DE2131758A1

DE2131758A1 - Verfahren zum Trocknen von Nutzholz

Info

Publication number: DE2131758A1
Application number: DE19712131758
Authority: DE
Inventors: Dedrick Dallas S
Original assignee: Weyerhaeuser Co
Current assignee: Weyerhaeuser Co
Priority date: 1970-06-29
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1972-01-05
Also published as: US3714716A; CA936684A

Description

Die Erfindung betrifft das Trocknen oder Darren von Holzerzeugnissen.

Bei herkömmlichen Verfahren wird das Trocknen von Nutzholz dadurch ausgeführt, daß gemäß einem Satz von jarrbedingungen (d. h. Trockentemperatur, Feuehttemperatur, Luftgeschwindigkeit usw.) beaufschlagt wird und jegliche Trückengeschwindigkeit hingenommen wird, die sich aus der v/echselwirkung der Trockenatmosphäre mit dem Nutzholz ergibt. Darrbedingungen für bestimmte Holzsorten in einer bestimmten Anordnung oder Charge wurden im allgemeinen durch praktisches Ausprobieren ohne logisches Verständnis der

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erzielten Ergebnisse ermittelt. Wie durch die unzähligen Verfahrensbedingungen bewiesen wird, die zum Trocknen von Holz-befürwortet werden, ist es klar, daß die Anwendung einer vorbestimmten Folge von Bedingungen an der eintretenden Luft auf zu trocknende Chargen aus ähnlichem Holz nicht zu identischen Trockengeschwindigkeiten für die verschiedenen Chargen führt. Das beruht möglicherweise auf den vielen Variablen, beispielsweise auf den geographischen Unterschieden in dem Holz, auf Schwankungen in dem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt, auf der Oberflächenrauhigkeit der Bretter, auf der Geometrie der Last usw., die den Mechanismus der Energieübertragung von der umlaufenden Luft auf das Holz beeinflussen. Es wäre ein großer Vorteil, die Bedingungen in einem Trockner so zu steuern, daß eine vorbestimmte Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges erreicht werden könnte.

Die vorliegende Erfindung weicht vollständig von der herkömmlichen Praxis beim Holztrocknen dadurch ab, daß die Trockengeschwindigkeit des Nutzholzes in dem Trockner als unabhängige Variable gewählt wird, und daß die Darrbedingungen dann zu abhängigen Variablen werden.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren angegeben, nach dem Holz dadurch getrocknet wird, daß eine Geschwindigkeit des Feuchtigkeit s verlust es von der Charge in dem Trockner ausgewählt und die Energieübertragung pro. Zeiteinheit von dem Trockenmittel eingestellt wird, um die ausgewählte Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Der Entzug von Feuchtigkeit aus dem Holz bei einer zwangsweisen Trocknung oder Darrbehandlung erfordert, daß " Energie in Form von Wärme auf das Holz übertragen wird, das gerade getrocknet wird, um die

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in dem Holz enthaltene Feuchtigkeit zu verdampfen und auszutreiben. Um eine vorgewählte Geschwindigkeit der [Trocknung zu erreichen, muß eine entsprechende Zufuhr von Wärme, die von einem im Umlauf über die Oberfläche des Holzes geführten Trockenmittel übertragen wird, erreicht werden, um die ausgewählte Geschwindigkeit verwirklichen zu können. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Vorwahl einer bestimmten Trockengeschwindigkeit oder eine Progression der Trockengeschwindigkeit dadurch, daß die Energieübertragung an das Holz ermittelt und gesteuert wird, um die vorgewählte Geschwindigkeit oder die Progression der Geschwindigkeiten des Feuchtigkeitsverlustes des Holzes au frecht zuerhalten·

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß ein verbessertes Verfahrßn zum Trocknen von Holz mit einem konditionierten, umlaufenden Strömungsmittel, beispielsweise Heißluft, beschrieben ist. Die gewünschte Geschwindigkeit der Feuchtigkeitsabgabe wird anfänglich ausgewählt. Diese Geschwindigkeit wird durch Steuerung der Energieübertragung pro Zeiteinheit von dem Strömungsmittel auf das Holz erreicht und gehalten. Im Gegensatz zu früheren Verfahren wird der Energieverlust pro Zeiteinheit von dem Strömungsmittel an das Holz als unabhängige Variable genommen. Dieser Energieverlust wird abgetastet, und die eintretende Luft kann jede Temperatur annehmen, die zum Aufrechterhalten der vorgewählten Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsverlustes notwendig ist. Die Trockentemperatur der eintretenden Luft wird dadurch zu einer abhängigen Variablen.

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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt eine graphische Darstellung des prozentualen Feuchtigkeitsgehaltes gegen die Verweilzeit (in Stunden) in dem !Trockner für eine Beschickung aus 5 x 20 cm Schierlingstanne (western hemlock) bei einer anfänglichen Trockengeschwindigkeit von 0,009 g/cm²/Std. (0,018 engl. Pfund/Quadratfuß/Std.), die durch ein Temperaturgefälle von 14 0 (25 F) mit einem Luftstrom erreicht wurde, der mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min.. (200 Fuß/min.) im Umlauf über die Charge geführt wurde«

Das Trocknen von Nutzholz kann'dadurch optimiert werden, daß die Wärme auf das Holz mit einer Geschwindigkeit übertragen wird, die zu einer optimalen Massenübertragung von Feuchtigkeit aus dem Holz führt, wodurch die Verweilzeit für das Holz, das gerade getrocknet wird, in dem Trockner auf ein Minimum herabgesetzt wird. Audi eine Verschlechterung der Holzoberfläche wird damit so klein wie möglich gehalten. Das Ziel einer minimalen Verweilzeit im Trockner kann überraschenderweise durch verhältnismäßig milde Anfangsbedingungen beim Trocknen erreicht werden, die festgelegt werden, um eine Wärmeübertragung pro Zeiteinheit auf die Holζoberfläche zu schaffen, die so groß wie die gewünschte Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsverlustes aus dem Holz ist.

Die Gleichung für das Energiegleichgewicht kann für ein Trockensystem unter der Annahme, daß sich das System adiabatisch verhält, angegeben werden und lautet j

dT*

dT dQw/de = (aA + vV)dT - (wW + fF + bB) 75

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wobeiι dQw/dG = Wasserverlust aus dem Holz pro Zeiteinheit

(g/Std.)
A = über das Nutzholz strömende Trockenluft pro

Zeiteinheit (g/Std.) a = spezifische Wärme der Trockenluft

(itKcal/g χ Grad) Y = über das Nutzholz strömender Wasserdampf pro.

Zeiteinheit (g/3td.) ν = spezifische Wärme des Wasserdampfes

(itiCcal/g χ Grad) dT = Temperaturänderung der Luft-Dampfmischung

während dem Kontakt mit den Nutzholzflächen

(Grad)

V/ = Trockengewicht des ofentrockenen Holzes (g) v/ = spezifische Wärme des Trockenholzes

(itKcal/g χ Grad) Έ = Gewicht des "freien" Wassers in dem Nutzholz

(g)

f = spezifische Wärme des "freien" V/assers

(itKcal/g χ Grad) B = Gewicht des "gebundenen" Wassers in dem

Nutzholz (g) b = spezifische Wärme des "gebundenen" Wassers

(itKcal/g χ Grad) dT /d9 = Temperaturänderung des Holzes pro Zeiteinheit

(Grad/Std.) L* = scheinbare Verdampfungswärme des Wasser-Luft-

systems (itKcal/g χ Grad)

Die oben angegebene Gleichung zeigt, daß, wenn andere Paktoren konstant bleiben, der Temperaturabfall des

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Trockenmittels über der Beschickung direkt mit dem Feuchtigkeitsverlust pro Zeiteinheit (dQw/dG) in Verbindung steht. Durch Aufrechterhalten eines vorbestimmten Temperaturabfalles über der Charge in dem Trockner können die Trockenbedingungen so gesteuert werden, daß ein vorbestimmter Energiebetrag von der umlaufenden Luft auf das Holz pro Zeiteinheit übertragen wird. Der Wasserverlust des Holzes pro Zeiteinheit (dQw/de) hängt ferner von den folgenden unabhängigen oder halb unabhängigen Variablen ab:

(1) Luftgeschwindigkeit durch die Gharge,

(2) Zusammensetzung der über die Gharge strömenden Luft (Feuchtigkeitsgehalt der Luft),

(3) Aufteilung der Energie zwischen latenter Wärme und Eigenwärme (dT/d0) und

(4-) Scheinverdampfungswärme des Wassers (L*).

