مقایسه کارائی کوره رادیوفرکانس/خلاء و کوره معمولی برای خشک‌کردن چوب کاج‌جنگلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران. کرج. ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

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

چکیده

در این تحقیق، عملکرد فناوری رادیوفرکانس/خلاء در مقایسه با روش جابجایی هوای گرم برای خشک‌کردن چوب کاج جنگلی (Pinus sylvestris) بررسی شد. تخته‌های مماسی با مقدار میانگین چوب‌درون برابر با 9/72 درصد، میانگین رطوبت اولیه برابر با 60 درصد و به ابعاد 120×21×8/4 سانتیمتر بریده شد. تخته‌ها با سه روش خشک‌شدند: (1) کوره صنعتی معمولی به روش جابجایی هوای گرم در دمای کم (حداکثر دمای 50 درجه سانتی‌گراد) و (2) دمای متوسط (حداکثر دمای 3/71 درجه سانتی‌گراد) مطابق یک برنامه چوب‌خشک‌کنی اصلاح شده در 20 گام و (3) کوره رادیوفرکانس/خلاء. عملیات خشک‌کردن با فناوری رادیوفرکانس/خلاء در یک کوره صنعتی با توان 100 کیلووات و فرکانس 50 مگاهرتز مطابق یک برنامه چوب‌خشک‌کنی در 6 گام و با حداکثر دمای 65 درجه سانتی‌گراد انجام شد. سپس، رطوبت نهایی، گرادیان رطوبت، شدت تغییررنگ، معایب و تنش‌های چوب‌خشک‌کنی اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد علاوه بر کاهش محسوس در مدت زمان خشک‌‌شدن تخته‌ها در کوره رادیوفرکانس/خلاء، شدت ترک‌خوردگی سطحی و مقطعی تخته‌ها در این کوره نسبت به کوره معمولی به طور معنی‌داری کم‌تر بود. ترک‌های داخلی در هیچ یک از تخته‌ها رخ نداد. حداکثر شدت پیچش و ناودانی تخته‌ها به ترتیب برابر با 8/4 و 4/5 میلی‌متر بود و تفاوتی بین عملکرد سه روش چوب خشک‌کنی مشاهده نشد. برخلاف تخته‌های خشک‌شده در کوره‌های معمولی، تخته‌های خشک‌شده در کوره رادیوفرکانس/خلاء فاقد برون‌سختی بودند. گرادیان رطوبت در همه تخته‌های خشک‌شده کم‌تر از 2 درصد و قابل اغماض بود. شدت تغییررنگ تخته‌های خشک‌شده با فناوری رادیوفرکانس/خلاء به ویژه در ناحیه چوب‌درون کم‌تر از سایر تخته‌ها بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparison of efficiency of radiofrequency/vacuum kiln and conventional kiln for drying Scots pine wood

نویسندگان [English]

  • َAlireza Nikoutadbir 1
  • Navid Sharifi 2
  • Asghar Tarmian 3
1 M.Sc., Dept. of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran,
2 M.Sc, Student, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
3 Assoc., Prof., Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran.
چکیده [English]

In this study, the efficiency of radiofrequency/vacuum (RF/V) technology for drying of pine wood (Pinus sylvestris) was investigated compared to the hot air convective method. For this purpose, flat-sawn boards with dimensions of 4.8 × 21 × 120 cm, heartwood percentage of 72.9% and average green moisture content of 60% were cut. The boards were dried using three methods: (1) an industrial conventional kiln at low temperature (maximum temperature of 50 °C) and (2) normal temperature (maximum temperature of 71.3 °C) according to a 20 step-modified drying schedule and (3) RF/V kiln. RF/V drying was performed in an industrial kiln with a power of 100 kW and a frequency of 50 MHz according to a 6 step-drying schedule with a maximum temperature of 65 °C. Then, final moisture content, moisture gradient, discoloration, wood drying defects and stresses were measured. The results showed that in addition to a significant reduction in the drying time of the boards in the RF/V kiln, the intensity of surface and end-checks in RF/V drying was significantly lower than that in conventional drying. All dried boards were free from internal checks. The maximum twist and cup were 4.8 and 5.4 mm, respectively, and no difference was observed in the efficiency of the three wood drying methods. Unlike conventional dried boards, the boards dried in RF/V kiln showed no casehardening. Moisture gradient in all dried boards was negligible (less than 2%). The discoloration of the boards dried by RF/V was lower compared to other dried boards.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drying
  • Scots pine
  • wood dry kiln
  • radiofrequency/vacuum
  • hot air convective method

