c_capitolul 1.pdf

13
 7 Capitolul 1.  No  ţ iuni introductive privind uscarea cherestelei  1.1. Defini ţia şi scopul uscării cherestelei Uscarea lemnului reprezintă procesul tehnologic de îndep ărtare a apei din material, în vederea realizării gradului de umiditate corespunz ător condiţiilor  practice de utilizare a acestuia. Ca material higroscopic, lemnul are însu şirea de a-şi schimba forma şi dimensiunile ca urmare a variaţiei umidităţii în funcţie de starea mediului înconjur ător (se spune că lemnul “lucrează“). Înglobarea în produse finite a unor repere umede sau insuficient uscate conduce la deforma ţii nedorite şi uneori la degradarea produselor respective prin desfacerea îmbinărilor, cr ă  pare, exfolierea  peliculelor de lac, desprinderea furnirelor etc. De aceea, uscarea cherestelei - ca materie primă pentru o mare varietate de produse semifinite şi finite din lemn (panouri reconstituite din lemn masiv, mobilă, lambriuri, uşi şi ferestre, pardoseli, parchet, paleţi de transport, instrumente muzicale, articole sportive, jucării etc.) - se impune ca o opera ţie obligatorie la începutul oric ărui proces de prelucrare a lemnului.  Nivelul umidităţii finale până la care trebuie să fie uscat lemnul este diferit, în funcţie de destinaţia ce urmează a i se da, respectiv de umiditatea de exploatare a acestuia (Tabelul 1.1). Tabelul 1.1 Umiditatea cherestelei în func ţie de destinaţie Destinaţia Umiditatea de exploatare, % Umiditatea finală după uscare, % Lemn pentru construcţii, care nu urmează a fi încleiat sau lăcuit 13…17 < 20% Lemn pentru ambarcaţiuni 16…18 10…15 Lemn pentru faţade exterioare acoperite, ambalaje, paleţi 13…18 15 ± 2 Ferestre şi uşi exterioare 12…15 13 ± 2 Panouri din lemn masiv 12…15 12 ± 2 Lemn pentru interioare ( mobilă, pardoseli, uşi interioare, lambriuri) 7…14 10 ± 2 Planşee 6…14 8 ± 2 Instrumente muzicale 5…11 6 ± 2

Upload: arpad-szeri

Post on 24-Feb-2018

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 1/13

  7

Capitolul 1.

 No ţ iuni introductive privind uscarea cherestelei 

1.1. Definiţia şi scopul uscării cherestelei

Uscarea lemnului reprezintă procesul tehnologic de îndepărtare a apei dinmaterial, în vederea realizării gradului de umiditate corespunzător condiţiilor practice de utilizare a acestuia.

Ca material higroscopic, lemnul are însuşirea de a-şi schimba forma şidimensiunile ca urmare a variaţiei umidităţii în funcţie de starea mediuluiînconjur ător (se spune că lemnul “lucrează“). Înglobarea în produse finite a unorrepere umede sau insuficient uscate conduce la deformaţii nedorite şi uneori la

degradarea produselor respective prin desfacerea îmbinărilor, cr ă pare, exfolierea peliculelor de lac, desprinderea furnirelor etc.

De aceea, uscarea cherestelei - ca materie primă pentru o mare varietatede produse semifinite şi finite din lemn (panouri reconstituite din lemn masiv,mobilă, lambriuri, uşi şi ferestre, pardoseli, parchet, paleţi de transport,instrumente muzicale, articole sportive, jucării etc.) - se impune ca o operaţieobligatorie la începutul oricărui proces de prelucrare a lemnului.

