> < _ >
Ove Söderström, Anders Samuelsson
Fortsatt utprovning
av färdigtorkningsschema
för virke
Continued Testing of Schedules
for End-use Timber Drying
Trätek
Ove Söderström Anders Samuelsson
FORTSATT UTPROVNING AV FÄRD IGTORKNINGSSCHEMA FÖR VIRKE Continued Testing of Schedules for End-use Timber Drying
TräteknikCentrum, Rapport I 9102004
Nyckelord
end-use moisture content kiln drying schedules
Rapporter från TräteknikCcntrum är kompletta sammanställningar av forskningsresultat eller översikter, utvecklingar och studier. Publicerade rapporter betecknas med I eller P och numreras tillsammans med alla utgåvor från Träteknik-Centrum i löpande följd.
Citat tillätes om källan anges.
Reports issued by the Swedish Insiimtc for Wood Technology Research comprise complete accounts for research residts, or summaries, surveys and
stu-dies. Puhlishcd reports bear the designation I or P and are numbered in consecutive order U)gether with all the other publications from the Institute.
Extracts frotn the text may be reproduced provided the source is acknowledged.
TräteknikCcntrum betjänar de fem industrigre-narna sågverk, trämanufaktur (snickeri-, trähus-, möbel- och övrig träbearbetande industri), träfi-berskivor, spånskivor och plywood. Ett avtal om forskning och utveckling mellan industrin och Styrelsen för Teknisk Utveckling (STU) utgör grunden för verksamheten som utförs med egna, samverkande och externa resurser. Träteknik-Centrum har forskningsenheter, förutom i Stock-holm, även i Jönköping och Skellefteå.
The Swedish Institute for Wood Technology Re-search serves the five branches of the industry: saw-mills, maiuifacturing (joinery, wooden houses, fur-niture and other woodworking plants), fibre board, particle board and plywood. A research and deve-lopment agreement between the industry and the Swedish National Board for Technical Development (STU) forms the basis for the Institute's activities. The Institute utilises its own resources as well as those of its collaborators and other outside bodies. Apart from Stockholm, research units are also
I N N E H Ä L L S F . 1 R T E C K N I N G
Sid
1. SAMMANFATTNING 3 2. INLEDNING 3 3. VIDAREUTVECKLING AV MODELLEN 3
4. DATORPROGRAMMERING AV DEN FÖRBÄTTRADE MODELLEN 3
5. LABORATORIEFORSÖK 5 6. RESULTAT OCH DISKUSSION AV LABORATORIEFORSOKEN 6
7. UTPROVNINGAR HOS BERGKVIST-INSJÖN 10 8. UTPROVNINGAR PA F0RSS30 BRUK 11 9. UTPROVNING PA FISKARHEDENS TRÄVARU AB 11
10. UTPROVNING HOS WEDDE & CO 14
11. SLUTSATSER 16 12. REFERENSER 17 13. SUMMARY 17
1. SAMMANFATTNING
Nu f i n n s d e t förslag på torkningsschemata för t o r k n i n g av v i r k e t i l l använ-d a r f u k t k v o t . Denna kunskap böi s p r i använ-d a s t i l l så många sågverk som möjligt. Detta återstår a t t göra. K v a l i t e t s u t f a l l e t , när d e t gäller s p r i c k o r , kan e n k e l t mätas med Träteks nya spricklängdsmätare. Metod för jämförelser mel-l a n o mel-l i k a t o r k n i n g a r f i n n s framtagen.
Ny f o r s k n i n g inom träfysik och trätorkning är i n i t i e r a d och kommer förhopp-n i förhopp-n g s v i s a t t få e t t s t a r k t ekoförhopp-nomiskt stöd. Deförhopp-n v e t e förhopp-n s k a p l i g a ambitioförhopp-neförhopp-n är hög i d e t t a p r o j e k t .
P r o j e k t e t har f i n a n s i e r a t s med medel från Statens I n d u s t r i v e r k (5IND) och Träteks ramprogram. De i n d u s t r i e l l a u t t e s t n i n g a r n a har möjliggjorts tack vare stöd från de berörda sågverkens l e d n i n g och p e r s o n a l . Träteks Ake
Österman har utfört l a b o r a t o r i e t o r k n i n g a r n a . Författarna framför s i t t tack. 2. INLEDNING
I n t r e s s e t för färdigtorkning i e t t steg från rått tillstånd t i l l användar-f u k t k v o t ökar bland sågverken. Det h a r b l i v i t uppenbart användar-för a l l t användar-f l e r a t t denna torkningsmetodik har många fördelar, men mycket återstår a t t göra. Sågverken måste e m e l l e r t i d marknadsföra den färdigtorkade v i r k e s v a r a n mycket hårdare för a t t kunna få kunderna a t t acceptera e t t högre p r i s . Samt i d i g Samt måsSamte sågverken vara beredda på a Samt Samt ge g a r a n Samt i e r på Samt o r k n i n g s k v a l i -t e -t e n . De-t-ta leder osök-t -t i l l nya och högre krav på -torkleveran-törerna a -t -t o f f e r e r a t o r k a r med högre prestanda, både med avseende på t o r k n i n g s t i d och k v a l i t e t s u t f a l l . Föreliggande p r o j e k t avser a t t påvisa och t e s t a nya t o r k -ningsschemata, som ger b r a t o r k n i n g s k v a l i t e t på r i m l i g a t o r k n i n g s t i d e r och s a m t i d i g t ge de krav som bör ställas på den f r a m t i d a v i r k e s t o r k e n .