Aus der Gleichung ist ferner zu ersehen, daß der Feuchtigkeitsverlust pro Zeiteinheit von dem Nutzholz in einem trockenen Trockner groß ist, wenn

(1) die Luftgeschwindigkeit groß ist,

(2) der Temperaturanstieg des Holzes pro Zeiteinheit gering ist,

(3) die wirksame Verdampfungswärme gering ist, und wenn

(4) der Temperatur ab fall über der Beschickung groß ist.

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All dies kann jedoch nicht gleichzeitig erreicht werden· Beispielsweise schließen sich eine hohe Feuchtigkeit und ein großer Temperaturabfall über der Beschickung gegenseitig aus, weil mit steigender Feuchtigkeit die Feuchttemperatursenkung (die als Unterschied zwischen der Trockentemperatur und der Feuchttemperatur bei einem gegebenen Punkt definiert ist) geringer wird. Die Holztemperatur kann nicht auf einer geringeren Temperatur als die Feuchttemperatur der Luft (d« h. die an dem feuchten Thermometer gemessene Temperatur der luft) gehalten werden, mit der es in Berührung steht. Deshalb muß die Feuchttemperatursenkung so groß sein, daß unter den Bedingungen des Trockners die Feüchttemperatur auf der Austrittsseite der luft geringer als die Trockentemperatur (d. h. die an dem trockenen Thermometer gemessene Temperatur) an diesem Punkt ist. Je größer der Temperaturabfall über der Beschickung ist, desto geringer muß, wenn die anderen Faktoren konstant bleiben, die Feuchtigkeit der umgewälzten Luft sein.

Es ist erwünscht, die Feuchtigkeit der Umwälzluft so hoch wie möglich, u. zw. auf einem Wert zu halten, der mit dem Trockentemperaturabfall über der Beschickung konsistent ist. Obwohl sich ein geringfügiger Anstieg in der zur Verfügung stehenden Enthalpie aus dem Anstieg in dem Molbruchteil des in dem umgewälzten Strömungsmittel enthaltenen Wasserdampfes ergibt, ist der Hauptvorteil, daß ein höherer Feuchtigkeitsgehalt in der Holζoberfläche aufrechterhalten wird.

Eine hohe Luftgeschwindigkeit bringt die Gefahr mit sich, daß Oberflächenschichten austrocknen, und vergrößert den Widerstand für die Materialströmung, so daß mehr Energie notwendig ist, um eine Masseneinheit Wasserdampf von dem

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Innern des Holzes an die Außenseite desselben zu transportieren. Luftgeschwindigkeiten im Bereich von 15 - 360 m/min. (50 bis 1200 Fuß/min,,) und vorzugsweise 45 - 240 m/min. (150 bis 8QO Puß/min.) können bei dem beschriebenen Verfahren verwendet werden« Die maximale Luftgeschwindigkeit sollte unter Beachtung der gewünschten Qualität des getrockneten Holzes ausgewählt werden«-Wenn jedoch Hölzer getrocknet werden, die schwer zu trocknen oder sehr hitzebeständig sind, beispielsweise westliche rote Zeder und die meisten tropischen Hölzer und. Harthölzer, ist eine geringere Strömungsgeschwindigkeit des Trockenmittels erwünscht, um ein anfängliches Austrocknen der Oberflächen und eine Versphüsselung der Holzoberfläche und andere Arten der Verschlechterung des ^-olzes zu vermeiden, das gerade getrocknet wird. Es hat sich gezeigt, daß Strömungsmittelströmungen in dem laminaren Bereich erwünscht, aber nicht notwendig sind, um Hölzer aller Art und insbesondere die Holzsorten, die von jeher schwer zu trocknen waren, zu trocknen. Die laminare Strömung ist erwünscht, da eine Schutzschicht aus feuchtigkeitsbeladenem Trockenmittel nahe bei der Oberfläche des Holzes aufrechterhalten wird, das gerade getrocknet wird. Dadurch wird eine Verschlechterung der Oberfläche im wesentlichen eliminiert, während die Massenübertragung von feuchtigkeit aus dem Holz in die gesättigte oder nahezu gesättigte, ruhende, durch die laminare Strömung verursachte Zone und sodann von dieser ruhenden Schutzschicht aus feuchtigkeitsbeladenem Gas in den Hauptstrom des Trockenmittels ermöglicht wird.

Die Einstellung der Trockenbedingungen der eintretenden Luft auf der Grundlage des Temperaturgefälles über der Beschickung ermöglicht eine solche Einstellung der Feuchttemperatursenkung, daß die Trockneratmosphäre

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auf einer maximalen Feuchtigkeit gehalten wird, die mit einer gleichmäßigen (Trocknung auf der gesamten Beschickung mit einem vorbestimmten Feuchtigkeitsverlust pro Zeiteinheit verträglich ist; In der Figur ist ein Beispiel einer Trockenkurve für Schierling-Nutzholz mit einer Abmessung von 5 x 20 cm dargestellt. Die Ergebnisse sind für den Betrieb eines Trockners gezeigt, bei dem ein konstanter vorbestimmter Temperaturabfall über der Charge in dem Trockner während des gesamten Trockenzyklus aufrecherhalten wurde» Die Figur zeigt eine graphische Darstellung des prozentualen Feuchtigkeitsgehaltes gegen die Verweilzeit im Trockner · und des Feuchtigkeitsverlustes pro Zeiteinheit gegen die Verweilzeit in dem Trockner für 5 x 20 cm westliches Schierling-Holz, das in 240 cm (8 Fuß) breiten Lagen gestapelt war, wobei die lagen durch 1,9 cm (0,75 Inch) starke Abstandsstücke getrennt waren. Eine anfängliche Trockengeschwindigkeit von 0,009 g/cm /Std. (0,018 engl. Pfund/Quadratfuß/Std.) wurde gewählt und durch Einstellen eines Trockentemperaturabfalles von 14 ⁰G (25 ° F) über dem Holzstapel bei einer Luftgeschwindigkeit von 60 m/min. (200 Fuß/min.) erreicht. Die Linie A stellt die Trockengeschwindigkeit-Zeitkurve dar, während die Linie B die Kurve für den Zusammenhang zwischen dem prozentualen Feuchtigkeitsgehalt und der Zeit darstellt. S3 ist ersichtlich, daß der erste Abschnitt der Trockengeschwindigkeit-Zeit-Kurve einen starken Anstieg der Trockengeschwindigkeit zeigt. Dies ist die ''Aufwärmperiode¹¹, die als Stufe I in der Figur dargestellt ist, während der sich die vorbestimmten Darrbedingungen einstellen. Diese Periode ist im Vergleich zu der gesamten Trockenzeit sehr kurz. Hach der anfänglichen Periode ist die Stufe II dargestellt, die durch einen im wesentlichen konstanten Feuchtigkeitsverlust pro Zeiteinheit charakterisiert ist. Diese zweite Stufe endet, wenn der mittlere Feuchtigkeitsgehalt der Schierlings-Öharge etwa bei 40 - 50 $ Feuchtigkeitsgehalt liegt (bezogen