 Nivelul umidităţii finale până  la care trebuie să  fie uscat lemnul estediferit, în funcţie de destinaţia ce urmează a i se da, respectiv de umiditatea de

exploatare a acestuia (Tabelul 1.1).Tabelul 1.1

Umiditatea cherestelei în funcţie de destinaţie

DestinaţiaUmiditatea deexploatare, %

Umiditateafinală după uscare, %

Lemn pentru construcţii, care nu urmează a fiîncleiat sau lăcuit

13…17 < 20%

Lemn pentru ambarcaţiuni 16…18 10…15Lemn pentru faţade exterioare acoperite,

ambalaje, paleţi 13…18 15 ± 2Ferestre şi uşi exterioare 12…15 13 ± 2Panouri din lemn masiv 12…15 12 ± 2Lemn pentru interioare ( mobilă, pardoseli,uşi interioare, lambriuri)

7…14 10 ± 2

Planşee 6…14 8 ± 2Instrumente muzicale 5…11 6 ± 2

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 2/13

  8

Uneori lemnul trebuie uscat chiar până la o umiditate mai mică decât ceacorespunzătoare condiţiilor de utilizare, cum ar fi de exemplu în cazul lemnuluice urmează a fi încleiat sau finisat.

Considerentele menţionate pun în evidenţă  principalul scop al uscării

lemnului , acela de a asigura reducerea uniformă  a umidităţii, corespunzător

destinaţiei, în condiţiile păstr ării cât mai intacte a calităţii materialului şi lacosturi cât mai reduse.

Pe lângă  preîntâmpinarea schimbărilor dimensionale şi de formă  ale pieselor de lemn, prin uscare se mai urmăreşte:

•  majorarea rezistenţelor mecanice ale lemnului, prin reducerea umidităţiiacestuia sub punctul de saturaţie a fibrei;

• uşurarea operaţiilor de prelucrare mecanică şi îmbunătăţirea calităţii încleieriişi finisării;

•  evitarea atacului de către ciuperci şi insecte (condiţiile favorabile dezvoltăriiciupercilor fiind în general la umidităţi între 20 şi 100%);

•  micşorarea cheltuielilor de transport prin reducerea implicită  a greutăţiilemnului.

1.2. Însemnătatea economică a uscării cheresteleiUscarea lemnului se impune ca o operaţie obligatorie  la începutul

oricărui proces de prelucrare a lemnului, iar calitatea uscării determină  în mare

măsur ă calitatea produsului finit.

Costul uscării dublează, de regulă, costul materiei prime, situându-se în prezent între cca. 200 RON/m3  pentru r ăşinoase subţiri şi peste 800RON/m3  pentru sortimente groase de cherestea de foioase tari. Costul uscării este dat în

 propor ţie de cca. 65% de costul energiei, uscarea fiind o operaţieenergointensivă, cu consumuri specifice de 300-600 kWh/m3.

În aceste condiţii este evident că  pierderile prin apariţia defectelor deuscare (cr ă pături, colaps, deformaţii etc.) trebuie minimizate.

Ce înseamnă o uscare de calitate ?Uscarea este asigurată  în condiţii optime atunci când se realizează  în

cel mai scurt timp posibil, f ăr ă  a deteriora materialul şi la costuri cât maireduse.

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 3/13

  9

 

1.3. Însuşiri ale lemnului care influenţează procesul de uscareAcestea sunt: densitatea, structura micro- şi macroscopică, compoziţia

chimică, umiditatea şi starea apei în lemn, contragerea, higroscopicitatea şiumiditatea de echilibru.

DENSITATEA. Cu cât lemnul este mai dens, cu atât durata sa de uscareeste mai mare, iar riscul de cr ă pare mai pronunţat, având în vedere că odată cucreşterea densităţii cresc şi coeficienţii de contragere. De aceea, densitatea estecriteriul de bază la clasificarea speciilor în categoriile “f ăr ă dificultate la uscare”sau “cu dificultate mare la uscare” (vezi  Anexa 1), precum şi la alegerearegimului optim de uscare pentru fiecare specie.

Exemplu: Atât lemnul de plop, cât  şi cel de fag fac parte din categoria

 speciilor de foioase cu pori împr ăştia ţ i. Diferen ţ a de densitate (  ρ 0  plop = 410kg/m3 , fa ţă  de  ρ 0  fag = 680kg/m3 ) determină  o diferen ţă  semnificativă între duratele de uscare (la aceea şi grosime de 50mm):8 zile (pentru plop) fa ţă de 15 zile (pentru fag). Ş i din punct de vederecalitativ, comportamentul la uscare este puternic influen ţ at dedensitate: lemnul de plop intr ă în categoria speciilor u şor de uscat, întimp ce fagul este una dintre cele mai dificile specii la uscare, cu

inciden ţă mare de fisurare.

