Enciklopedija drva, Sušenje drva, 1. dio

Odmah nakon sječe, svježe drvo u sebi sadrži velike količine vode, koja ne osigurava njegovu stabilnost po dimenzijama niti biološku otpornost te tako ograničava njegovu daljnju preradu i obradu. Sušenje je zato nužna, i u najvećem broju slučajeva prva faza prerade drva u gotove proizvode.

Zadaće pri sušenju drva

Glavna zadaća postupka sušenja jest: osušiti drvo na vlažnost koja je najprikladnija za njegovu ugradnju ili uporabu i daljnju preradu ili obradu. Pri sušenju drva za uporabu, njegova je željena ili ciljna (konačna) vlažnost sušenja jednaka prosječnoj uravnoteženoj vlažnosti, koju uvjetuju klimatski odnosi na kraju ugradnje, dok je za neke postupke daljnje prerade nešto viša (savijanje po dužini ili širini, struganje) ili čak i niža (kod lijepljenja PVA-ljepilima).

Kakvoća drva mora ostati jednaka ili se između sušenja treba i poboljšati, jer nakon sušenja drvo postaje dimenzijski stabilnije, biološki otpornije, ima višu mehaničku tvrdoću i smanjuje mu se gustoća, što pripomaže lakšem manipuliranju i nižim troškovima prijevoza, dok se njegove izolativne sposobnosti poboljšavaju.drvo-1

Slika 1: Cilj sušenja je postići najniže troškove u što kraćem vremenu sušenja, uz malu uporabu energije i osiguranje dobivene kakvoće drva.

Ekonomičnost sušenja je prije svega ovisna o varijabilnim troškovima, koji nastaju zbog dugotrajnosti postupka, velike uporabe energije i kakvoće osušenog drva. Tako cilj sušenja drva postaje – dosezanje najnižih troškova, a to znači da drvo moramo osušiti u što kraćem vremenu, sa što manjom uporabom energije i uz osiguravanje njegove kakvoće (slike 1 i 2). Tako zacrtani cilj moguće je dosegnuti interdisciplinarnošću koja zahtijeva podrobno poznavanje drva, uvjete procesa kojima se podvrgava, tehničke osobine, raspoložive opreme i tehnologije sušenja (tabela 1).

drvo-2Slika 2: Zadovoljstvo je utoliko veće što je veća kakvoća drva osušenog brzim sušenjem i uz što manje troškove. Velike pogreške, do kojih može doći na drvu što se sušilo uz velike napore i dugotrajne postupke, ne mogu nam omogućiti da osjetimo takvo zadovoljstvo.

drvo-tablica1

Voda u svježem drvu

Udio vode u svježem drvu se znatno razlikuje među vrstama drva, pa i unutar iste vrste (tabela 2). Više ili manje je vodom zasićen bijeli dio drva, koji inače u živom drvu sprovodi vodu iz njegovog korijenskog sistema u krošnju. Vlažnost tog bijelog dijela se sve više snižava prema granici sa središnjim dijelom, da bi na samoj granici s jezgrom strmoglavo opao, jer se tu odvijaju jezgrini procesi kao što je odlaganje jezgrinih tvari u prostore ili stijenke stanica; pritom se kod igličarki pojavljuje sklonost stvaranju točkica i mrlja, a kod listarki guljenje. Unatoč nižoj vlažnosti jezgrinog dijela, stanične stijenke ostaju još uvijek dovoljno vlažne i napojene, to jest imaju vlažnost iznad točke zasićenja staničnih stijenki (slika 3).

drvo-tablica23

drvo-3Slika 3: Razlike vlažnosti bijelog i središnjeg jezgrinog dijela jasno se vide na poprečnom presjeku svježeg drva.

Kod mnogih vrsta nakon prethodnog isušivanja (dehidracije) u jezgrinom dijelu dolazi do ponovljenog navlaživanja odnosno do akumulacije vode. Govorimo o tzv. Mokrinama, ili o mokrom srcu (npr. mokro srce kod jele), ali nam njihova uloga nije poznata. I bezbojno drvo ima veće količine vode, pa ga zato uvrštavamo u istu kategoriju (crveno srce kod bukve, smeđe srce kod topole i jasena). Vlažnost drva u svježem stanju ovisi i o vremenu sječe i prijevoza, vrsti drva, starosti, veličini krošnje, radijalnoj (slika 4) i vertikalnoj distribuciji u drvu (bijeli dio – jezgreni dio -visina).

drvo-4Slika 4: Tipični radijalni vlažnosni profili svježeg drva igličarki i listarki

Utvrđivanje vlažnosti svježeg drva važno je zbog:

  • optimalnog vođenja postupka sušenja,
  • planiranja proizvodnje,
  • izračuna vremena potrebnog za sušenje i uporabe energije.

S obzirom na sušenje, prema drvu se odnosimo kao prema heterogenom poroznom materijalu, izgrađenom od raznolikih staničnih elemenata. Stanični prostori predstavljaju makrokapilare promjera iznad 2 mm, dok najmanje mikrokapilare nalazimo u staničnoj stijenki (r = 1–10 nm).

Svježe drvo sadrži veće ili manje količine vode, i to kao:

  • slobodnu ili kapilarnu vodu u staničnim prostorima, te
  • vezanu ili higroskopnu vodu u staničnim stijenkama.

Količinu vode u drvu izražavamo u drvnoj tehnologiji kao masu vode na masu drva u apsolutno suhom stanju:

formula

U gornjim jednadžbama je:

            u,U       – vlažnost drva [kg/kg], [%],

            mvode    – masa vode u drvu [kg],

            m0        – masa apsolutno suhog drva [kg],

            mvl       – masa vlažnog drva [kg].

Sva stanja vlažnosti odnosno oblici vode u drvu razlikuju se i u energetskoj razini. Najvišu ima vodena para u staničnim prostorima, premda je njezina količina zanemariva. Slijedi kapilarna voda u staničnim prostorima s približno jednakom energetskom razinom, kao obična slobodna voda. Vezana voda u staničnim stijenkama ima najnižu energetsku razinu, koja se još i smanjuje s opadanjem vlažnosti ispod točke zasićenja staničnih stijenki (slika 5). Zato pri izlučivanju vezane vode moramo dovesti toplinu koja je jednaka količini isparavajuće topline tekuće vode i diferencijalne absorpcijske topline. Granična vlažnost, koja razdvaja oba statusa, je vlažnost točke zasićenja staničnih stijenki (TNCS), a ponekad znači i gornju granicu higroskopskog područja na kojemu vlada bliska ovisnost između fizikalnih i mehaničkih osobina te vlažnosti drva. U postupku sušenja je vlažnost TNCS kritična točka, kad se iz konstantne brzine sušenja prelazi u polaganiju kao posljedicu difuzijskog otpora. Ponekad se pojavljuje i stupanj vlažnosti, koji je uzrok za nastajanje napetosti pri sušenju, i koji kod prekoračenja tvrdoće drvenog tkiva izaziva trajne deformacije.

drvoSlika 5  Primjer energetskih razina leda, vode, pare i higroskopski vezane vode u drvu.

izv. prof. dr. Željko Gorišek, dipl. ing.
šumarstva
Biotehnički fakultet, Odsjek za drvo

PODIJELI