3. VIDAREUTVECKLING AV MODELLEN
E f t e r de e r f a r e n h e t e r som erhölls v i d de första u t t e s t n i n g a r n a / I , 2/ så m o d i f i e r a d e s modellen och r e s u l t a t e n kunde få en mera f y s i k a l i s k t o l k n i n g /3/. I den m o d i f i e r a d e modellen väljs våttemperaturnivån e f t e r e t t c e l l -s t a b i l i t e t -s k r i t e r i u m . Den b l i r beroende av d e n -s i t e t e n och b l i r i allmänhet
lägre än vad som använts t i d i g a r e / I , 2/. Detta betyder a t t t o r k n i n g s t i d e r -na b l i r något längre än t i d i g a r e , men s a m t i d i g t k o r t a r e än gamla standard-schemata .
4. DATORPROGRAMMERING AV DEN FÖRBÄTTRADE MODELLEN
Den förbättrade modellen / 3 / har r e a l i s e r a t s i e t t datorprogram för beräk-ning av torkberäk-ningsschemata. Programmet är s k r i v e t i programspråket Pascal. För svensk f u r u och gran s t y r s schemaberäkningarna av s p l i n t e n s f u k t k v o t , dock presenteras m e d e l f u k t k v o t e n för kärnved och s p l i n t tillsammans med torkschemat, se t a b e l l 1. Programmet genomgår en ständig u t v e c k l i n g och förbättring med avseende på o p t i o n e r såsom beräkning av schemata för f l e r träslag, björk, ek e t c .
4
Nedan v i s a s indatamenyn t i l l den nuvarande versionen av programmet: t o r k m o d e l l ( M l ( l ) , M2(2)):2 träslag f u r u ( l ) , g r a n ( 2 ) : l t j o c k l e k (mm):50 bredd (mm):150 d e n s i t e t (kg/m^):430 l u f t h a s t i g h e t (m/s):3 max. t o r r t e m p . (C):80 s l u t f u k t k v o t (5S):10 kärnvedsandel (^):70 blåsdjup (m):6 s t y r p k t . l = k a n t , 2=medelv., 3 = m i t t : 2 strötjocklek (mm):25 beräknad våttemperatur:45.4 v i l l du ändra våttemperaturen ( j / n ) : I indatamenyn f i n n s o p t i o n e n t o r k m o d e l l Ml e l l e r M2. Modell Ml hänför s i g t i l l den systematik som används i Europa. Modell M2 bygger på data från M a d i s o n - l a b o r a t o r i e t , USA.
Torkningsschemat p r e s e n t e r a s i f r i t t v a l b a r t a n t a l t o r k s t e g . Nedan v i s a s e t t exempel på e t t schema ( t a b e l l 1) för de värden som f i n n s i indatamenyn ovan.
TABELL 1. Torkningsschema för f u r u 50 x 150 mm.
Tid Torrtem- Våttem- Psykrometer- M e d e l f u k t
-p e r a t u r p e r a t u r s k i l l n a d kvot
•c
••c
/O 0 47,3 45,4 2,0 63,2 10 51,8 I I 6,4 56,9 20 52,0 I t 6,6 48,2 30 51,3 I I 4,9 40,0 40 50,4 I I 5,0 32,8 50 51,8 I I 6,4 28,4 60 57,7 I I 12,3 24,8 70 62,4 I I 17,0 21,7 80 65,0 I I 19,6 19,0 90 67,6 I I 22,2 16,7 100 73,4 I I 28,0 15,3 110 73,4 I I I I 13,9 120 73,4 I I It 12,6 130 72,4 I t I t H,5 140 73,4 I t I I 10,7 150 73,4 It I t 10,05. LABORATORIEFORSÖK
Det första försöket (F 73) utfördes med färsk f u r u av dimensionen 50 X 150 mm. Den eftersträvade s l u t f u k t k v o t e n var 8 %. Som t i d i g a r e på-pekats använder den nya torkningsmodellen en lägre våttemperatur än den gamla. Detta medför en något längre t o r k n i n g s t i d och för a t t i någon mån kompensera för d e t t a höjdes våt temperaturen i s l u t e t av t o r k n i n g e n . E r f a -renheter har v i s a t a t t s p r i c k b i l d n i n g e n minskar med ökande våttemperatur. Eftersom de största f u k t g r a d i e n t e r n a , och därmed de största r i s k e r n a för s p r i c k o r , uppträder i början av t o r k n i n g e n så är det v i k t i g t a t t våttempe-r a t u våttempe-r e n hålls så hög som möjligt i n i t i a l t . Samtidigt så f i n n s d e t t i d i g a våttempe-r e o b s e r v a t i o n e r , som t y d e r på a t t kådflytningen sker lättare v i d en hög tem-p e r a t u r och företrädesvis när trä innehåller f r i t t v a t t e n , d v s i början av t o r k n i n g e n . E f t e r "puckeln" i schemat (se f i g u r 1) höjdes våttemperaturen linjärt med t i d e n så a t t den t o r r a temperatuvåttemperaturen v i d uppnådd t o r k n i n g s -t i d blev 90 °C. De-t-ta är den maximala -tempera-turen som Trä-teks mobila -t o r k k l a r a r med tanke på m a s k i n u t r u s t n i n g e n och väggmaterialet.