Densitatea lemnului se modifică  prin uscare, având în vedere că  eadepinde de umiditatea lemnului. Relaţia de dependenţă este ilustrată în Fig. 1.1.

Este posibil să uscăm f ără defecte ?Uscarea este un proces dificil, care implică  numeroase fenomene de

transfer între lemn şi mediu. Principala dificultate este dată de neomogenitatealemnului, precum şi de complexitatea legăturilor între substanţa lemnoasă şi

apa din lemn, care trebuie distruse în vederea “eliber ării” apei. Producereaanumitor defecte de uscare (deformaţii, cr ă pături) este adeseori inevitabilă dincauza anizotropiei lemnului şi a contragerilor inegale, precum şi a existenţeiunor defecte de creştere în lemn (de ex: fibr ă  înclinată sau r ăsucită, lemn dereacţie, noduri etc.), dar reducerea uniformă a umidităţii în întreaga şarjă până la valoarea dorită  ţine doar de respectarea unor reguli tehnologice şi poate firealizată dacă instalaţia este întreţinută în stare bună şi dacă regimul de uscareaplicat este corespunzător.

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 4/13

  10

 

Fig. 1.1. Diagramă pentru determinarea densităţii lemnului în funcţie deumiditatea acestuia (după DIN 52 182, Trübswetter 2006).

Exemplu rezolvat:S ă se determine densitatea lemnului de cire ş (  ρ 0  = 550 kg/m3 )

la umiditatea de 50%. Răspuns: ρ U   = 720 kg/m3.

S ă  se determine densitatea lemnului de molid   (  ρ 0  = 430kg/m3 ) la umiditatea de 10%. 

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 5/13

  11

STRUCTURA MICROSCOPICĂ. Lemnul de r ăşinoase este format în propor ţie de 90% din traheide – celule cu rol de conducere a sevei brute laarborele pe picior, care îşi păstrează  funcţia şi în lemnul doborât, facilitânddeplasarea apei în lemn. De aceea, r ăşinoasele sunt considerate, în general,specii uşor de uscat, spre deosebire de foioase, care au o structur ă mai complexă,

formată  din diferite tipuri de celule: fibre, cu pereţi celulari groşi, capabili să asigure funcţia de rezistenţă, dar şi vase şi raze cu pereţi celulari foarte subţiri,care constituie elemente fragile, cu risc crescut de cr ă pare.

CARACTERISTICILE MACROSCOPICE. Lăţimea inelelor anualeinfluenţează prin propor ţia între lemnul târziu şi cel timpuriu, care au densitateşi porozitate diferite. S-a demonstrat experimental că, la r ăşinoase, cu creşterealăţimii inelului anual creşte propor ţia de lemn timpuriu. Cu alte cuvinte,r ăşinoasele care cresc în zone calde (şi au inele anuale late) sunt mai uşor deuscat decât aceeaşi specie crescută în zonă cu climat rece.

Din acelaşi motiv al diferenţei de densitate şi porozitate, speciile cuduramen se usucă mai greu decât speciile f ăr ă duramen, iar lemnul de alburn seusucă mai rapid faţă de lemnul din zona de duramen a aceluiaşi arbore.

Prezenţa nodurilor îngreunează uscarea, din cauzadiscontinuităţii structurale şi a densităţii mai mari alemnului de nod, care determină apariţia cr ă păturilor înnod şi în proximitatea acestuia.

Şi conţinutul de substanţe extractive (r ăşini,gume, tile etc.) influenţează  negativ uscarea, în sensulîncetinirii ei, prin obturarea porilor.

COMPOZIŢIA CHIMICĂ. Compoziţia chimică  a lemnului nu sufer ă modificări în timpul uscării, având în vedere că temperaturile aplicate la uscareacherestelei nu depăşesc, în general, 120°C. Doar în procesele de modificaretermică  (ex: ThemoWood), atunci când temperaturile depăşesc această  limită, putând ajunge la 230°C sau chiar mai mult, hemicelulozele sufer ă descompuneri. Printre consecinţe se număr ă: închiderea culorii, mai bunastabilitate dimensională, scăderea rezistenţelor mecanice ale lemnului, creştereacapacităţii de curbare. Prezenţa substanţelor chimice secundare în lemnul

anumitor specii (tanin – la stejar, amidon şi zaharuri – la arin etc.) determină coloraţii specifice la uscare, în prezenţa apei libere din lemn şi a oxigenului dinaer.