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auf den Ofentrocken-Grundwert) . Stufe III der Trocknung unter einem konstanten Temperaturabfall über der Beschickung ist durch, einen ständig abfallenden Feuchtigkeitsverlust pro Zeiteinheit charakterisiert, der bei dem 5 cm-Schierlingholz anhält, bis der mittlere Feuchtigkeitsgehalt der Charge 20 - 25 fo bezogen auf das Grundgewicht von ofentrockenem Holz erreicht. Trockenstufe IV zeigt wiederum eine im,wesentlichen konstante Rate, bis der mittlere Feuchtigkeitsgehalt auf unterhalb 10 $ abfällt. Unterhalb von 10 # Feuchtigkeitsgehalt charakterisiert eine sehr stark abfallende Rate des Feuchtigkeitsverlustes die Stufe V (nicht in Fig. gezeigt). Die Kurve, bei der der Feuchtigkeitsgehalt gegen die Yerweilzeit in dem Trockner für 5 cm-Schierlingholz dargestellt ist, zeigt, daß der tatsächliche Wasserverlust aus dem Schierlingholz während der "Aufheizperiode·· und der zweiten Periode bis. zu der Linie, die mit 43,5 $ Feuchtigkeitsgehalt bezeichnet ist, im wesentlichen linear ist. In der dritten Periode zwischen 43»5 $ Feuchtigkeitsgehalt und 22,1 $ Feuchtigkeitsgehalt fiel der Feuchtigkeitsverlust des Holzes allmählich von etwa 1 $ pro Stunde auf etwa 0,63 i> pro Stunde am Ende der dritten Stufe ab. In der vierten Trockenstufe, die unterhalb von 22,1 $> Feuchtigkeitsgehalt ausgeführt wird, bleibt der Feuchtigkeitsabfall wieder linear mit einem Wert von etwa 0,63 i> pro Stunde bis zu dem Ende der Trocknung. Es ist zu beachten, daß die Zeitdauer, die zum Durchfahren dieser verschiedenen Stufen benötigt wird, von den Holzabmessungen, der Holzsorte, der luftgeschwindigkeit, der relativen Feuchtigkeit der eintretenden Bift, der anfänglich in dem Holz enthaltenen Wassermenge usw* abhängt. Beispielsweise tritt die zweite in der Figur dargestellte Stufe bei 5 cm dickem zugeschnittenem Hutzholz aus Douglas-Tannen-Hartholz nicht auf, bei dem der

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mittlere anfängliche Feuchtigkeitsgehalt etwa "bei 35 - 50 # liegt. Unterschiedliche Trockenkurven werden für verschiedene Sorten und Werte des anfänglichen Feuchtigkeitsgehaltes zu beobachten sein.

Es ist nicht notwendig, die Richtung der Luftströmung durch den Holzstapel periodisch umzukehren, wie es beim herkömmlichen Trocknen üblich ist. Eine Umkehrung des Luftstromes wäre bei dem vorliegenden Verfahren in der Tat unerwünscht, weil die Bedingungen linearer Temperaturgradienten über der Beschickung sowohl für die Luft als auch für das Holz gestört würden. Eine Umkehrung des Luftumlaufes kann eine schwerwiegende Beanspruchung des trocknenden Holzes, •insbesondere bei einem hohen Temperaturabfall über der Beschickung, zur Folge haben, da das Trockenmittel, das durch die Holzcharge umläuft, bei einer Umkehr der Strömungsrichtung einen sehr hohen Feuchtigkeitsentzug pro Zeiteinheit aus dem Holz bewirkt, das vorher an der Ausgangsseite des Trockners lag. Das beruht darauf, daß die Holzoberfläche plötzlich mit einem hohen Temperaturgradienten beaufschlagt wird. Um die beste Qualität bei dem Produkt zu erzielen} ist es daher erwünscht, daß keine Umkehr des Trockenmittelumlaufes während der Trocknung von Holz nach dem erfindungagemäßen Verfahren vorgenommen wird.

Obwohl der Anmelder sich nicht auf eine bestimmte Theorie festlegen will, kann folgende Erklärung für die verschiedenen Knickpunkte oder Stufen angeboten werden, die in Fig. 1 gezeigt sind. Fahrend der Stufe I nimmt die Trockentemperatur der eintretenden Luft schnell den Wert an, den die Bedingungen für den Trockner und die Charge fördern, um einen Temperaturabfall über der Beschickung einzustellen, der für

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den vorgewählten anfänglichen Feuchtigkeitsverlust pro Zeiteinheit, in diesem Pall 14 ° C (25 ° F), notwendig ist. Während der Stufe II steigt die Trockentemperatur der eintretenden Luft sehr langsam, oft weniger als 0,28 ° G/Std. (1/2 ° F/Std.) an. Während der Stufe III wächst die Geschwindigkeit des Trockentemperaturanstieges der eintretenden Luft und dieser Zuwachs pro Zeiteinheit wird während der Stufe IV und zusätzlich während der Stufe V beschleunigt, beispielsweise auf 2,7 4,4 ° O/St.d. (5-8 ° F/Std.). Bei Betrachtung der "Knickpunkte" der Trockengeschwindigkeit-Zeit-Kurve von Fig. 1 kann die Hypothese aufgestellt werden, daß der Knickpunkt bei etwa 43 i° Feuchtigkeitsgehalt den Feuchtigkeitsgehaltwert anzeigt, bei dem die Oberfläche des Holzes in dem Trockner das erste Mal die Fasersättigung erreicht. Der zweite Knickpunkt, der bei etwa 23 fo mittlerem Feuchtigkeitsgehalt auftritt, tritt möglicherweise auf, wenn die Mittelebene des Holzes in dem Trockner die Faseraättigung erreicht. Während dieser Trockenstufen wird offenbar nur in der flüssigen Phase vorliegendes Wasser verdampft. Wenn alles in der flüssigen Phase vorliegende Wasser abgeführt ist, kann nur noch das "gebundene Wasser" abgezogen werden <, Um das "gebundene Wasser" zu entfernen, muß sowohl die Bindungsenergie überwunden als auch die Energie aufgebracht werden, die zum Entfernen des Dampfes aus dem Holz notwendig ist. Es hat sich gezeigt, daß, wenn der mittlere Feuchtigkeitsgehalt sich 30 ia nähert, die zu einem Verlust von einer Einheitswassermenge gehörige Energie sehr schnell.ansteigt, und daß der Wert bei einem Niveau von 2 - 3 $ etwa zehnmal so groß wie der Wert wird, der bei einem Feuchtigkeitsgehalt von über 30 $> auftritt. Dadurch wird angezeigt, daß die bei diesen Niveaus entzogene Feuchtigkeit vorwiegend "gebundenes Wasser" und keine freie Feuchtigkeit ist.

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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Wasserverlust pro Zeiteinheit auf einen gewünschten Wert dadurch eingeregelt werden, daß der Temperaturabfall über der Beschickung oder die Luftgeschwindigkeit oder beide Größen programmiert werden. Wenn es erwünscht ist, den Feuchtigkeitsverlust pro Zeiteinheit unter 4-3 $ etwa so groß zu halten wie oberhalb 43 #, ist es lediglich notwendig, den Temperaturabfall über der Beschickung oder die Luftgeschwindigkeit oder beide Größen allmählich zu erhöhen (siehe Fig. 1). In beiden Fällen wird mehr Wärmeenergie pro Zeiteinheit auf das Holz übertragen, um die zusätzliche Energie aufzubringen, die zum Kompensieren der größeren Energiemenge, die zum Freisetzen einer Einheit s-Wassermenge bei Feuchtigkeitsniveaus unterhalb 43 # aufgebracht werden muß, im Vergleich zu der Energie zu kompensieren, die zum Freisetzen der Feuchtigkeit über 43 i° aufgebracht werden muß.

