تعیین الگوی دینامیک همکشیدگی چوب راش و نوئل طی خشک‌شدن با استفاده از تکنیک طیف‌سنجی با اشعة X

نویسنده

دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق، الگوی دینامیکی همکشیدگی چوب راش (Fagus sylvatica) و نوئل (Picea abies) طی خشک‌شدن به صورت غیرمخرب و پیوسته با استفاده از تکنیک طیف‌سنجی با اشعة X بررسی شد. همچنین، مطالعات میکروسکوپ الکترونی (ESEM) و الگوی توسعه گرادیان رطوبت نیز انجام شد تا تشخیص دقیقی از رفتار دینامیکی همکشیدگی این دو چوب ارائه گردد. نتایج نشان داد که الگوی دینامیکی همکشیدگی چوب راش و نوئل متفاوت است؛ همکشیدگی چوب راش به هنگام جریان توده‌‌ای (مویینگی) آب آزاد و همزمان با کاهش رطوبت سطح بلوک چوبی به زیر نقطه اشباع فیبر آغاز شد؛ در حالی که همکشیدگی چوب نوئل فقط در هنگام انتشار آب آغشتگی رخ داد. نوساناتی در الگوی دینامیکی همکشیدگی چوب راش مشاهده شد که بیانگر همکشیدگی ناهمگن‌‌تر آن در مقایسه با چوب نوئل است. در هر دو چوب به‌‌ویژه چوب راش، در دامنة انتشار آب آغشتگی و در رطوبت نزدیک به رطوبت نهائی با وجود کاهش رطوبت، همکشیدگی رخ نداد. با توجه به عدم مشاهده آثاری از چین‌خوردگی سلول‏ها در چوب راش، می‏توان نتیجه‌‌گیری کرد که همکشیدگی قابل ملاحظه چوب راش در دامنة آب آزاد نمی‌‌تواند ناشی از چین‌خوردگی سلول‏ها در اثر کشش مویینگی باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Dynamic Shrinkage in Beech and Spruce Wood During Drying Using X-ray Spectroscopy

نویسنده [English]

  • asqar tarmaian
چکیده [English]

The dynamic of shrinkage in beech (Fagus sylvatica) and spruce (Picea abies) was non-destructively determined during drying using X-ray spectroscopy. Furthermore, electron microscopy (ESEM) studies were carried out and the pattern of moisture gradient evolution was determined in order to precisely characterize the dynamic of shrinkage. The results showed that the dynamic of shrinkage is different for beech and spruce. The shrinkage of beech wood occurred during the bulk (capillary) flow of free water when the surface moisture reduced below fiber saturation point. In contrast, the shrinkage of spruce wood only occurred at the domain of bound water diffusion. The uneven pattern of shrinkage in beech wood reveals that the shrinkage of beech is more anisotropic than that of spruce. In the case of both woods, especially in beech, in spite of moisture reduction at the domain of bound water diffusion close to the final moisture, shrinkage did not occurred. Since the beech wood cells didn’t suffer from collapse, it can be concluded that the considerable shrinkage of beech wood at the domain of free water can not be due to the cell collapse at a result of capillary tension.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Beech
  • Drying
  • Shrinkage
  • Spruce
  • X-ray spectroscopy
-   Almeida G., Assor, C. and Perré, P. 2008. The dynamic of shrinkage/moisture content behavior determined during drying of microsamples for different kinds of wood. Drying Technology. 26 (9): 1118-1124.

-   Baettig, R. Rémond, R. and Perré, P. 2006. Measuring moisture content profiles in a board during drying: a polychromatic x-ray system interfaced with a vacuum / pressure laboratory kiln. Wood Science and Technology. 4: 261-274

-   Fuller, J. 2000. Determining the source of changing shrinkage rates during kiln drying. Drying Technology. 18 (1-2): 261-278.

-   Hernández, R.E. and Bizon, M. 1994.Changes in shrinkage and tangential compression strength of sugar maple below and above the fiber-saturation point. Wood and Fiber Science. 26 (3):360- 369.

-   Khademi-Eslam, H. Hemmasi, A.H. Talaeipour, M. and Kiaei, M. 2010. Influence of site variation on growth rate and wood properties of Pinus eldarica. Journal of Food, Agriculture and Environment. 8 (2): 1058-1061.

-   Kokutse, A.-D. Brancheriau, L. and Chaix, G. 2010. Rapid prediction of shrinkage and fibre saturation point on teak (Tectona grandis) wood based on near-infrared spectroscopy. Annals of Forest Science, 67 (4): 1-10

-   Leonardon, M. Altaner, C.M. Vihermaa, L. and Jarvis, M.C. 2010. Wood shrinkage: Influence of anatomy, cell wall architecture, chemical composition and cambial age. European Journal of Wood and Wood Products. 68 (1): 87-94.

-   Perré, P. 2007. Experimental device for the accurate determination of wood-water relations on micro-samples. Holzforschung. 61 (4): 419-429.

-   Perré, P. and Hubber, F. 2007. Measurement of free shrinkage at the tissue level using an optical microscope with an immersion objective: Results obtained for Douglas fir (Pseudotsuga menziesii) and spruce (Picea abies). Annals of Forest Science. 64 (3): 255-265.

-   Sakagami, H. Matsumura, J. and Oda, K. 2007. Shrinkage of tracheid cells with desorption visualized by confocal laser scanning microscopy. IAWA Journal. 28 (1): 29-37.

-   Sandland, K.M. and Gjerdrum, P. 2007. Shrinkage, swelling and warp caused by moisture changes. In: Perré, P., Fundamentals of Wood Drying. A.R.BO.LOR. France, pp. 85-104.

-   Tarmian, A. and Faezipour, M. 2010. Tracking and simulation of dry shell formation in a wood drying process. Iranian Journal of Wood and Paper Industries. 1(2): 1-11.

-   Taylor, A.M. Baek, S.H. Jeong, M.K. and Nix, G. 2008. Wood shrinkage prediction using NIR spectroscopy. Wood and Fiber Science. 40 (2): 301-307.

-   Wang, E. Chen, T. Pang, S. and Karalus, A. 2008. Variation in anisotropic shrinkage of plantation-grown pinus radiata wood. Maderas: Ciencia y Tecnologia. 10 (3): 243-250.

-   Yi-qiang, W. Kazuo, H. Yuan, L. Masatosh, C. and Jian-ju L. 2007. Collapse-type shrinkage characteristics in plantation-grown eucalypts: I. Correlations of basic density and some structural indices with shrinkage and collapse properties. Journal of Forestry Research. 16 ( 2): 83-88.