Exemplu: Datorit ă con ţ inutului însemnat de amidon, lemnul de arin este

 predispus la colora ţ ii oxidative (capăt ă culoare portocalie la contactcu aerul). Uscarea imediat după  debitare cu o temperatur ă  de 50-

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 6/13

  12

60°C  şi umiditate relativă mică  (cca. 40%) inhibă aceast ă  tendin ţă , prin reducerea rapid ă a umidit ăţ ii sub punctul de satura ţ ie a fibrei.Odat ă eliminat ă apa liber ă din lemn, colora ţ ia nu se mai produce.

UMIDITATEA ŞI STAREA APEI ÎN LEMN. Umiditatea lemnului U  este definită  în general ca fiind masa întregii cantităţi de apă  conţinută  înlemn la un moment dat, raportată la masa lemnului absolut uscat:

U  = 100⋅−

0

0u

m

mm  [ % ] (1.1)

în care: mu - masa probei de lemn umed, în kg;

m0 - masa aceleaşi probe de lemn în stare anhidr ă, în kg.

Umiditatea lemnului verde  (proaspăt doborât), care determină  uneoriumiditatea de la care trebuie începută  uscarea, variază  de la o specie la alta, putând avea valori cuprinse între 40 - 60 % (la salcâm, frasin ) până  la 150 -200% (la plop) şi chiar mai mult (600% la lemnul de balsa). Diferenţe mari deumiditate se constată uneori şi în cadrul aceleiaşi piese între alburn şi duramen,mai ales la r ăşinoase (alburn de pin: 100 - 140%, duramen de pin: 35 - 40%).

După  cum se ştie, lemnulconţine atât apă  liber ă  (în golurilecelulare), cât şi apă  legată  (în

 pereţii celulari)(Fig. 1.2).

Apa liber ă  fiind legată  desubstanţa lemnoasă  prin for ţeslabe, de natur ă  mecanică, ea seelimină  relativ rapid şi uşor lauscare (umiditatea lemnului se reduce

 

Fig. 1.2. Localizarea apei în lemn(Lohmann 1998)

de la valoarea iniţială la până la cca. 30%). Eliminarea apei legate este mult maidificilă  din cauza for ţelor de legătur ă  mult mai puternice între apa legată  şisubstanţa lemnoasă. Astfel, după  eliminarea apei din lumenul celulelor, se

elimină la uscare apa legată prin condensaţie capilar ă (umiditatea se reduce de lacca. 30% la cca. 15%), apoi cea legată prin adsorbţie (umiditatea se reduce de lacca. 15% la cca. 6%) şi numai la temperaturi peste 150°C se poate elimina şi apalegată chimic prin chemosorbţie (pentru a reduce umiditatea lemnului sub 6%).

Un moment important în cadrul procesului de uscare îl reprezintă punctulde saturaţie a fibrei, care marchează momentul în care temperatura de regim

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 7/13

  13

trebuie ridicată, pentru a intensifica transferul de căldur ă către material, necesarruperii legăturilor între apa legată şi material.

CONTRAGEREA. Contragerea  reprezintă  micşorarea dimensiunilorlemnului ca urmare a reducerii umidităţii acestuia sub punctul de saturaţie afibrei. Prin urmare, contragerea este un fenomen inevitabil la uscare, cu

următoarele consecinţe:• în timpul uscării, piesele tind să se deformeze (prin bombare, arcuire, curbare,r ăsucire) din cauza anizotropiei lemnului, respectiv a contragerilor inegale după cele trei direcţii de orientare structurală; o stivuire corespunzătoare şi aplicareaunor sisteme de presare pe parcursul uscării sunt soluţii de minimizare a acesteitendinţe;

• eforturile de contragere generează tensiuni în lemn la uscare, care atunci cânddepăşesc limita admisibilă  a rezistenţei la tracţiune perpendicular ă  pe fibre,conduc la apariţia cr ă păturilor;

• după uscare, dimensiunile pieselor de lemn, în special grosimea şi lăţimea, sereduc; este necesar ca la debitare să se prevadă supradimensiuni de contragere, pentru ca dimensiunile nete după  uscare să  corespundă; supradimensiunea decontragere se calculează  în funcţie de orientarea structurală  a dimensiuniirespective (radial sau tangenţial), intervalul de scădere a umidităţii (sub 30%) şispecia lemnoasă (Tabelul 1.2). Un exemplu de calcul este prezentat mai jos.

Tabelul 1.2Coeficienţii de contragere la variaţia cu 1% a umidităţii pentru diferite

specii lemnoase (Hildebrand 1979)

Specia K β tangenţial K β radial 

Castan 0,25 0,10Cireş  0,33 0,14Fag 0,38 0,22

Frasin 0,38 0,21Larice 0,20 0,11Mahon 0,20 0,15Molid 0,33 0,19

 Nuc 0,30 0,20Paltin de munte 0,30 0,20

Pin silvestru 0,32 0,19Salcâm 0,33 0,24Stejar 0,32 0,19

Tei 0,30 0,23Ulm 0,28 0,19

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 8/13

  14

 

Exemplu rezolvat:S ă  se determine supradimensiunea pentru contragere la

 grosime pentru o scândur ă  din lemn de salcâm (cu orientarea structural ă  reprezentat ă  mai jos), astfel încât după  uscarea de laumiditatea ini ţ ial ă  Ui=80% la umiditatea final ă  Uf=10% piesa să ajung ă la grosimea s2=48mm.

 Rezolvare: Grosimea scândurii este orientat ă în direc ţ ie radial ă.  DinTabelul 1.2 rezult ă pentru salcâm: K  β r  =0,24%/%. Intervalul (Ui...Uf) se refer ă  la o contragere par  ţ ial ă , care secalculează  cu rela ţ ia:  )Uf U (  K   PSF ...   −⋅=  β  β  1080   [%],  ţ inând cont că 

lemnul se contrage numai sub punctul de satura ţ ie a fibrei, chiardacă  umiditatea sa ini ţ ial ă  este mai mare. Rezult ă:

%. , )(  ,... 8410302401080   =−⋅= β    Pe de alt ă  parte, prin defini ţ ie, contragerea reprezint ă  diferen ţ adimensiunilor în stare ini ţ ial ă  şi final ă , raportat ă  la dimensiuneaini ţ ial ă. Astfel:

1001

21 ⋅−

= s

 s s β  [%], de unde:

 β −

⋅=

100

100 21

 s s   [mm]. Rezult ă:

42501  , s   = mm.

 Răspuns: Supradimensiunea necesar ă  (s1  – s2 ) este de cel pu ţ in2,42mm. 

S ă  se determine supradimensiunea pentru contragere lal ăţ ime a piesei de salcâm de mai sus (vezi exemplul rezolvat), astfelîncât după uscarea de la umiditatea ini ţ ial ă Ui=80% la umiditatea final ă Uf=10% piesa să ajung ă la l ăţ imea b2=104mm.

HIGROSCOPICITATEA LEMNULUI.  Lemnul este un material

higroscopic, care are însuşirea de a-şi modifica umiditatea (prin cedare sauabsorbţie de umiditate) în funcţie de parametrii mediului care îl înconjoar ă.Procesul de preluare a umidităţii din mediul înconjur ător poartă  denumirea de sorb ţ ie, iar procesul de cedare a umidităţii poartă denumirea de desorb ţ ie  (Fig.1.3).

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 9/13

  15

 

Fig. 1.3. Higroscopicitatea lemnului.

UMIDITATEA DE ECHILIBRU. Orice mediu este caracterizat de oumiditate de echilibru (Ue), care depinde de temperatura şi umiditatea relativă a

mediului respectiv în acel moment. Dependenţa între cei trei parametri esteredată în aşa-numita diagramă a umidităţii de echilibru (Fig. 1.4).

Fig. 1.4. Diagrama umidităţii de echilbru a lemnului(după Keylwerth şi Noack 1964).

