtorkede stabler skrittvis forlater tbrkeanlegget. Samtidig som en ferdig tbrket stabel taes ut, åpnes innlbpsporten 2 og rullesjalusien 6 og alle de bvrige stabler mates frem ett trinn, hvoretter en ny stabel settes inn i innlbpsenden.

Begge soner 4 og 5 er nesten likt utstyrt. Således har begge hver sine to på siden liggende returluftkanaler 10 henholdsvis 11 som inneholder sirkulasjonsvifter 12 henholdsvis 13 og varmebatterier 14 henholdsvis 15 for oppvarming av den sirkulerende tbrkeluft. Varmebatteriene mates med varmt vann og i deres returledninger er anbragt motorventiler 16 henholdsvis 17 som styres fra regulatorer 18 henholdsvis 19. Til returluftkanalene 10 er der koblet kanaler 20 for inntak av ventilasjonsluft og kanaler 22 forsynt med motordrevne spjeld 24 for utslipning av ventilasjonsluft. I kanalene 11 foreligger åpninger 21 for inntak av ven-tilas jonsluf t og åpninger 23 forsynt med motordrevne spjeld 25 for utslipning av ventilasjonsluft. Kanalene 20 for inntak og 22 for avlbp er tilkoblet varmevekslere 30 for gjenvinning av fordamp-ningsvarmen fra den utgående våte luft til den inngående friske luft.

Motorene for spjeldene 24 og 25 styres av regulatorene 18 henholdsvis 19- Disse mates med måleverdier for torr temperatur fra givere 26 henholdsvis 27 og for våt temperatur for givere 28 henholdsvis 29 anbragt i returluftkanalene. Reguleringsutstyret 16, 17, 18, 19, 24, 25, 26, 27, 28, 29 holder konstant temperatur og fuktighet i sirkulasjonsluften innen denne omspyler trevirket.

Med den således beskrevne anordning oppnåes at hbyere temperatur og hbyere fuktighet kan gies den sirkulerende tbrkeluft i den annen sone og dermed en hbyere våt temperatur i luften i denne sone enn i den forste sone. Mens et vått tbrkegods ved kon-veks jonstbrkning antar en temperatur tilnærmet lik tbrkeluftens våte temperatur, vil trevirket i den annen sone få en hbyere temperatur enn det hadde i den forste sone. Sonenes lengde og tbrke-intensiteten skal avveies slik at trevirket mates fra den forste sone til den annen sone når dets fuktighetsinnhold er lik fiber-

j

metnings-fuktighetsmengden.

For å få en oppfatning om hvordan treets temperatur forandres under torkingen og for å kunne sammenligne treets temperatur ved torking ifblge tradisjonelle retningslinjer og ved en tbrkefremgangsmåte ifblge oppfinnelsen, kan man gå ut fra det kjente forhold at treets temperatur så lenge der finnes fritt vann i treets celler, d.v.s. ved et fuktighetsinnhold over fibermetnings-f uktighetsinnholdet , er nesten lik tbrkemediets våte temperatur1>v og at treets temperatur ved fuktighetsmengder under fibermetnings-f uktighetsmengden suksessivt oker mot tbrkemediets torre temperatur "> ved avtagende fuktighetsmengde, til en begynnelse med et akselererende tempo og senere i et retarderende tempo når trevirkets fuktighetsinnhold. nærmer seg den til de torre og våte temperaturer svarende likevekts-fuktighetsmengde i treet. Med kjennskap til tbrkeskjemaet, d.v.s..temperaturene ^ og ty- som funksjon av treets f likt ighet sinnhold, kan på denne måte foretaes en bedbmmelse av treets temperatur som funksjon av fuktighetsinnholdet .

Fig. 2 og 3 viser på denne måte oppnådde tretempera-turer (anfbrt på diagrammets ordinat) som funksjon av treets fuktighetsmengde (anfbrt på diagrammets abscisse) for forskjellige tradisjonelle tbrkeskjemaer. Den på en slik måte oppnådde tretemperatur er nbyaktig ved fuktighetsinnhold over fibermetnings-fuktighetsinnholdet og tilnærmet ved fuktighetsmengder under fibermetnings-fuktighetsinnholdet, men tilstrekkelig noyaktig for. den tilsiktede sammenligning. Fibermetnings-fuktighetsmengden, som avtar litt med bkende tretemperatur, , er også angitt på figurene som en steilt hellende kurve. Den elasto-plastiske grensekurve er tegnet inn som en strek-trukket linje. Fig. 2 viser deri tretemperatur som fåes ved tilpasning - av noen tbrkeskjemaer betegnet méd A, B, E og H som er provet ut ved Forest Products Research Laboratory, England og som er representative for et stort antall anbefalinger for forskjellige tresorter og materialtykkelser. Forlopet av tretemperaturen kan karak-teriseres som en tilnærmet loddrett parallellforskyvning av den elasto-plastiske grensekurve, hvilket innebærer at treets temperatur ifblge disse tbrkeskjemaer stort sett for alle fuktighetsmengder ligger enten helt over eller helt under den elasto-plastiske grensekurve og således ikke oppfyller oppfinnelsens betingelser at tretemperaturen ved fuktighetsmengder over fibermetnings-fuk^ tighetsinnholdet skal være lavere og ved fuktighetsmengder under ■;. fibermetnings-fuktighetsinnholdet skal være hbyere enn den elasto-plastiske grensetemperatur. Fig. 3 viser på samme måte den tretemperatur som fåes ved tilpasning av noen representative tbrkeskjemaer, betegnet med T2-C1, T6-D4, T4-F5, T12-C5 og T14-B5, som er provet ut ved Forest Products Laboratory, Madison, Wisc., USA. Heller ikke disse anbefalinger oppfyller betingelsene ifblge oppfinnelsen, men gir en tretemperatur som for alle fuktighetsmengder ligger over den elasto-plastiske grensekurve respektive for skjema T2-C1 gir en tretemperatur som.ved fuktighetsmengder over fibermetnings-fuktighetsmengden ligger over grensekurven og ved fuktighetsmengder under fibermetnings-fuktighetsmengden ligger i det vesentlige under grensekurven, d.v.s. omvendt av betingelsene ifblge oppfinnelsen.