Bei der Durchführung des erfindungs'gemäßen Verfahrens werden folgende Schritte durchgeführt:

1) Zunächst wird eine bestimmte Menge Trockenmedium (Luft und Wasserdampf) gewählt, die durch und über die Holzbeschickung in einer Zeiteinheit geleitet werden soll. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden niedere Lμftgeschwindigkeiten bevorzugt, da eher eine laminare als eine turbulente Strömung zu geringeren Verschlechterungen führt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen bestimmten Bereich der Luftgeschwindigkeit begrenzt, obwohl, wie bereits erwähnt wurde, Luftgeschwindigksiten im Bereich von 15 - 360 m/min. (50 - 1200 Fuß/min.) und vorzugsweise 45 - 240 m/min, (150 - 800 Fuß/min.) verwendet werden können. Die vorgewählte Luftmenge, ausgedrückt in engl. Pfund Luft pro Zeiteinheit, wird mit

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der Wärmekapazität des Trockenmediums multipliziert, um die Zahl der Wärmeeinheiten zu erhalten, die aus der Luft in das Holz pro Zeiteinheit übertreten, wenn die Luft um einen vorbestimmten Betrag abgekühlt wird. Die V/ärmeenergie, die in das Holz-Wasser-System übertritt, besteht aus Eigenwärme, die eine Anhebung der Temperatur des Systems einschließlich des zu trocknenden Holzes bewirkt, und aus latenter oder Verdampfungswärme, die das Ireisetzen des Dampfes in dem Holz und den Transport des Dampfes an die Holz-Luft-Grenzfläche bewirkt, wo er in den Luftstrom eintritt_β Beim Trocknen von Holz ist die ^L wirksame Energie, die zur Massenübertragung von Dampf aus dem Holz in das Trockenmittel dient, die latente Wärme. I¹Ur aus Weichholz bestehendes Dimensions-Nutzholz hat sich gezeigt, daß die latente Wärme wenigstens während der anfänglichen Trockenstufen für das grüne Holz 80 - 85 $ der gesamten Wärme darstellt, die in das Holz eintritt. Bei der Berechnung des zum Trocknen zur Verfugung stehenden Potentiales der umlaufenden Luft wird daher angenommen, daß dieser Wert bei 85 fo des Wärmeverlustes pro Zeiteinheit aufgrund des Temperaturabfalles über der Trocknerbeschickung beträgt.

2) Ein Plan für die Trockengeschwindigkeiten wird für bestimmte Sorten und einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt des in dem Trockner befindlichen Holzes ausgewählt. Die Trockengesohwindigkeit wird in Einheiten von Gramm Wasserverlust pro Quadrat Zentimeter der Haupt-Holzoberfläche pro Stunde ausgedrückt. Wenn diese Trockengeschwindigkeit, die nach der auf die Trockenkennwerte, Permeabilität und

SchrumpfKennwerte der besonderen getrockneten Holzsorte begründeten Erfahrung ausgewählt wird, mit der Gesamtfläche der Hauptoberfläche der Bretter in der Charge multipliziert wird, ergibt sich die Größe des Wasser-r Verlustes in " . g:./std. von der gesamten Charge. Diese Größe multipliziert mit der Verdampfungswärme des-Wassers ergibt die Größe der latenten Wärme, die dem Trockner pro Stunde zugeführt werden muß.

3) Der Temperaturabfall, der in dem Trockenmedium auftreten muß, um die notwendige Menge der latenten Wärme aufzubringen, wird dann unte,r Verwendung der in den vorangehenden Schritten 1 und 2 angegebenen Parameter berechnet. In dem Schritt 1 wurde der Betrag an Wärmeenergie angegeben, der sich aus einem gegebenen Temperaturabfall über dem Trockner ergab. In dem Schritt 2 wurde der notwendige Betrag an Wärmeenergie pro Stunde errechnet, um die gewünschte Trockengeschwindigkeit zu verwirklichen. Wenn die gesamte latente Färme, die bei dem Schritt 2 benötigt wird, durch das Potential der latenten Wärme aus dem Schritt 1 dividiert wird, ergibt sich die Zahl der Grad Celeius,'-"> um die sich das Trockenmedium abkühlen muß, damit der Nutzholzcharge die notwendige Wärmemenge pro Zeiteinheit zugeführt wird. Dieses errechnete Ergebnis ist der benötigte Temperaturabfall über der Beschickung, der zum Erreichen der gewünschten Trockengeschwindigkeit notwendig ist.

Die zum Trocknen von Nutzholz nach, dem beschriebenen Verfahren verwendete Vorrichtung ist ein herkömmlicher Trockner mit Fühlerköpfen für die Trockentemperatur sowohl an der Lufteintrittsseite als auch an der luftaustrittsseite der

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Charge ο Die beiden Temperaturen werden durch eine geeignete Steuereinrichtung abgetastet, die den Bedarf für höhere Temperaturen der eintretenden Luft signalisiert, wenn die gemessene Temperaturdifferenz zwischen der eintretenden und der austretenden Luft kleiner als der als Resultat der Berechnungen nach dem oben beschriebenen Schritt 3 abgeleitete Einsteilpunkt des Instrumentes ist» Diese Fühler-Steuereinrichtungen sind bekannt und im Handel erhältlich=

Der Trockenprozeß wird gewöhnlich bei der Temperatur der Umgebung begonnen. Ein Temperaturgradient wird schnell über der gesamten Charge bei verhältnismäßig ge-· ringen Temperaturen aufgebaut. Daher findet der Hauptteil des Feuchtigkeitsentzuges bei erheblieh geringeren Temperaturen statt, als sie bisher bei den meisten Trockenprozessen verwendet werden„

Um die gewünschte Trocknung über der gesamten Beschickung einzustellen, ist es notwendig, daß die Feuchttemperatur geringer gehalten wird als die Trockentemperatur der austretenden Luft. Um dies zu erreichen, hat es sich als wirkungsvoll erwiesen, die Trockentemperatur und die Feuchttemperatur der austretenden Luft abzutasten und die Lüfter und den Sprühdampf in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Feuchttemperatursenkung auf der Luftaustrittsseite zu steuern. Die Feuchttemperatursenkung auf der Luftaustritt sseite kann im Bereich von 0,27 - 5,5 ° C (0,5 10 F) liegen, wobei eine bevorzugte Feuchttemperatursenkung auf der Luftaustrittsseite von etwa 2,7 C (5 F) bei einer Trockentemperatur unterhalb von 104 C (220 F) liegt. Gegen Ende des Trockenzyklus wird eine größere Feuchttemperatursenkung beobachtet. Es ist zu beachten, daß, da im wesentlichen adiabatische Bedingungen während

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des Durchtrittes von Luft durch, die Beschickung aufrechterhalten werden, eine geringe oder gar keine Veränderung der !Feuchttemperatur über der Beschickung auftritt»

Der Umfang der Beschickung bildet ebenfalls eine Zwangsbedingung für die Feuchttemperatursenkung. Je größer die Beschickung ist, desto größer ist der resultierende [Temperaturabfall über der Beschickung bei vorgegebener Luftgeschwindigkeit, Schiitzdicke und Trockengeschwindigkeit β Bei umfangreichen Beschickungen kann die Feuchtigkeit der eintretenden Luft zu gering sein, um gesteuert werden zu können oder um die Qualität des Produktes auf der Lufteintrittsseite wahren-zu können« Es gibt ein optimales Verhältnis von Schlitzdicke, Luftgeschwindigkeit, Feuchtigkeit, Temperaturabfall und Trockengeschwindigkeit, das empirisch für die verschiedenen Holzsorten eingestellt werden muß.