Experlnent F73 Torrtenp + Psykro o Fuktku 100 lenp 80 60 40 20 h "> r
i
ii :
i
ii
i 8.8 I FuJctH 9.6
e.4 e.2He
0 40 80 128 T i d ( t i n ) 168 200 Figur 1. Laboratorieförsök F73.Det andra försöket (F 74) utfördes med färsk f u r u av dimensionen
75 X 150 mm. Här eftersträvades s l u t f u k t k v o t e n 10 %. 1 d e t t a försök höjdes våttemperaturen t i l l 62 "C så snabbt som möjligt e f t e r "puckeln" i sche-mat. Eftersom den maximala p s y k r o m e t e r s k i l l n a d e n är 28 "C innebar d e t t a a t t den t o r r a temperaturen i s l u t f a s e n av t o r k n i n g e n var 90 "C, d v s den maxi-mala temperaturen som t o r k e n k l a r a r . Här var temperaturen 90 °C under längr e t i d än i fölängregående fölängrsök, v i l k e t t o längr d e ge e t t stölängrlängre s l i t a g e på t o längr -ken . Experlnetit 774 Torrtenp + Psykro o Fuktku 200 T i d ( t i n ) Figur 2. Laboratorieförsök F74.
6. RESULTAT OCH DISKUSSION AV LABORATORIEFtJRSÖKEN
R e s u l t a t e n från försök F 73 redovisas i t a b e l l 2. Som väntat b l e v v i r k e t a l l d e l e s för t o r r t . Den förväntade s l u t f u k t k v o t e n var 8 % med en konstant våttemperatur på 45,4 "C Eftersom våttemperaturen tilläts öka linjärt e f t e r "puckeln" b l e v s l u t f u k t k v o t e n i stället 6,7 %. P a r t i e t granskades av översorteraren på Nyby såg, Sigge Jansson, och han fann a t t v i r k e s b i t a r n a var onormalt mycket deformerade. Vidare påpekade han a t t k v i s t a r n a krympt mycket och a t t djupgående kådflytningar förekom, dock i mindre grad än
för-väntat med tanke på den höga s l u t t e m p e r a t u r e n på 90 "C. B i t a r n a höll i n t e h e l l e r måtten, men inga onormala färgförändringar ansåg han förekom. Hans anmärkningar beror g i v e t v i s på den låga f u k t k v o t e n . Beträffande b r i s t a n d e måtthållning kan d e t t a avhjälpas med a t t såga råmått, som är anpassade t i l l den valda s l u t f u k t k v o t e n . Deformationerna s k u l l e kanske ha b l i v i t mindre om v i r k e t k o n d i t i o n e r a t s , men d e t är tveksamt /4/. Anmärkningsvärt är a t t
ingen färgförändring s k e t t e l l e r a t t inga svårartade kådflytningar upp-stått. Den r e l a t i v a s p r i c k a r e a n var mycket låg.
TABELL 2. Sammanställning från torkningsförsök F73. FÖRSÖK NR STARTDATUM T R Ä S L A G DIMENSION mm ANTAL V I R K E S B I T A R V I R K E TORKSCHEMA TORRTEMP C VÄTTEMP C U P P V Ä R M N I N G S T I D h TORKTID h F73 1 9 9 0 0 8 2 9 FURU 50*150 112 F Ä R S K T MELLANTIMMER M2 T I L L 8% UTAN KONDITIONERING 47-90 45-62 3:01 180
INGÅENDE V Ä R D E N M E D E L V Ä R D E N SPRIDNING ANTAL
FUKTKVOT (beräknad) % 61,7 15,4 112 (mätt ) ( r o t + t o p p ) / 2 7 o - - -( " ) r o t % -
-
-( " ) t o p p % — D E N S I T E T (beräknad) kg/m3 421, 3 29,0 112 (mätt ) ( r o t + t o p p ) / 2 kg/m3 - --( " ) r o t kg/m3 - - -( " ) t o p p kg/m3 - — LÄNGD m 4,49 0, 51 112 U T G Å E N D E V Ä R D E N M E D E L V Ä R D E N SPRIDNING ANTAL FUKTKVOT ( r o t + t o p p ) / 2 % 6,72 0,85 2*112 r o t 7o 6 , 79 1,05 112 t o p p % 6,65 1,13 112 SPRICKOR ( r e l . s p r i c k a r e a a v de s p r u c k n a ) märg + s p l i n t % 1,49 2 ,35 32 märg % - - -s p l i n t 7o - - -(rel.spricklängd a v de s p r u c k n a ) märg + s p l i n t 7 o 9,31 8,51 32 märg 7 o - - -s p l i n t % — K Ä R N V E D S A N D E L ( r o t + t o p p ) / 2 % 0,62 0,16 2*112 r o t 7 o 0,71 0,20 112 t o p p 7 o 0,55 0,18 112 DEFORMATIONER ( r e d . t i l l 3 m e t e r ) k a n t k r o k mm 1,94 2,20 112 flatböj mm 2 , 10 3,71 112 s k e v mm 12,01 12,68 112 KUPNING ( r o t + t o p p ) / 2 mm 1,75 0,47 2*112 r o t mm 1,63 0,78 112 t o p p mm 1,88 0,55 112
Försöksresultaten från experiment F 74 redovisas i t a b e l l 3. Även i d e t t a försök blev s l u t f u k t k v o t e n , 6,1 %, b e t y d l i g t lägre än den avsedda, 10 %. E f t e r "puckeln" höjdes våttemperaturen t i l l 62 "C så snabbt som möjligt. Även d e t t a p a r t i granskades av Nybysågens översorterare. Han anmärkte på d e f o r m a t i o n e r n a , i första hand skevheten. Detta gör v i r k e s p a r t i e t olämpligt både som byggnads- och s n i c k e r i v i r k e .