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 10/13

  16

 

Exemplu rezolvat:S ă se determine umiditatea de echilibru corespunzătoare unui

mediu cu temperatura de 70°C  şi umiditate relativă de 40%.

 Răspuns: Ue =5,5%.

Atunci când este menţinut timp suficient de îndelungat într-un mediu cu parametrii constanţi, lemnul tinde către umiditatea de echilibru corespunzătoareacestui mediu. Pe această  proprietate se bazează  fenomene precum uscarea şicondiţionarea.

Umiditatea până la care poate ajunge lemnul prin desorbţie (vezi Fig. 1.3)este dată de relaţia:

2

U U U  e

Δ+=   [%] (1.2)

în care2U Δ  reprezintă histerezisul desorbţiei, în %.

În cazul lemnului cu grosime apreciabilă  (ex: cherestea) uscat natural, se

consider ă: ΔU =2,5% ( % ,U 

2512  =

Δ ), iar pentru cherestea uscată  artificial se

consider ă: 0≈U Δ . Exemplu rezolvat:

 Poate fi uscat ă  până  la o umiditate de 10% o piesă  de lemnmen ţ inut ă timp suficient de îndelungat într-un mediu cu temperaturade 30°C  şi umiditate relativă de 50% ?

 Rezolvare: Umiditatea de echilibru corespunzătoare acestui mediueste, conform diagramei: Ue=9%. Prin urmare, lemnul men ţ inut înacest mediu va tinde către umiditatea de 9%  şi va atinge la unmoment dat umiditatea dorit ă , de 10%.

 Răspuns: Da, deoarece Ue < U dorit ă.

 Poate fi uscat ă  până  la o umiditate de 8% o piesă  de lemnmen ţ inut ă  timp suficient de îndelungat într-un mediu cu

temperatura de 60°C  şi umiditate relativă de 70% ?

 Este corect ă depozitarea cherestelei uscate (U=10±2%) într-un mediu cu temperatur ă de 20°C  şi umiditate relativă de 55% ?

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 11/13

  17

1.4. Însuşiri ale mediului care influenţează procesul de uscareSe numeşte agent de uscare  mediul care înconjoar ă  lemnul în timpul

 procesului de uscare. Acesta asigur ă  transferul de căldur ă  necesar încălziriilemnului şi evapor ării apei din lemn, precum şi preluarea umidităţii eliminatedin lemn.

Agenţii care pot fi utilizaţi la uscarea cherestelei sunt:

• aerul cald şi umed;

• vaporii supraîncălziţi puri sau în amestec cu aerul ;

• gazele de ardere;

• uleiurile fierbinţi.

Dintre aceştia, aerul cald şi umed este agentul de uscare cel mai frecventutilizat. Principalii săi parametri, care determină  atât durata cât şi calitatea

 procesului de uscare sunt: temperatura, umiditatea, viteza şi presiunea.

TEMPERATURA. Temperatura este principalul factor de accelerare a procesului de uscare. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât durata de uscareeste mai redusă, dar creşte riscul de apariţie a cr ă păturilor. Temperatura deuscare se alege în funcţie de specia lemnoasă şi grosimea lemnului.

Exemplu:Valorile maxime ale temepraturii utilizate la uscarea

conven ţ ional ă  variază  de la 60°C (pentru stejar, carpen) până  la

90°C (pentru molid). În cazul uscării la temperaturi înalte sau înuleiuri fierbin ţ i, ea poate ajunge la 120°C. Peste acest prag începedescompunerea hemicelulozelor  şi ligninei, motiv pentru care procesele care se desf ăşoar ă  la temperaturi mai mari de 120°C numai pot fi considerate tratamente termice, ci ele devin tratamente demodificare termo-chimică a lemnului.

UMIDITATEA RELATIVĂ. Aceasta reprezintă  gradul de saturare cuvapori a aerului. Are valori cuprinse între 0% (aer absolut uscat) şi 100% (aer

saturat cu vapori). Ea constituie un factor de frânare a procesului de uscare,deoarece cu cât umiditatea mediului de uscare este mai mare, cu atât durata deuscare se prelungeşte şi creşte riscul de mucegăire a materialului. În schimb,scade pericolul de apariţie a cr ă păturilor.