Die optimale, anfängliche Trockengeschwindigkeit bei dem Schritt 2 kann im Bereich von 0,0005 - 0,25 g/cm /Std (0,001 bis 0,5 engl. Pfund/Quadratfuß/Std.) liegen. Typische Trockengeschwindigkeiten für westliche Schierlingstanne und Douglas-Tanne liegen bei 0,01 g/cm/Std. (0,02 engl. Pfund/

2 Quadratfuß/Std.); für westliche rote Zeder bei 0,0025 g/cm / Std. (0,005 engl. Pfund/Quadratfuß/Std.) und für Birke bei 0 _f 005 g/cm²/Std. (0,01 engl. Pfund/Quadratfuß/St d.).

Jede Form von Holz mit einer Fläche, über die ein Trockenmittel im Umlauf geführt werden kann, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren getrocknet werden· Gewöhnlich liegt das Holz in Form von Brettern, Dimensionsnutzholz, Furnier oder Schindeln vor. Jedoch-können auch andere entsprechende Formen von Holz und Nutzholz in vorteilhafter

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Weise getrocknet werden.

Das "Verfahren wurde hauptsächlich zum Trocknen von solchen Holzsorten verwendet, die als Bauholz Verwendung finden. Diese Holzsorten sind Douglas-Tanne, G-elbkiefern, Weiße Kiefern, Schierlingstannen, Zedern, Pichten und Tannen. Auch andere Sorten wurden in vorteilhafter Weise getrocknet, u. zw.: Eichen, Birken, Ahorn, Nußbaum, Kirschbaum, Hickory, Tupelobaum, amerikanischer Amberbaum, Esche, Pappel und Erle. Einige der mehr exotischen Hölzer, beispielsweise tropische Hölzer wie Luan und dergleichen, können ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu Holzprodukten überragender Qualität in einer minimalen Zeit getrocknet werden»

Aus den Beispielen geht hervor, daß die Verweilzeit in dem Trockner selbst bei sehr geringen Trockengeschwindigkeiten viel kleiner ist als es bei den herkömmlichen Trockenverfahren notwendig ist. Auch wird die Trocknung hauptsächlich bei geringen Trockentemperaturen durchgeführt, wodurch die Verschlechterung des Holzes reduziert wird, das gerade getrocknet wird.

BEISPIEL I

Sechsundneunzig Bretter aus westlicher Schierlingstanne mit Abmessungen von 5 x 25,4 x 180 cm (2 Inch χ 10 Inch χ 8 Fuß), die in 12 Schichten mit je acht Brettern pro Schicht gestapelt und durch schmale, 1,3 cm (1/2 Inch) dicke Abstandsstücke getrennt wurden, so daß sich ein offener Querschnitt

2
von 0,36 m (4 Quadratfuß) durch die Charge ergab, wurden in einen herkömmlichen Trockner eingebracht. Der mittlere Feuchtigkeitsgehalt des grünen Holzes war 77 Gewichts-^.

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Kir dieses besondere Beispiel wurde eine Luftgeschwindigkeit durch die Charge von 90 m/min. (300 Fuß/min.)

und eine Trockengeschv/indigkeit von 0,01 g/cm /Std. (0,020 engl. Pfund/Quadratfuß/Std.) gewählt» Um zu berechnen, was für ein Temperaturabfall über der Beschickung für diese vorbestimmte Trockengeschwindigkeit eingestellt werden sollte, wurden die folgenden Berechnungen in der oben beschriebenen Weise durchgeführt«

Die Geschwindigkeit von 90 m/min. (300 Fuß/min.)

durch einen Querschnitt von 0,36 ca (4 Quadratfuß) ist gleich 32,4 nrVmiru (1.200 lCubikfuß/min_o) oder 1.944 mVstd. (72.000 Xubikfuß/Stdc). Die Dichte der luft beträgt etwa 109 g/m^ (0,065 engl. Pfund/Eubikfuß). Durch Multiplizieren von 1.944 m /Stα. mit der Luftdichte ergibt sich 2„125 kg/Std, (4o6ÖO engl,, Pfund/Std.) an durch den Trockner zu leitender Luft. Die Wärmekapazität der Luft ist etwa 1,14 itKcal/kg χ Grad G (0,24 BTü/engl. Pfund/Grad F). Daher werden von dieser Luftmenge bei Kühlung um 0,55 ° C (1 F) 4.450 itKcal (1.120 BTU) abgegeben. Die Erfahrungen mit dem verwendeten Troc":cner haben gezeigt, daß etwa 80 fo der von dem umlaufenden Luftmedium abgegebenen Energie als latente Wärme zum Freisetzen und Transportieren von Feuchtigkeit in dem Holz an die Oberfläche verwendet wurden« Daher beträgt das zum Trocknen zur Verfugung stehende Potential der umlaufenden Luft etwa 6.500 itKcal/Grad C (900 BTU/Grad F).

Die Hauptflächen bei einem Brett von 5 x 25,4 χ 180 cm (2 Inch χ 10 Inch χ 8 Fuß) ergeben insgesamt eine

Fläche von 1,38 m (15,3 Quadratfuß) oder für die gesamte

Charge eine Fläche von 130 m (1.470 Quadratfuß). Bei Verwendung der vorbestimmten Trockengeschwindigkeit von 0,01 g/cm /Std. (0,020 engl. Pfund/Quadratfuß/Std.) wäre der Feuchtigkeitsverlust pro Zeiteinheit 13,7 kg/Std. (29,4 engl. Pfund/Std.). Die Erfahrung zeigt, daß westliche

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Schierlingstanne eine wirksame Verdampfungswärme für Feuchtigkeit aus dem Holz von etwa 9 »2 itKcal/g "(1.050 BTU/englo Pfund) hat„ Nach diesen Zahlen würde eine gesamte Verdampfungs- oder .latente Wärme von 122.800 itKcal/Std. (30.900 BTU/Std.) benötigt, um die gewünschte Trockengeschwindigkeit von 0,01 g/cm /Std₀ (0,020 englo Pfund/Quadratfuß/Std.) zu erhalten« Wenn das umlaufende Medium ein Trockenpotential von 6„500 itKcal/Grad C (900 BTU/Grad F) hat, wird ein Temperaturabfall von mehr als 17 ° C (34 ° P) benötigt, um die notwendige Menge an Verdampfungsenergie, d. h. 122.800 itKcal/Std. (30.900 BTU/Std.), zu liefern. · '

Aufgrund dieser Berechnungen wurde die Gebläsegeschwindigkeit des Trockners auf eine Geschwindigkeit von etwa 90 m/min. (300 Fuß/min,,) eingestellt. Die Fühler-Steuereinrichtung für die Trockentemperaturen des eintretenden und austretenden Trockenmittels wurde so eingestellt, daß ein Temperaturabfall über die Beschickung von \9,5 C (35 F) wie oben berechnet aufrechterhalten wurde« Die Fühler-Steuereinrichtung für die Trocken-Feucht-Temperatur der austretenden Luft wurde so eingestellt, daß eine Feuchttemperatursenkung'von 2,7 ⁰C (5 ° F) auf der Luftaustrittsseite aufrechterhalten wurde. Für die Lufteintrittsseite ist keine Feuchttemperatursteuerung notwendig oder erwünscht. Die Anfangstemperatur des Nutzholzes und der Trockenatmosphäre betrug etwa 26,7 0 (8o F). Der Trockenprozeß wurde eingeleitet und nach etwa 6 Std. war eine stetige Trockengeschwindigkeit von etwa 12,7 kg/Std. (28 engl. Pfund/Std.) erreicht. Diese Geschwindigkeit liegt sehr nahe bei der berechneten Geschwindigkeit, wenn man bedenkt, wie schwierig die genaue Geschwindigkeit einer Luftströmung eingestellt werden kann, und wenn man ferner die Unsicherheit des genauen Verteilungskoeffizienten zwischen latenter Wärme und Eigenwärme beachtet.