Dessutom förekom kådflytningar, v i l k e t gör a t t i n t e vattenbaserade färger, l a c k e r e l l e r bets fäster. För a t t y t t e r l i g a r e undersöka det sistnämnda klövs några v i r k e s b i t a r på o l i k a sätt och beströks med e t t vattenbaserat bets. K r i n g k v i s t a r n a uppstod s t o r a zoner där betset i n t e fäste. Detta be-rodde på a t t kådan, v i d den höga temperaturen, fått en låg v i s k o s i t e t och t r a n s p o r t e r a t s l o n g i t u d i n e l l t i k v i s t e n fram t i l l v i r k e s y t a n , där den b r e t t u t s i g . Kådan på ytan försvinner v i d en efterföljande h y v l i n g och even-t u e l l even-t är d e even-t even-t a even-torkningsförfarande e even-t even-t säeven-teven-t a even-t even-t b l i av med kviseven-tkådan, som kan förorsaka problem senare i p r o d u k t i o n e n , t ex v i d fönstertillverkning. Detta kommer a t t undersökas i e t t f r a m t i d a p r o j e k t . Den r e l a t i v a s p r i c k arean var låg och t o r k n i n g s k v a l i t e t e n med avseende på s p r i c k o r var t i l l -fredsställande.
Sammanfattningsvis kan man säga a t t en höjning av våttemperaturen i s l u t e t av torkningen ger en k o r t a r e t o r k n i n g s t i d . Den k o r t a s t e t o r k n i n g s t i d e n e r hålles om temperaturuppgången görs så snabbt som möjligt e f t e r i n i t i a l -fasen. Det är e m e l l e r t i d tveksamt om d e t ger några andra fördelar. Det förefaller som om problemen med kådflytningar ökar med stigande temperatur oberoende av när i t o r k n i n g s f a s e n den höga temperaturen inträffar. Tidigare undersökningar har g j o r t gällande a t t enbart våttemperaturen, i den k a p i l -lära fasen av t o r k n i n g e n , påverkar kådflytningen. Här krävs dock mera mät-n i mät-n g a r för a t t lösa demät-nmät-na v i k t i g a fråga. Experimemät-nttorkmät-nimät-ngarmät-nas problem med deformationerna hänger enbart ihop med de låga s l u t f u k t k v o t e r n a och knappast med temperaturnivåerna. Bägge försöken gav l i t e s p r i c k o r , v i l k e t stöder den t e o r i som de framtagna schemata bygger på /5/.
TABELL 3. Sammanställning från torkningsförsök F74 FÖRSÖK NR STARTDATUM TRÄSLAG DIMENSION mm ANTAL V I R K E S B I T A R V I R K E TORKSCHEMA TORRTEMP C V Ä T T E M P C U P P V Ä R M N I N G S T I D h TORKTID h F 7 4 1 9 9 0 1 0 1 0 FURU 75*150 84 F Ä R S K T MELLANTIMMER M2 T I L L 1 0 % UTAN KONDITIONERING 46-90 4 5 - 6 2 3:39 312
INGÅENDE V Ä R D E N M E D E L V Ä R D E N SPRIDNING ANTAL
FUKTKVOT (beräknad) 7 o 56, 5 19,9 84 (mätt ) ( r o t + t o p p /2 % - - -( " ) r o t 7 o - - -( " ) t o p p % — — — D E N S I T E T (beräknad) kg/m3 420, 7 24,3 84 (mätt ) ( r o t + t o p p /2 kg/m3 - - — ( " ) r o t kg/m3 - - -( " ) t o p p kg/m3 — — — LÄNGD m 4,33 0,37 84 U T G Å E N D E V Ä R D E N M E D E L V Ä R D E N SPRIDNING ANTAL FUKTKVOT ( r o t + t o p p /2 7 o 6,06 0,74 2*84 r o t 7 o 6,24 0,85 84 t o p p 7 o 5,89 0,74 84 SPRICKOR ( r e l . s p r i c k a r e a av de s p r u c k n a ) märg + s p l i n t 7 o 2,91 3,98 29 märg 7 o - — — s p l i n t 7 o - - — (rel.spricklängd a v de s p r u c k n a ) märg + s p l i n t 7 o 24,61 28,64 29 märg 7 o - — — s p l i n t 7 o K Ä R N V E D S A N D E L ( r o t + t o p p ) / 2 7 o 0,74 0,17 2*84 r o t 7 o 0,81 0,18 84 t o p p 7 o 0,67 0,21 84 DEFORMATIONER ( r e d . t i l l 3 m e t e r ) k a n t k r o k mm flatböj mm s k e v mm 1,57 2,21 8 ,83 1.52 2,24 8 , 62 84 84 84 KUPNING ( r o t + t o p p ) / 2 mm r o t mm t o p p mm 1.73 1.72 1,75 0.36 0.53 0.44 2*84 84 84
10
7. UTPROVNINGAR HOS BERGKVIST-INSJÖN
Utprovningarna har f o r t s a t t på sågverket Bergkvist-Insjön med den gamla mo-d e l i e n men för v i r k e s t j o c k l e k a r n a 63 och 75 mm. Sågverket har WSAB-torkar. Några t o r k n i n g a r av 63 mm gav mycket bra r e s u l t a t , men för 75 mm v i r k e återstår en d e l problem. Torkningarna av 75 mm v i r k e gav r e l a t i v a s p r i c k -längder på ca 12 %. Detta s k u l l e ha a n s e t t s som e t t r e l a t i v t b r a r e s u l t a t för några år sedan, t y det motsvarar en r e l a t i v s p r i c k a r e a på ca 3 som i sin t u r medför en n e d k l a s s n i n g från o/s t i l l lägre s o r t p g a t o r k n i n g s s k a -dor på ca 3 % e n l i g t Gröna boken. Glädjande nog så anser i n t e sågverket a t t t o r k n i n g s k v a l i t e t e n är tillräckligt hög. Kraven har ökat k r a f t i g t de se-naste åren. Nya p r o v n i n g a r har dessutom i n t e g e t t rätt s l u t f u k t k v o t på p r o g n o s t i c e r a d t i d för t o r k n i n g av 75 mm v i r k e .
Även i de f a l l när torken i n t e har k l a r a t höga s l u t t e m p e r a t u r e r , så har dock de nya schemata g i v i t b e t y d l i g t k o r t a r e t o r k n i n g s t i d e r än de konven-t i o n e l l a och d e konven-t konven-t a ukonven-tan a konven-t konven-t k v a l i konven-t e konven-t s u konven-t f a l l e konven-t b l i v i konven-t lägre.
Utprovningarna hos Bergkvist-Insjön har f o k u s e r a t i n t r e s s e t på uppvärm-ningsfasen och k o n d i t i o n e r i n g e n . I bägge dessa har, v i d en d e l t o r k n i n g a r , ånga använts och g i v i t b r a r e s u l t a t med k o r t a r e t i d e r . För uppvärmningen måste dock styrschemata u t v e c k l a s , så a t t i n t e torkningen påbörjas
o k o n t r o l l e r a t . Det torde vara lämpligt a t t välja e t t sådant schema a t t v i r -kesytans temperatur l i g g e r på l u f t e n s daggpunkt. Då kondenserar i n t e v a t t e n på ytan och t o r k n i n g e n påbörjas i n t e h e l l e r . En v i s s kondensering s k u l l e medföra k o r t a r e uppvärmning för de b i t a r på v i l k a kondensering sker, men i n t e för de efterföljande b i t a r n a i blåsriktningen. Detta betyder a t t det kan b l i en ojämn uppvärmning i torken och v i d s t o r a blåsdjup kan d e t t a b l i b e t y d e l s e f u l l t . Det är v i k t i g t a t t i n t e t o r k n i n g s f a s e n i n l e d s innan a l l t v i r k e är uppvärmt.
Mätningarna hos Bergkvist-Insjön fortsätter och s k a l l leda fram t i l l en k r a v s p e c i f i k a t i o n på den f r a m t i d a v i r k e s t o r k e n . Beträffande s p r i c k o r så torde d e t vara ändamålsenligt a t t ange a n t a l e t spruckna b i t a r i e t t p a r t i med känt a n t a l b i t a r /6/. De spruckna b i t a r n a s r e l a t i v a spricklängd kan e n k e l t mätas med Träteks nya spricklängdsmätare. Då erhålls andelen spruck-na b i t a r med en v i s s r e l a t i v medelspricklängd och s p r i d n i n g . Dessa paramet-rar kan användas för jämförelse mellan två torkade v i r k e s p a r t i e r med en ny s t a t i s t i s k metod /6/.
Arbetet s k a l l leda t i l l e t t underlag för g a r a n t i k r a v på t o r k a r som kan accepteras av både sågverken och torkleverantörerna. Trätek utför, e l l e r anger hur, mätningarna s k a l l utföras. Högsta acceptabla andel spruckna b i t a r med en v i s s medelspricklängd s k a l l anges för o l i k a dimensioner.
8. UTPROVNINGAR PÄ F0R5SJ0 BRUK
Utprovningarna på Forssjö Bruk har i n l e t t s i v e r k e t s Fläkt-torkar, men har i n t e b l i v i t så omfattande som hade v a r i t önskvärt. Sågverket utför i n t e så mycket färdigtorkning, men de nya schemata har använts för t o r k n i n g t i l l s k e p p n i n g s t o r r t e l l e r någon lägre f u k t k v o t och g i v i t goda r e s u l t a t . Upp-följningarna av t o r k n i n g a r n a med sågverkets p e r s o n a l och Trätek i samarbete bör i n t e n s i f i e r a s , när sågverket bestämmer s i g för a t t satsa mer på
färdig-t o r k n i n g . Försfärdig-t då b l i r d e färdig-t möjligfärdig-t a färdig-t färdig-t dra några g e n e r e l l a s l u färdig-t s a färdig-t s e r från p r o v t o r k n i n g a r n a i Fläkt-torkarna.
9. UTPROVNING PÄ FISKARHEDENS TRÄVARU AB
På Fiskarhedens sågverk sker t o r k n i n g i U t e c - t o r k a r . De senast byggda b l i r färdiga i a p r i l 1991. Utprovningen skedde i en t o r k som byggdes 1990. Nedt o r k n i n g sker på både f u r u och gran, hela 65 % av granprodukNedtionen n e d Nedt o r -kas för framställning av limträ. T o t a l t nedtorkades 37 % av p r o d u k t i o n e n under 1990.
Torkschemata som används idag beräknas i s t y r s y s t e m e t Utec P7000, där b l a s l u t f u k t k v o t e n bestäms med hjälp av v e n t i l e r a d mängd v a t t e n . Innan prov-t o r k n i n g e n uprov-tfördes, k o n prov-t r o l l e r a d e s prov-t o r k e n med avseende på l u f prov-t h a s prov-t i g h e prov-t , läckage samt t e m p e r a t u r g i v a r n a s k a l i b r e r i n g och p l a c e r i n g . Temperaturgivar-na ger rättvisande värden jämfört med de temperaturer som v i r k e t utsätts för. En d e l mindre läckage fanns v i d p o r t e n och i torkhusväggarna p g a skador från en överhettning i t o r k e n . Läckagen bedömdes dock som normala. L u f t h a s t i g h e t e n mättes för virkesdimensionen 50 mm, medelvärdet b l e v 1,8 m/s, v i l k e t är för lågt.
Orsaken t i l l den låga l u f t h a s t i g h e t e n är a t t torkpaketen har kvastände, s a m t l i g a vända åt samma håll, se f i g u r 3. Avtätningen mot kvaständen b l i r i n t e b r a , v i l k e t medför a t t en s t o r luftmängd passerar b r e d v i d v i r k e s p a -keten.
12
tilluft
o o o o o o o
fran luft
F i g u r 3. Torken sedd ovanifrån. P r o v t o r k n i n q
Torkning av f u r u 63 x 200 mm t i l l 12 % provades med Träteks t o r k m o d e l l Ml Den t o r r a temperaturen begränsades eftersom torken var p r o j e k t e r a d för maximalt 60 °C, v i l k e t är något lågt. Beräkning av torkschemat skedde med följande i n d a t a : t o r k m o d e l l M l ( l ) , M 2 ( 2 ) : l t j o c k l e k (mm):63 bredd (mm):200 dens i t e t (kg/m^):430 l u f t h a s t i g h e t (m/s):2 max. t o r r t e m p . (C):60 t i d s s t e g (h):10 s l u t f u k t k v o t («):12 kärnvedsandel (%):64 blåsdjup (m):6 s t y r p k t . l = k a n t , 2=medelv., 3 = m i t t : 2 strötjocklek (mm):25
13 Beräkning i dator gav nedanstående torkschema som anpassats t i l l torkens styrsystem. TABELL 4. Torkschema f u r u 63 x 200 mm t i l l 12 %. Tid Torrtem-p e r a t u r Våttem-p e r a t u r Psykro-meter 0 47,4 45,4 2,0 30 52,8 45,4 7,4 60 51,3 45,4 5,9 80 50,1 45,4 4,7 110 51,7 45,4 6,3 140 54,8 45,4 9,5 170 60,0 45,2 14,8 200 60,0 37,7 22,3 230 60,0 26,1 23,9 260 60,0 33,9 26,1 300 60,0 32,0 28,0 328 50,0 46,1 3,9 K o n d i t i o n e r i n g R e s u l t a t
Torkningen pågick ca 17 timmar för länge p g a e t t f e l i s t y r s y s t e m e t , v i l -ket medförde en för låg f u k t k v o t . Nedan v i s a s uppmätta värden.
TABELL 5. R e s u l t a t (40 p r o v ) . Ingående f u k t k v o t D e n s i t e t Kärnvedsandel Utgående f u k t k v o t , t o t a l t k a n t s t a p e l m i t t s t a p e l Medelspricklängd t o t a l t på s p l i n t s i d a n k a n t s t a p e l m i t t s t a p e l 55 % 414 kg/m3 78 % 10,5 10,5 10,5 39 cm 56 " 77 " s t a n d a r d a v v i k e l s e 1,1 8,5 % av planklängden, 194 prov 6 " " "
Spänningarna i v i r k e t k o n t r o l l e r a d e s med g a f f e l p r o v , som visade på lätta spänningar. S p r i c k b i l d n i n g e n var r e l a t i v t låg, men bor kunna b l i lägre ge-nom högre l u f t h a s t i g h e t och bättre s t y r n i n g av k l i m a t e t under uppvärm-ningen. Kantstapeln hade två gånger längre s p r i c k o r , v i l k e t t y d e r på e t t
14
10. UTPROVNING HOS WEDDE & CO
Wedde & Co producerar för närvarande inga nedtorkade varor av grövre dimen-s i o n e r dimen-sådimen-som 50-75 mm. Torkning av de grövre dimendimen-sionerna utfördimen-s t i l l största delen i t r e stycken nybyggda WSAB kammar t o r k a r . Y t t e r l i g a r e t r e stycken WSAB-torkar kommer a t t färdigställas under våren.
Torkningsschemata som används idag är WSABs standardprogram samt några av torkskötaren utvecklade torkningsscheman. WSABs standardscheman ger e t t bra r e s u l t a t , men vår bedömning är a t t v i s k a l l kunna k o r t a t o r k t i d e r n a med b i -behållen k v a l i t e t .
Garantiprovningen av de t r e nybyggda WSABtorkarna utfördes av Trätek, v i l ket gav e r f o r d e r l i g a data för våra p r o v t o r k n i n g a r . Resultaten från g a r a n t i provningen visade på en b r a l u f t h a s t i g h e t , 3,6 m/s v i d 63 mm v i r k e och h e l -f a r t . Kompletterande mätningar av l u -f t h a s t i g h e t e n v i d 75 mm v i r k e gav 3,8 m/s v i d h e l f a r t och 2,9 m/s v i d h a l v f a r t . F u k t k v o t s s p r i d n i n g e n blev låg, v i l k e t t y d e r på jämn t o r k n i n g i hela t o r k s a t s e n .
P r o v t o r k n i n g skedde med f u r u av dimensionen 75 x 175 mm som s k u l l e torkas t i l l 18 %. Torkmodell M l / 3 / användes för beräkning av torkningsschemat. Den t o r r a temperaturen begränsades t i l l 70 "C och den våta valdes t i l l 50 "C. Nedan visas i n d a t a menyn t i l l beräkningarna i Träteks datorprogram (se s i d 4 ) : t o r k m o d e l l M l ( l ) , M 2 ( 2 ) ) : l träslag f u r u ( l ) , g r a n ( 2 ) : l t j o c k l e k (mm);75 bredd (mm):175 d e n s i t e t (kg/m3).430 l u f t h a s t i g h e t (m/s):3,8 max. t o r r t e m p . (C):70 kärnvedsandel (%):68 s l u t f u k t k v o t (^):18 blåsdjup (m):6 s t y r p k t . l = k a n t , 2=medelv., 3=mitt:2 strötjocklek (mm):25
Beräkning i d a t o r gav följande torkningsschema som anpassats t i l l torkens s t y r s y s t e m .
15 TABELL 6. Torkningsschema Ml, f u r u 75 x 175 mm t i l l 18 %. Tid Torrtem-p e r a t u r •C Våttem-p e r a t u r "C Psykrometer-s k i l l n a d 0 51,0 50 1,0 8 52,6 I I 2,6 16 53,4 I I 3,4 24 53,8 I I 3,8 32 53,9 I I 3,9 40 53,9 I I 3,9 48 53,8 I I 3,8 56 53,6 I I 3,6 64 53,4 I I 3,4 72 53,2 I I 3,2 80 53,0 I I 3,0 88 52,8 I I 2,8 96 52,6 I I 2,6 104 52,4 I I 2,4 112 52,7 I I 2,7 120 53,1 I I 3,1 128 53,5 I I 3,5 136 54,0 I I 4,0 144 54,6 I I 4,6 152 55,2 I I 5,2 160 55,9 I I 5,9 168 56,7 I I 6,7 176 57,5 I I 7,5 184 58,4 I I 8,4 190 59,2 I I 9,2
Uppvärmningen var 12 timmar, r e v e r s e r i n g s t i d 45 min och t o r k e n kördes på h e l f a r t i 96 timmar, r e s t e r a d e t i d kördes på h a l v f a r t .
Resultat
Råvaran t i l l d e t t a försök var tyvärr i n t e av den k o n d i t i o n v i hoppats på. Timret var t i l l v i s s d e l redan sprucket i ändarna p g a lång l a g r i n g s t i d på timmerplan. Paketet som placerades i m i t t e n hade stått utomhus i två veckor före t o r k n i n g e n , medan k a n t p a k e t e t var sågat samma dag. V i r k e t sorterades i n t e före t o r k n i n g e n , v i l k e t medför a t t s p r i c k o r n a , som uppmätts, i n k l u d e r a r både sådana som uppkommit före och under t o r k n i n g e n . Nedan v i s a s e r -hållna r e s u l t a t .
16 TABELL 7. R e s u l t a t (49 p r o v ) . Ingående f u k t k v o t 52 % D e n s i t e t 418 kg/m-Kärnvedsandel 76 % Utgående f u k t k v o t , t o t a l t 18,0 kantpaket 17,8 m i t t p a k e t 18,2 Medelspricklängd t o t a l t 13,0 på s p l i n t s i d a n kantpaket 13,2 m i t t p a k e t 12,7 s t a n d a r d a v v i k e l s e 1,3 1,3 1,3 av planklängden, 183 prov
Medelfuktkvoten blev b r a med en låg s p r i d n i n g . Sprickorna blev däremot för s t o r a och för många. Detta beror t r o l i g t v i s på råvaran, som l a g r a t s under lång t i d . Försöket kommer a t t köras på n y t t med en färskare råvara samt med försortering med avseende på s p r i c k o r .
11. SLUTSATSER I e t t f ändå så varande skynda en per toriemä e f t e r a t t p r o
ärdigtorkningsschemas s l u t f a s är t o r k n i n g s l u f t e n mycket t o r r , men s j u n k e r medelfuktkvoten mycket långsamt, beroende på a t t den kvarf u k t e n i v i r k e t är hårt bunden i trästrukturen. E t t sätt a t t p kvarf i -t o r k n i n g e n i denna f a s är a -t -t höja -tempera-turen. Fuk-tkvo-tsminskning- Fuktkvotsminskning-t i d s e n h e Fuktkvotsminskning-t ökar då. Inga missfärgningar av v i r k e Fuktkvotsminskning-t erhålles. Labora-t n i n g a r n a visade a Labora-t Labora-t deLabora-t går bra a Labora-t Labora-t höja våLabora-tLabora-temperaLabora-turnivån snabbLabora-t puckeln". En långsam uppgång gav inga fördelar. Här återstår dock va u t den k o r r e k t a t o r k n i n g s t i d e n för o l i k a givna s l u t f u k t k v o t e r . U t t e s t n i n g a r n a i p r a k t i k e n på sågverken v i s a r a t t modellerna ger e t t bra t o r k n i n g s r e s u l t a t för n e d t o r k n i n g t i l l användarfuktkvot. För vissa s l u t a n -vändare har dock kådflytningen förorsakat problem och i dessa f a l l har den maximala t o r r t e m p e r a t u r e n sänkts. Det som då är problem för v i s s a användare kan b l i lösningen för andra användares problem. Aven i de f a l l när torken i n t e har k l a r a t höga s l u t t e m p e r a t u r e r , så har dock de nya schemata g i v i t b e t y d l i g t k o r t a r e t o r k n i n g s t i d e r än de k o n v e n t i o n e l l a och d e t t a utan a t t k v a l i t e t s u t f a l l e t b l i v i t lägre. Vissa u t t e s t n i n g a r med mycket höga s l u t t e m -p e r a t u r e r kommer a t t i n l e d a s i l a b o r a t o r i e s k a l a . Då modellerna används för t o r k n i n g t i l l s k e p p n i n g s t o r r t , b l i r den angivna t o r k n i n g s t i d e n för k o r t , v i l k e t medför a t t s l u t f u k t k v o t e n b l i r för hög. Resultaten är dock i n t e en-t y d i g a och f l e r a mäen-tningar krävs.
Den inledande fasen av u t t e s t n i n g e n av färdigtorkningsschemata får nu be-t r a k be-t a s som a v s l u be-t a d . Debe-t f i n n s nu dabe-torprogram, som kan ge förslag på schemata för de f l e s t a i p r a k t i k e n förekommande t o r k a r . Nästa f a s bör delas upp i två d e l a r . Den första delen bör vara a t t förmedla denna kunskap på bredden, d v s f l e r sågverk bör få hjälp med a t t komma igång med t o r k n i n g i e t t steg t i l l användarfuktkvot. Den andra delen bör vara en fördjupning av f o r s k n i n g e n inom träfysik och trätorkning. En sådan f o r s k n i n g s s a t s n i n g kom-mer med största s a n n o l i k h e t t i l l stånd.
De framtagna schemata kan tjänstgöra som en bas för hur den f r a m t i d a trä-t o r k n i n g e n s k a l l gå trä-t i l l . Med hjälp av den kan kraven på nästrä-ta generaträ-tions
17 trätorkar formuleras. Det är dock f o r t f a r a n d e i n t e h e l t k l a r t v i l k e n högsta temperatur, som t o r k e n s k a l l k l a r a . Här måste en kompromiss göras, t y en hög temperatur förorsakar s t o r a e x t r a kostnader för m a s k i n u t r u s t n i n g och
torkhusbyggnad. Dessutom ökar s l i t a g e t k r a f t i g t . Det är idag o k l a r t var den ekonomiskt mest optimala temperaturnivån l i g g e r . T r o l i g t v i s kommer den
f r a m t i d a v i r k e s t o r k e n a t t ha ångbasningsmöjligheter och ha en k v a l i f i c e r a d s t y r n i n g under såväl uppvärmningen som själva torkningen och k o n d i t i o n e -r i n g e n . T o -r k n i n g s k v a l i t e t e n med avseende på s p -r i c k o -r kan anges med den mät-bara r e l a t i v a spricklängden och analys kan göras med en ny metod /6/.
12. REFERENSER
/ I / Malmquist, L.: Kammartorkning av v i r k e på basis av en d i f f u s i o n s m o -d e l l . TräteknikCentrum, Rapport I 8902004, 1988.
/2/ Söderström, 0., Samuelsson, A., Wamming, T, B e r g k v i s t , B j . och Berg-k v i s t , Be.: U t p r o v n i n g av färdigtorBerg-kningsschemata för v i r Berg-k e . TräteknikCentrum, Rapport I 9003013, 1990.
/3/ Malmquist, L.: En förbättrad d i f f u s i o n s m o d e l l för kammartorkning. Trä-teknikCentrum, Rapport I 9008043, 1990.
/4/ Morén, T.: V i d a r e t o r k n i n g och k o n d i t i o n e r i n g av f u r u v i r k e . TlJLEA 1987: 39 T, 1987.
/5/ Malmquist, L.: Lumber d r y i n g as a d i f f u s i o n process. Accepterad för p u b l i c e r i n g i Holz a l s Roh- und W e r k s t o f f 49, 1991.
/6/ Söderström, 0.: T o r k n i n g s s p r i c k o r och s l u t f u k t k v o t e r . Träteknik-Centrum, Rapport I 9011062, 1990.
13. SUMMARY
This r e p o r t presents some r e s u l t s o f t e s t i n g o f lumber d r y i n g schedules t o end-use moisture c o n t e n t . The q u a l i t y regarding surface checks can be mea-sured and the r e s u l t can be analyzed w i t h a new method. The p r o j e c t has i n i t i a t e d a new p r o j e c t i n wood p h y s i c s and wood d r y i n g o f very high s c i e n -t i f i c a m b i -t i o n .
Detta digitala dokument skapades med anslag från
Stiftelsen Nils och Dorthi Troedssons forskningsfond
TräteIcnikCentnjm
I N S T I T U T E T F O R TRÄTEKNISK F O R S K N I N GBox 5609, II4 86 S T O C K H O L M
Besöksadress: Drottning Kristinas väg 67 Telefon: 08-145300
Telex: 14445 tratek s Telefax: 08-116188 Huvudenhet med kansli
Asenvägen 9, 553 31 JÖNKÖPING Telefon: 036-126041 Telefax: 036-1687 98 ISSN 0283-4634 93187 SKELLEFTEÅ Besöksadress: Bockholms"! Telefon: 0910-65200 Telefax: 0910-65265