Exemplu:Umiditatea relativă variază pe parcursul procesului de uscare,

descrescând treptat de la valoarea de 85-95% în perioada de

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 12/13

  18

încălzire ini ţ ial ă spre valoarea de 40-50% la sfâr  şitul procesului. Încazul speciilor fragile (ex: stejar) este foarte important ă men ţ inereaumidit ăţ ii relative a aerului la o valoare ridicat ă  (peste 80%) până când umiditatea lemnului scade sub punctul de satura ţ ie a fibrei. Unastfel de regim este esen ţ ial pentru a preveni cementarea  şi apari ţ ia

cr ă păturilor.

VITEZA AERULUI. Aceasta constituie un factor de accelerare a procesului de uscare, în special în perioada de eliminare a apei libere. Totodată însă, cu creşterea vitezei, creşte consumul de energie electrică, ceea ce limitează valorile care pot fi adoptate. În general, se consider ă optimă o viteză a aerului înstivă de cca. 2,2m/s.

PRESIUNEA MEDIULUI DE USCARE. În majoritatea cazurilor,uscarea are loc la presiune atmosferică  a aerului (p=1bar). Există  totuşi şi

 procedee speciale, ca de exemplu uscarea în vid, care are drept caracteristică definitorie reducerea presiunii în instalaţia de uscare (autoclavă) până la 0,2 barsau chiar mai mult. Efectele reducerii presiunii sunt:

• scăderea punctului de fierbere a apei;

• reducerea rezistenţei opusă de lemn la trecerea apei (sub formă de vapori).

Cele două efecte cumulate conduc la reducerea semnificativă a duratei deuscare, având în vedere că atât evaporarea apei de la suprafaţă se produce mairapid, cât şi deplasarea apei în interiorul lemnului este accelerată.

1.5. Rezumat•  Uscarea lemnului reprezintă  procesul de îndepărtare a apei dinmaterial.

• Principalul scop al uscării cherestelei este reducerea umidităţii până lao valoare corespunzătoare condiţiilor practice de utilizare ale acesteia.

• Uscarea este o operaţie energointensivă şi costisitoare, care dublează  preţul materiei prime. De aceea, este esenţial ca pierderile de material lauscare să fie minime.

Punctul de saturaţie a fibrei marchează  un moment important îndesf ăşurarea procesului de uscare, întrucât reprezintă momentul în caretemperatura de regim trebuie ridicată, pentru a intensifica transferul decăldur ă  către material, necesar ruperii legăturilor între apa legată  şimaterial.

• Densitatea lemnului influenţează atât durata de uscare, cât şi calitateauscării. Ea rezprezintă  criteriul de bază  la alegerea regimului optim de

7/25/2019 c_Capitolul 1.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/ccapitolul-1pdf 13/13

  19

uscare pentru o anumită specie.

•  Contragerea este un fenomen inevitabil la uscarea sub punctul desaturaţie a fibrei. Ea este însoţită  de reducerea dimeniunilor piesei înmod inegal după  cele trei direcţii, deformarea pieselor şi apariţiacr ă păturilor.

• Dintre parametrii aerului, temperatura, viteza şi presiunea scăzută suntfactori de accelerare, iar umiditatea relativă  joacă  un rol esenţial înevitarea cementării şi a cr ă păturilor.

1.6. Test de evaluare a cunoştinţelorMarcaţi cu „x” r ăspunsul corect:

1. Până la ce umiditate trebuie uscată cheresteaua pentru fabricareamobilei ?

 8 ± 2%

 10 ± 2%

 12 ± 2%

2. De ce este important să uscăm lemnul înainte de prelucrare ?

 ca să evităm reducerea dimensiunilor şi formei reperelor după înglobarea în produsul finit

 ca să nu se umfle

 ca să devină mai lucios3. Care dintre cele trei specii are durata cea mai scurtă de uscare ?

 larice

 cireş 

 tei

4. Care este o urmare directă a contragerii în procesul de uscare ?

 eliminarea apei libere

 deformarea pieselor

 prelungirea duratei de uscare 

NOTĂ: Solu ţ iile exerci  ţ iilor tip To Do şi ale testului de evaluare sunt indicate la

sfâr şitul cursului, în Anexa 2.