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!Die Trockentemperatur der eintretenden Luft bei Beginn des stetigen Trockenzustandes war 60 ° C (140 F) und die Trockentemperatur der austretenden Luft 40,5 ° C (105 F)c Die Feuchttemperatur auf der Luftaustrittsseite war.37 ° 0 (100 ° F). Die Trocknung mit konstanter Geschwindigkeit dauerte bis der mittlere Feuchtigkeitsgehalt des Nutzholzes in dem Trockner etwa 48 Gewichts-$ erreicht hatte (etwa 28 Std.). An diesem Punkt wurde die Trockengeschwindigkeit geringer bis eine zweite konstante Geschwindigkeit mit 10 kg/Std. (22 engl. Pfund pro Std.) (36 Std„ Trockenzeit) erreicht wurde. Diese zweite konstante Geschwindigkeit dauerte bis der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes etwa 27 Gewichts-¹^ erreicht hatte, wobei zu diesem Zeitpunkt eine zweite Änderung der Trockengeschwindigkeit auf 7,3 kg/Std. (16 engl. Pfund/Std.) auftrat,, Die letzte Trockengeschwindi_;~I;eit dauerte bis das Trocknen bei 14 $ mittleren Feuchtigkeitsgehalt nach etwa 76 Std. beendet wurde. Die Trockentemperatur der eintretenden Luft an dem ersten Übergang betrug 6o,3 ° 0 (155 F) und an dem zweiten Übergang 77⁰G (170 ° P). Sine Endtemperatur von 98 ° 0 (210 ° F) wurde auf der Lufteinlaßseite und 79,5 ° 0 (175 ° F) Trockentemperatur und 77 ° C (170 ° F) Feuchttemperatur wurde auf der Luftaustrittsseite registriert.

Bei dem oben beschriebenen Experiment wurde die Luftrichtung nicht wie gewöhnlich bei den meisten Trockenproze33en umgekehrt. Dennoch ergab sich kein meßbarer Peuchtigkeitsgradient über der Beschickung, was bedeutet, aaß dia Y/ärmeübertragung von der Luft auf das Holz pro Zeiteinheit über clic gesamten 2,4 m (8 Fuß) der Chargenbreite konstant war. Auch war die Trockengeschwindigkeit auf der Luftauslaßseite diü gleiche wie die auf der Lufteinlaßneite, obwohl die Lufttemperatur auf der Luftauslaßimmer 19,5 ° 'J (35 ° F) kühler als die auf der

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Lufteinlaßseite und obwohl sogar die Feuchttemperatursenkung 1 9>5 0 (35 F) geringer war,

Die Verweilzeit in dem Trockner war selbst bei einer sehr geringen· Trockengeschwindigkeit um 40 - 50 Std_o geringer als die Zeit, die gewöhnlich zum Trocknen von Brettern dieser Art aus westlicher Schierlingstanne· benötigt wird ο Die Feuchtigkeit des Holzes wurde mit einer Geschwindigkeit von 7,3 kg/Std. (16 engl. Pfund/Std.) abgegeben, als das Trocknen abgebrochen wurde. Der Ilauptteil der Trocknung fand bei geringen Temperaturen statt, so aaß eine Verschlechterung des Holzes verhindert wurde.

BEISPIEL II

Eine Charge aus 5 x 25 x 180 cm (2 Inch χ 10 Inch χ 8 Fuß) Douglas-Tannenbrettern, 12 Bretter hoch und 8 Bretter breit, getrennt durch 1,27 cm (1/2 Inch) dicke Abstandsstücke wurde in denselben Trockner eingebracht, der auch bei Beispiel I verwendet wurde. Für dieses Beispiel wurde eine anfängliche Trockengeschwindigkeit von 0,007 g/cm /Std_o (0,014 engl. Pfund/Quadratfuß/Std.) gewählt. Die Luftgeschwindigkeit wurde auf 120 m/min_β (400 Faß/min») eingestellt. Die Fühler-Steuereinrichtung für die Trockentemperaturen des eintretenden und austretenden Trockenmittels wurde eingestellt, um einen Temperaturabfall über der Beschickung von 13,9 °C (25 ° F) aufrechtzuerhalten. Der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt des Holzes war 36 Gewiehts-yi. ITach einem anfänglichen Trocknen wurde eine erste Gleichgewichtsphase bei einer stetigen Trockengoschwindigkeit von 9,1 kg/Std. (20 engl. Pfund/Std_o) herab bis zu einem mittleren Feuchtigkeitsgehalt von 29 Gewichts-5» erreicht. An diesem Punkt wurde die Trockengeschwindigkeit geringer bis eine konstante Geschwindigkeit von 5 kg/Sta. (11 engl. Pfund/Std.) erreicht war. Diese zweite konstante Geschwindigkeit

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dauerte an, "bis der Feuchtigkeitsgehalt etwa 21 Gewichts-^ erreichte, wobei zu diesem Zeitpunkt eine dritte Änderung der Geschwindigkeit stattfand. Diese letztere Geschwindigkeit wurde fortgesetzt, "bis das Trocknen bei etwa 10 fo mittlerem Feuchtigkeitsgehalt nach 51 Std. abgebrochen wurde. Die normale Trockenzeit für Douglas-Tanne auf 15 °/o Feuchtigkeitsgehalt beträgt 80 Std„ Das Nutzholz wurde aus dem Trockner entnommen und überprüft. Es ergab sich, daß es eine außergewöhnlich gute Qualität hatte.

BEISPIELE III - VI

Schierlings-Tannen-Nutzholz mit 5 cm (2 Inch) Dicke wurde in verschiedenen Durchgängen in dem Trockner getrocknet, um die Auswirkung verschiedener Temperaturabfälle über der Beschickung als Basis für den Betrieb des Trockners zu demonstrieren. Chargen aus 5 x 25 χ 18O cm (2 Inch χ 10 Inch x 8 Fuß) Schierlingstannen-Nutzholz, 12 Bretter hoch und 12 Bretter breit, getrennt von 1,9 cm (3/4 Inch) Abstandsstücken wurden in denselben Trockner eingebracht, der bei Beispiel I verwendet wurde. Das Bauholz wurde unter den in der folgenden Tabelle gezeigten Bedingungen getrocknet. Bei den Beispielen III - V ergab sich Bauholz mit ausgezeichneter Qualität.

Beispiel

Trockenbedingungen

gungei hwin-

Ge s el digkeit (m/min.)

III 13,9 90

IV 22,2 90

V 41,6 120

VI - Bekanntes Trockenverfahren

Trocken-	Trockengeschwindig
zeit	keit
Std.	(g/cm²/Std.)
46	0,012
30	0,0175
19	0,0345
126	weniger als 0,005 im Mittel

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Der Verfahrensablauf bei dem oben angegebenen Trockenverfahren besteht darin, daß eine hohe anfängliche Temperatur am Einlaß eingestellt und die Feuchtigkeit während des Trockenzyklus gesteuert wird,, wobei die Strömung des Trockenmittels häufig umgekehrt wird«, Aufgrund der besonderen Art der Holzstruktur kann eine schnelle anfängliche Trocknung zu Verschlisse lung der Oberfläche führen, durch die sodann die Feuchtigkeit nur sehr langsam hindurchtritt O

BEISPIEL VII

Planken aus westlicher roter Zeder 25 cm (10 Inch) breit und,, 3,2 cm (1,25 Inch) dick wurden von 72,7 1° Feuchtigkeit auf 5,9 ^ Feuchtigkeit in 52,5 Std. getrocknet, wobei ein M. von 13,9 ° 0 (25 F) mit einer Strömungsgeschwindigkeit des Trockenmittels von 60 m/min. (200 Fuß/ min.) verwendet wurde. Ein herkömmliches Verfahren zum Trocknen von westlicher roter Zeder auf denselben Trockenendwert benötigt bis zu 3 Wochen Zeit bis zum Abschluß·

Wie oben erwähnt wurde, ergibt eine laminare Strömung des Trockenmittels während der Trocknung die optimalen Trockenbedingungen für eine minimale Holzverschlechterung. Um den Bereich der laminaren Strömung bei den Strömungsgeschwindigkeiten eines Trockenmittelgases zu bestimmen, wird davon ausgegangen, daß eine Reynoldsche Zahl von weniger als 2000 gewöhnlich die gewünschte laminare Stromungscharakteristik zur Folge hat· Heynöldsehe Zahlen für den Betrieb von Trocknern können mit der folgenden Formel für die Reynoldsche Zahl in einem Schlitz berechnet werdent

_N ,
RE

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wobei: N _v = Reynoldsche Zahl

!U = Strömungsmittelmasse/Zeit I = "befeuchteter Umfang" (hier 2 χ die Breite und

2 χ die Länge) /λ· = Viskosität des Strömungsmittels

Es kann gezeigt werden, daß

— 2 x y ü fi
RE " (x + y) μ,

wobei: \? = Geschwindigkeit
und ρ - Dichte

Diese Gleichung kann für verschiedene Betriebsbedingungen gelöst werden, wobei sich die folgenden Ergebnisse ergeben:

H-r^-g Schlitzabmessungen (cm) Geschwindigkeit (m/min.)

40⁰G 100⁰G 150⁰G

1500 1,25 x 150 64 86 1θ8

1600 1,9 x 150 43 58 72

1600 2,5 x 150 32 44 54

1600 1,25 x 150 73 123

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vielfach abgewandelt werden. Y/enn man beispielsweise die Trockengeschwindigkeit auf 0,01 g/cm /Std„ (0,02 engl. Pfund/ Quaciratfuß/Std.) während der gesamten Trockenzeit konstant halten will, ist es lediglich notwendig, die Geschwindigkeit der Wärmeströmung aus der Luft in das Holz zu erhöhen. Bei !Beispiel I bedeutet der erste Übergang eine Verminderung der yrockengeschwindi^keit von 12,7 kg/Std. (28 engl. Pfund/Std.) auf 10 kg/Std. (22 engl. Pfund/Std₀) Durch Vergrößern der

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Geschwindigkeit der Wärmeübertragung um einen Faktor 20/22 kann eine konstante Trockengeschwindigkeit aufrechterhalten werden. Dies kann durch Vergrößern der Luftgeschwindigkeit von 90 m/min. (300 Fuß/min.) auf 118 m/min. (382 Fuß/min.)» durch "Vergrößern des Temperaturabfalles über der Beschickung von 19,5 °C (35° F) auf 24,8 ° C (44,6 ° F) oder durch Kombination von Änderungen der Luftgeschwindigkeit und des Temperaturabfalles erreicht werden. Offenbar können die Abläufe der Trockenprozesse so programmiert werden, daß sie federn beliebigen vorbestimmten Küster folgen, das durch den besonderen Gegenstand, der getrocknet werden soll, vorgegeben sein kann.

Die Trockengeschwindigkeit kann auf einfache "Jeise durch herkömmliche Verfahren, beispielsweise Überwachung der Geschwindigkeit des Gewichtsverlustes aus der Trocknerbeschickung oder durch Messen des Feuchtigkeitsgehaltes des Hutzholzes bei fortschreitender Trocknung, überwacht werden. Eine bevorzugte Vorrichtung für eine Kessung der Holzfeuchtigkeit bei laufendem Prozeß ist in der US PS 3 430 357 beschriebene

Obwohl der Trockenvorgang bei Bauholz ziemlich komplex ist, ist es bei dem hier beschriebenen Verfahren möglich, daß die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsverlufstes einer bestimmten Holzsorte die optimalen Trockenbedingungen bestimmt, unter denen es getrocknet werden muß« Die Geschwindigkeit kann gegebenenfalls als lineare Funktion der Zeit gehalten werden, sie kann erhöht, erniedrigt, konstant gehalten oder nach einer programmierten Kombination gesteuert werden, um die Faktoren der Trockenzeit und der Qualität des Endproduktes zu optimieren» Andererseits kann die ausgewählte Anfangsgeschwindigkeit dazu benutzt werden, Trockenparanieter

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— C. ( —

der Luftgescliwindigkeit und der Trockentemperatursenkung über der Beschickung zu bestimmen, und diese können dann während der restlichen Zeit des Trockenzyklus konstant gehalten werden. Dieses Verfahren unterscheidet sich erheblich von früheren Verfahren, bei denen Bedingungen, die durch praktisches Ausprobieren ermittelt wurden, auf eine vorgegebene Holzsorte angewendet wurden, um ein bestimmtes Resultat zu erzielen.

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Claims

- 2b -

Pat en tan Sprüche

1 ._) Verfahr en zum Trocknen von Nutzholz, bei dem das Holz einer über dessen Oberfläche geleiteten Trockenmittelströmung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges aus dem Holz ausgewählt wird, und daß eine solche Energieübertragung pro Zeiteinheit von dem Trockenmittel auf das Holz vorgesehen wird, daß die ausgewählte Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges eingestellt wirdo

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeibhnet, daß die Geschwindigkeit der Energieübertragung dadurch eingestellt und gehalten wird, daß ein konstanter Temperaturabfall in dem Trockenmittel über dem Holz in einer Trockenzone aufgebaut wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges im wesentlichen konstant ist_o

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die_ Geschwindigkeit des Feuchtigkeit.sentzuges im wesentlichen linear als Funktion der Zeit ändert.

5« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-'net, daß die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges im Bereich von 0,0005 - 0,25 g Yfasser/cm²/Std. (0,001 bis 0,5 englo Pfund Wasser/Quadratfuß/Stunue) liegt_o

6. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch ,'-ekennzeichnet, daß die Trockenmittelströmung über der Oberfläche laminar ist.

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7o Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenmittelströmung während des Trocknens zur Abstimmung auf die verschiedenen Stufen des Trockenverfahrens variiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Trockentemperatur verlassende Trockenmittel eine
hat.

eine Zeucht temperatur Senkung von wenigstens 0,27 C (0,5 ° 'F)

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges sich im Laufe des Trockenverfahrens zur Abstimmung auf die verschiedenen Stufen des Trockenverfahrens ändert.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz in !Form von Brettern, Dimensionsbauholz, !Furnier oder Schindeln vorliegt.