مراجع

[1]. Goreshnev, M.A., Kazarin, A.N., Lopatin, V.V., Sekisov, F.G., and Smerdov, O.V. (2013). Combined timber drying method. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 86(2): 336-339.
[2]. Tarmian, A. (2017). Wood Drying Theories, University of Tehran Press, Tehran.
[3]. Espinoza, O., and Bond, B. (2016). Vacuum drying of wood—State of the art. Current Forestry Reports, 2(4): 223-235.
[4]. Resch, H. (2006). High-frequency electric current for drying of wood - Historical perspectives. Maderas: Ciencia y Tecnologia, 8(2): 67–82.
[5]. Tarmian, A. (2019). The Establishment of radio frequency-vacuum wood drying in Iran. Iran Wood and Paper Industry Magazine, No. 134: 29-34.
[6]. Avramidis, S., Liu, F., and Neilson, B. J. (1994). Radio-frequency/vacuum drying of
softwoods: drying of thick western red cedar with constant electrode voltage. Forest
Products Journal, 44(1): 41-47.
[7]. Liu, H., Yang, L., Cai, Y., Hayashi, K., and Li, K. (2014). Distribution and variation of pressure and temperature in wood cross section during radio-frequency vacuum (RF/V) drying. Bioresources, 9(2): 3064-3076.
[8]. Antti, A.L. (1995). Microwave drying of pine and spruce. Holz als Roh-und Werkstoff, 53(5): 333-338.
[9]. Jung, H.S., Kang, W., Eom, C.D., and So, B.J. (2003). Comparison of vacuum drying characteristics of red pine square timber using different heating methods. In: 8th International IUFRO Wood Drying Conference. Aug.24-29 Brasov, Romania, pp. 135-142.
[10]. Chen, Z., and Lamb, F.M. (2007). Analysis of the vacuum drying rate for red oak in a hot water vacuum drying system. Drying Technology, 25(3): 497-500.
[11]. Guler, C., and Dilek, B. (2020). Investigation of high-frequency vacuum drying on physical and mechanical properties of common oak (Quercus robur) and common walnut (Juglans regia) lumber. BioResources, 15(4): 7861-7871.
[12]. Ananías, R.A., Sepúlveda-Villarroel, V., Pérez-Peña, N., Torres-Mella, J., Salvo-Sepúlveda, L., Castillo-Ulloa, D., and Salinas-Lira, C. (2020). Radio frequency vacuum drying of Eucalyptus nitens juvenile wood. BioResources, 15(3): 4886-4897.
[13]. Tarmian, A., Ciritcioğlu, H.H., Ünsal, Ö., Ahmadi, P., Gholampour, B., and Oladi, R. (2020). Efficiency of radiofrequency-vacuum (RF/V) technology for mixed-species drying of wood disks with inherent defects. Drying Technology, 1-11.
[14]. Standard Test Method for Structural Timber – Visual strength grading - Basic principles, International Standardization Organization, ISO 9709, Geneva, Switzerland, 2005.
[15]. Liu, H., Zhang, J., Jiang, W., and Cai, Y. (2019). Characteristics of commercial-scale radio-frequency/vacuum (RF/V) drying for hardwood lumber. BioResources, 14(3): 6923-6935.
[16]. Rabidin, Z.A., Seng, G. K., and Wahab, M.J.A. (2017). Characteristics of timbers dried using kiln drying and radio frequency-vacuum drying systems. In: Proceedings of International Conference on Mechanical, Aeronautical and Automotive Engineering. Feb.25-27 Malacca, Malaysia, pp. 10001-10006.
[17]. Gan, K. S., Amin, R. Z., Lim, S. C., and Sim, H. C. (2008). Is RF-vacuum timber drying an option now? In: Proceedings of National Conference on Forest Products. Oct. 19-21 Kuala Lumpur, Malaysia, pp. 41- 48.
[18]. Lee, N.H., Li, C., Zhao, X.F., and Park, M.J. (2010). Effect of pretreatment with high temperature and low humidity on drying time and prevention of checking during radio-frequency/vacuum drying of Japanese cedar pillar. Journal of Wood Science, 56(1): 19-24.
[19]. Sandoval-Torres, S., Marc, F., Jomaa, W., and Puiggali, J.R. (2009). Colour changes in oakwood during vacuum drying by contact: studies on antioxydant potency and infrared spectras in surfaces. Wood Research, 54(1): 1-14.
نشریه جنگل و فرآورده های چوب
دوره 75، شماره 1
خرداد 1401
صفحه 61-72

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار