Szám: H_000088
A cikk szerzőjének a neve(i): Dr. Hadnagy, József ; Kiss, János ; Fábián, Ottó
A cikk címe: Kivágások forgácsoláshoz történő előkészítésének összehasonlító vizsgálata
Lásd a teljes cikket: Teljes_cikk
Kulcsszavak: nedvesítés, esőztetés, áztatás, hőkezelés, gőzölés
Kivonat:
Az előkészítésnek két kívánalmat kell kielégítenie. Az egyik az anyagmegfelelő nedvességtartalomra történő beállítása, a másik az anyag plasztikussá tétele, amit hőkezeléssel lehet elérni. Tekintettel arra, hogy a nyárvégi időszakban, a tervezők szerint, előfordulhat, hogy az üzembe szállított faanyag alacsony nedvességtartalmú, gondoskodni kell a visszanedvesítésről, amit adott mennyiséget befogadó áztatótérben vagy medencében lehet megvalósítani. A másik megoldandó probléma a faanyag hőkezelése, főleg a téli időszakban. A kísérletek során megoldandó első kérdés a visszanedvesítés módszerének meghatározása. Alapvetően két megoldás jöhet szóba. Az egyik a máglyákban történő esőztetéses nedvesítés, a másik pedig a vizes áztatómedencében történő nedvesítés. Az aprítás műszakilag és gazdaságilag úgy oldható meg legjobban, ha a faanyagot termoplasztikus állapotba hozzuk. Ennek előfeltétele a magas nedvességtartalom (rosttelitettség felett), és az anyag felmelegítése. Túl nedves anyagnál azonban a forgács kiszárítása okoz problémát. A gazdaságos üzemeltetés szempontjából a két kívánalom optimumát kell megközelíteni. A fa szilárdsága a rosttelítettségi határ felett már a nedvesség növekedésével sem változik, célszerű az aprításhoz a rosttelítettségi határ beállítása. A második kérdés, melyre a kísérleteknek választ kell adni, a kivágások felmelegítésének kérdése. A feldolgozandó kivágásoknak legalább 30-40 C°-nak kell lennie. A kísérleteket cser, hárs és éger fafajokkal kell elvégezni. A vizsgálandó kivágások átmérőjének mérete a megadott adat szerint 15-20 cm kéreg nélkül. A hosszúsági méret átlagban 1 m. A vizsgálatokhoz fafajonként 10-10 db kivágást használtunk fel 5-5 darabot az egyik és 5-5 darabot a második kérdés vizsgálatához. Az esőztetéses eljárás vizsgálata. A megjelölt és lekérgezett kivágások fekvő helyzetben egymásra téve (3 + 2 db) fafajonként kerültek locsolás alá. Az esőztetést egy erre a célra készített háromsoros perforált csőrendszerrel végeztük úgy, hogy a vízsugarak a kivágásokat teljes hosszában érjék. Az óránként elfolyt vízmennyiség 1,78 m3 volt, ami 2,5 m3 felülettel osztva, megközelítően 0,7 m3/m2vízmennyiséget jelent. Az esőztetést naponta 10 órás folyamatos üzemmel és 14 óra szünettel végeztük 10napon keresztül. A kezdeti nedvesség megállapítása kiszárításos eljárással történt, amelyből a kivágások elméleti szárazsúlyát számítottuk. A nedvesítés másik módszerét a vízben történő áztatást egy 3,60 x 2,40 x 2,20méretű betonmedencében vizsgáltuk. A vizsgálandó kivágások kezdeti nedvességtartalmát a kivágás végéből levágott 10 cm-es darab után kivett 2 cm vastagságú korongon határoztuk meg. A kezdeti nedvesség meghatározása után a kivágások palástjába és bütüjébe középtájon egy-egy 8 cm mély lyukat fúrtunk, a felmelegedést mérő hőmérők számára és a lyukakba gumidugót szorítottunk a víz elzárására. Ezután a kivágásokat behelyeztük a medencébe, nehezékkel láttuk el, és a medencét feltöltöttük vízzel olyan mértékig, hogy a behelyezett kivágások felett mintegy 2-3 cm vízréteg legyen. A felmelegítést a vízbe vezetett gőzcsövön keresztül áramoltatott 5 atmoszférás gőzzel végeztük. A felmelegedési idő 35 perc volt. A víz hőmérsékletét 8 órán keresztül tartottuk 50 C° környezetében. A súlynövekedést 24 óra eltelte után mértük. A gőzölés vizsgálata a permetezéses eljárásnál a kivágások felmelegítését telitett vízgőzzel végeztük, mely a lefedett medence hőmérsékletét egyenletesen kb. 80-85 C°-ra hevítette. A gőzölés befejezése után mértük újra a faanyag nedvességtartalmát és a nedvességnek a keresztmetszeti eloszlását is. A vizsgálatok természetüknél fogva olyanok voltak, hogy nem lehetett nagy próbamennyiséget alkalmazni. Az elvégzett kísérletek eredményei alapján a következők állapíthatók meg: Az esőztetéses eljárás alkalmazása esetén a 10 órás periódusok utáni szünetekben a felületen vízelpárolgás következik be, tehát a felnedvesítés időtartama igen hosszúra nyúlik. Ennek a módszernek másik hátránya az, hogy igen nagy vízmennyiséget követel és 10 x 10 óra után nem éri el a rosttelítettségi határt az anyag. Az esőztetéses eljárásnál ezen kívül még felmelegítésre is szükség van valamilyen formában. Elvileg elképzelhető lenne a forró vizes locsolás is, amivel a megfelelő hőfokot is el lehetne érni, ez azonban, nagyüzemi szinten gazdaságilag kivihetetlen és balesetveszélyes. Az esőztetéses eljárás hatékonysága legelőnyösebben az éger fafajnál mutatkozik, ahol gőzölés után a rosttelítettségi határ közelében maradt a nedvességtartalom. Az esőztetéses eljárásnál mindezekkel szemben nincs szükség áztatómedencére és kirakodó szerkezetre. Meleg vizes áztatás alkalmazása esetén a rosttelítettségi határ eléréséhez 80 C° hőmérsékletű vízben minimum 24 óra szükséges mindhárom fafajtánál. A faanyag hőmérséklete a kívánt 30-40 C°-ot gőzölés és meleg vizes áztatás esetében egyaránt 2 - 2,5 óra alatt éri el, tehát lényegesen rövidebb idő alatt, mint a nedvességtartalom a rosttelítettségi határt. Összefoglalva megállapítható, hogy a két eljárás közül - bár műszakilag mindkettő megoldható - a meleg vizes áztatás adja a jobb eredményeket. A rosttelítettségi határnak, mint optimumnak az elérése alatt a faanyag hőmérséklete is eléri, a kívánt hőfokot.