11. Verfahren zum Entfernen eines Teiles des Holzfeuchtigkeitsgehaltes, bei dem das Holz in eine Trockenzone mit einer Einrichtung zum Umwälzen von Trockenmittel über die Oberfläche des Holzes eingebracht wird, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schema für die Geschwindigkeiten des Flüssigkeitsentzuges aus dem Holz gewählt wird, und daß der Wärmegehalt des Trockenmittels so eingestellt wird, daß die Energieübertragung von dem Trockenmittel auf das Holz den Wert hat, der zum Einstellen der bestimmten Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzüges notwendig ist, der in dem Schema angegeben ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieübertragung dadurch eingestellt und aufrechterhalten wird, daß ein konstanter Temperaturabfall in dem Trockenmittel über der Troclcenzone aufgebaut wird.

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13o. Verfahren naoli Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die bestimmte Geschwindigkeit des V lit ο π i-^-" keitsentzuges besüdlich der Zeit im wesentlichen konstant bleibt ο

14 ο "Verfahren nach. Anspruch 11, cadurcli. .-rekonnzeich.net, daß das Schema der Geschwindi ^!reiten can FlüsrrL -/-keitsentzuges augenblickliche Geschwindigkeiten angibu, die sich im wesentlichen linear mit der Zeit ändern„

15 ο Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das I'rockenmittel, das aus äsr irockenzone austritt, eine !''euchttemperatursenkung von wenigstens 0,27 ⁰G (0,5 ° ϊ¹) hat ο

16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schema der Geschwindigkeiten für den Peuchtigkeitsentzug den verschiedenen Stufen des !Trockenverfahrens entspricht.

17 ο Verfahren nacli Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz in Form von Brettern, Dinensions-Bauholz, !""urnier oder Schindeln vorliegt.

18o Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des PeuchtigkeitsentzuA'es im Bereich von 0,005 - 0,25 g/cm²/S"cd. (0,01 bis 0,5 engl. Pfund/Quadratfuß/Std.) liegt»

19. Verfahren nach Anspruch 11, daaurch gekennzeichnet, daß der i'eciperatiirabfall des 'Irockenmittels über der irockenzone im. Verlauf des Trockenverfahrens zur Abstimmung auf die verschiedenen Stufen des i'rockenverfahrena geändert wird.

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20» Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Trockenmittels über die Holzoberfläche im Laufe des Trockenverfahrens geändert wird«,

21. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Trockenmittel^ über die Holzoberfläche eine laminare Strömung erzeugt.

22ο Verfahren zum Entfernen eines Teiles des Feuchtigkeitsgehaltes von Holz, das in eine Trockenzone eines Trockners eingelegt ist, wobei der Trockner eine Umwälzung eines Trockenmittels in IContakt mit dem Holz ermöglicht, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturabfall für das Trockenmittel über der Trockenzone gewählt wird, daß die Temperatur des eintretenden Trockenmittels erhöht wird, um den Temperaturabfall aufrechtzuerhalten, und daß das Trockenmittel über die Oberfläche des Holzes umgewälzt wird«

23« Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges aus dem Holz im Bereich zwischen 0,0005 - 0,25 g/cm /Std. (0,001 und 0,5 engl. Pfund Wasser/Quadratfuß/Stunde) liegt.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges aus dem Holz bezüglich der Zeit im wesentlichen konstant ist.

25 ο Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzüges sich im wesentlichen linear mit der Zeit ändert.

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.26» Verfahren nach. Anspruch. 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel, das die Trockenzone verläßt, eine Feuchttemperattirsenkung von wenigstens 0,27 ⁰C "(0,5 ° F) hat.

27-· Verfahren nach Anspruch 22,-dadurch gekennzeichnet, daß das Holz in Form von Brettern, Dimensions-Bauholz, Furnier oder Schindeln vorliegt„

28. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturabfall im wesentlichen konstant gehalten wirdo

29. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Trockenmittels, das über die Oberfläche des Holzes umläuft, im Laufe des Trockenverfahrens zur Abstimmung auf die verschiedenen Stufen des Trockenverfahrens geändert wird.

3Oe Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturabfall im Laufe des Trockenverfahrens zur Abstimmung auf die verschiedenen Stufen des Trockenverfahrens geändert wird,

31· Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentauges im Laufe des Trockenverfahrens zur Abstimmung auf die verschiedenen Stufen der Holztrocknung geändert wird.

32. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel in einer laminaren Strömung über die Oberfläche des Holzes strömt.

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33. Verfahren zum Entfernen eines Teiles des

Holzfeuchtigkeitsgehaltes, bei dem das Holz in eine Trockenzone eingebracht wird, in der eine Einrichtung zum Umwälzen eines Trockenmittels über die Holzoberfläche von einer Einlaßstelle zu einer Auslaßstelle vorgesehen ist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Temperaturabfall in dem Trockenmittel über der Trockenzone eingestellt wird, der für eine genügende Energieübertragung von dem Trockenmittel auf das Holz sorgt, so daß sich eine erste Geschwindigkeit des Flüssigkeitsentzuges im Bereich von 0,0005 - 0,25 g Wasser/cm²/Std. (0,001 bis 0,5 engl. Pfund Wasser/Quadratfuß/Stunde) ergibt, und daß die Temperatur des Trockenmittels an der Einlaßstelle, während der Teil eier Feuchtigkeit entzogen wird, verändert wird, um einen zweiten Temperaturabfall über der Trockenzone aufrechtzuerhalten, bei dem genügend Energie von dem Trockenmittel auf das Holz übertragen wird, um eine zweite Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges aus dem Holz im Bereich von 0,0005 - 0,25 g Wasser/cm²/Std. (0,001 bis 0,5 engl. Pfund Y/as s er/Quadrat fuß/Stunde) zu erreichen ₀

34· Verfahren nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel an der Auslaßstelle eine Feuchttemperatursenkung von wenigstens 0,27 ° 0 (0,5 ° F)

35 β Verfahren nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß der erste Temperaturabfall und der zweite Temperaturabfall gleich groß sind.

36 β Verfahren nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Temperaturabfall im Laufe des Trockneη3 konstant gehalten wird.

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37» Verfahren nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Geschwindigkeit des Flüssigkeitsentzuges bezüglich der Zeit konstant ist.

38. Verfahren nach Anspruch 33? dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Geschwindigkeit des Flüssigkeitsentzuges sich im wesentlichen linear mit der Zeit ändert „

39ο Verfahren nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsentzuges verschiedene Werte hat, die den verschiedenen Stufen des Trockenverfahrens entsprechen_o

40. Verfahren nach Anspruch 33? dadurch gekennzeichnet, daß das Holz in Form von Brettern, Dimensions-Bauholz, Furnier oder Schindeln vorliegt,,

41. Verfahren nach Anspruch 33? dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Temperaturabfall im Laufe des Trockenverfahrens zur Abstimmung auf die verschiedenen Stufen des Trockenverfahrens geändert wird.

42_β Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Trockenmittels über die Holzoberfläche im laufe des Trockenverfahrens geändert wird.

43» Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Trockenmittels über die Holzoberfläche eine laminare Strömung erzeugt «

44. Verfahren nach. Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Temperaturabfall im !Bereich von 13,9 - 4-1,6 ° 0 (25 ° I¹ bis 75 ° I?) liegt.

45. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Temperaturabfall im Bereich von 13,9 - 41,6 ° O (25 ° F Ms 75 ° S¹) liegt.

46 ο Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel über die HolzOberfläche mit einer Geschwindigkeit im Bereich, von 15 - 360 m/min. (50 bis 1200 Fuß/min.) umgewälzt wird.,

47 ο Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel über die Holzoberfläche mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 45 - 240 m/min«, (150 bis Ö00 Euß/min.) umgewälzt wird.

4öo Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel über die Holzoberfläche mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 15 - 360 m/min. (50 bis 1200 Fuß/min.) umgewälzt wird.

49· Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel über die Holzoberfläche mit einer Geschwindigkeit im Bereich vom. 4-5 - 240 m/min. (150 bis 800 Fuß/min.) umgewälzt wird.

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