Fig. 4 viser på tilsvarende måte den tretemperatur

som fåes ved torking dels i en konvensjonell tbrkeanordning med lengdesirkulas jon (kurve 2), hvor tbrkeluftens våte temperatur .. holdes på ca. 32°C dg den tbrré temperatur i utlbpsenden på' ca.. _ . 46°C, hvilket er normale verdier ved torking av eksportlast,. og dels i en anordning ifblge oppfinnelsen'* (kurve ; 1) , i hvilken, den . våté temperatur i den fbirste sone,, d.v.s;' ved torking ned til ca 30% f uktighetsinnhold, holdes på- 32°C : bg -i den .annen sone , d.v.s..,

ved torking fra ca. 30% fuktighetsinnhold og nedover, holdes på,

ca. 50°C og den torre temperatur i utlopsenden holdes på ca. 64°C. Begge de sammenlignede tørkeanlegg antas ved beregningen å ha samme kapasitet, samme tbrkelengde (lengde gjennomstrømmet av tre-materiale) og å gi samme tbrketid ved torking fra ca. 110% fuktighetsinnhold til ca. 10% fuktighetsinnhold. Trematerialenes temperatur ifblge kurve 2, d.v.s. den konvensjonelle tbrkeanordning, ligger hele tiden under den elasto-plastiske grensekurve, mens den ifblge kurve 1, d.v.s. i anordningen ifblge oppfinnelsen, ned til ca. 30% fuktighetsinnhold ligger under grensekurven og deretter hurtig stiger til en verdi over grensekurven. Materialtemperaturen ligger deretter over grensekurven helt til materialene er på det nærmeste ferdigtbrket, d.v.s. at tretemperaturen utmerker seg ved betingelsen ifblge oppfinnelsen. Når trematerialene fores over fra den forste til den annen sone, hvori tbrkeluftens våte temperatur er hbyere^ vil materialenes temperatur til en begynnelse ligge _under duggpunktet i denne sone og vann vil derfor bli utfelt fra tbrkeluften på materialene, slik at deres fuktighetsmengde stiger noe under oppvarmingen. Dette er heldig ut fra materialkvalitets-synspunkt, fordi overgangen mellom sonene derved mildnes.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for torking av trematerialer fra en fuktighetsmengde stbrre enn fibermetnings-fuktighetsmengden til en fuktighetsmengde mindre enn fibermetnings-fuktighetsmengden, idet torkingen utfores i to etapper i en lengdesirkulasjonskanal (3) oppdelt i to innbyrdes for tbrkemediet avgrensbare soner (4 hhv. 5)> karakterisert ved at trematerialene (1) på i og for seg kjent måte i forste etappe torkes til en fuktighetsmengde i nærheten av fibermetnings-fuktighetsmengden og derunder holdes på en temperatur som i hvert byeblikk er lavere enn den elasto-plastiske grensetemperatur ved tilsvarende fuktighetsmengde, samt at trematerialene i den annen etappe torkes fra i nærheten av fibermetnings-fuktighetsmengden til den bnskede sluttfuktighets-mengde , idet trematerialenes temperatur under den annen etappes begynnelse, for fuktighetsmengden rekker i det vesentlige å bli forandret, bringes til å stige brått til en verdi hbyere enn den elasto-plastiske grensetemperatur ved tilsvarende fuktighetsmengde ved at tbrkemediets våttemperatur i lengdesirkulasjonstbrkerens (3) annen sone (5) holdes på en betydelig hbyere verdi enn i den forste sone (4) og deretter - inntil materialene ei på det nærmeste ferdigtbrket - materialene i hvert byeblikk holdes på temperaturer som er hbyere enn den elasto-plastiske grensetemperatur for tilsvarende fuktighetsmengde.