Sahatavaran kuumakuivaus: Esiselvitys

Veikko Tarvainen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksessa selvitettiin havupuusahatavaran kuumakuivauksen soveltuvuutta sahateollisuuden käyttöön. Kirjallisuuden, asiantuntijayhteyksien ja kuivauskokeiden avulla selvitettiin kuumakuivatun puun ominaisuudet, suositeltavat kuivauskaavat ja -menettelytavat sekä kuumakuivauksen taloudellisuus. Laboratoriokokeissa kuivattiin mäntyä (50 x 150 mm2) ja kuusta (47 x 150 mm2) 108 - 114 oC:n maksimilämpötilassa. Kussakin kuivauksessa oli terveoksaisia, kuivaoksaisia ja oksattomia puita. Puita verrattiin 75 oC:ssa kuivattuun sahatavaraan. Kirjallisuuden mukaan puun taivutuslujuus heikkenee kuumakuivauksessa eri puulajeilla ja kuivausolosuhteissa 0 - 15 %, mikä on otettava huomioon kantavissa rakenteissa. Lisäksi kuumakuivatun puun työstö asettaa työstötekniikalle korkeat vaatimukset jatkojalostuksessa. Kuivausaika lyhenee lämminilmakuivaukseen verrattuna 1/5 - 1/3:aan. Lyhyimmissä kuivauksissa puiden välinen kosteushajonta jää suureksi. Hajontaa voidaan oleellisesti pienentää esi-lajittelulla ja eri kuivauskaavoilla esimerkiksi terveoksaisille ja oksattomille puille. Puun halkeilu ja kuumakuivauksessa esiintyvä ongelma, sisähalkeilu, on oikealla kuivauskaavalla vältettävissä. Kuivauskaavaan tulee sisällyttää riittävän pitkä tasaannutusvaihe kosteuden tasaamiseksi ja sisähalkeilun välttämiseksi. Kaikki sahatavarapaksuudet soveltuvat kuumakuivaukseen. Keskeisimmän ongelman kuumakuivauksessa voi aiheuttaa puun ulkonäkö. Puun väri tummuu kuivausajasta, lämpötilasta ja kosteudesta riippuen vaaleasta ruskeaan. Ohuilla tavaroilla päästään aivan pintaa lukuun ottamatta lähes lämminilmakuivatun puun vaaleuteen, mutta paksut puusepänkuivaksi kuivattavat puut tummuvat pitkästä kuivausajasta johtuen selvästi enemmän. Melko vaaleaan väriin päästään yhdistelmäkuivauksella, jossa puu kuivataan lämminilmakuivauksella puunsyiden kyllästymispisteen alapuolelle, minkä jälkeen siirrytään kuumakuivaukseen. Kuivauksessa tummuneen puun etu on siinä, että sen väri ei käytössä muutu niin voimakkaasti kuin perinteisesti kuivatun puun. Kuumakuivattu puu soveltunee mm. korjausrakentamiseen, koska puun väri poikkeaa vanhojen rakenteiden väristä vähemmän kuin lämminilmakuivattu puu. Terveet oksat ovat kuivauksen jälkeen lähes yhtä ehjiä kuin lämminilmakuivauksen jälkeen, kun taas kuivat oksat tummuvat voimakkaasti ja saattavat ohuilla dimensioilla irtoilla, koska pihka kiehuu niiden ympäriltä pois. Pinnalle kiehunut pihka samoin kuin pinnalliset värivirheet poistuvat höyläyksessä. Kun pihka poistuu puusta kuivauksessa, ei siitä ole enää käyttökohteessa haittaa. Esimerkiksi tummat ikkunanpuitteet ja pintaverhouslaudat voivat lämmetä auringonpaisteessa jopa 80 oC:seen, jolloin pihka alkaa kiehua. Kuumakuivauksen pääomakustannukset ja energiakustannukset ovat selvästi lämminilmakuivauksen kustannuksia alhaisemmat. Laajasti käytettynä kuumakuivauksella päästäisiin useiden kymmenien miljoonien markkojen säästöihin vuosittain. Kuumakuivatun puun markkinapotentiaali on suuri hyvän teknisen laadun ansiosta. Useissa käyttökohteissa tummaa väriä kuitenkin vierastetaan. Tämä voi olla tottumuskysymys, sillä lämminilmakuivauksessa on jo kohotettu lämpötilatasoa vähitellen ja totutettu asiakkaat uuteen väriin. Menetelmä voi soveltua eri tuoteryhmille. Tavoitteena voi olla korkealaatuinen puusepän-tavaran kuivaus tai nopea taloudellinen rakennussahatavaran kuivaus. Kuumakuivaus on nykytekniikalla taloudellisesti ja teknisesti kilpailukykyinen vaihtoehto nykyiselle lämminilmakuivaukselle. Kuumakuivatun sahatavaran käyttökelpoisuus vaatii kuitenkin lisäselvityksiä samoin kuin kuivausmenetelmän tarkempi tekninen hallinta.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages125
ISBN (Print)951-38-4505-2
Publication statusPublished - 1994
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesVTT Julkaisuja - Publikationer
Number797
ISSN1235-0613

Fingerprint

Mink
Feasibility Studies
Temperature

Keywords

  • softwoods
  • structural timber
  • wood
  • drying
  • dehumidification
  • temperature
  • sawmills
  • high temperature tests
  • laboratories
  • properties
  • strength
  • bending
  • utilization

Cite this

Tarvainen, V. (1994). Sahatavaran kuumakuivaus: Esiselvitys. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Julkaisuja - Publikationer, No. 797
Tarvainen, Veikko. / Sahatavaran kuumakuivaus : Esiselvitys. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1994. 125 p. (VTT Julkaisuja - Publikationer; No. 797).
@book{53a7498364144fa19797524db22a3bf7,
title = "Sahatavaran kuumakuivaus: Esiselvitys",
abstract = "Tutkimuksessa selvitettiin havupuusahatavaran kuumakuivauksen soveltuvuutta sahateollisuuden k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n. Kirjallisuuden, asiantuntijayhteyksien ja kuivauskokeiden avulla selvitettiin kuumakuivatun puun ominaisuudet, suositeltavat kuivauskaavat ja -menettelytavat sek{\"a} kuumakuivauksen taloudellisuus. Laboratoriokokeissa kuivattiin m{\"a}nty{\"a} (50 x 150 mm2) ja kuusta (47 x 150 mm2) 108 - 114 oC:n maksimil{\"a}mp{\"o}tilassa. Kussakin kuivauksessa oli terveoksaisia, kuivaoksaisia ja oksattomia puita. Puita verrattiin 75 oC:ssa kuivattuun sahatavaraan. Kirjallisuuden mukaan puun taivutuslujuus heikkenee kuumakuivauksessa eri puulajeilla ja kuivausolosuhteissa 0 - 15 {\%}, mik{\"a} on otettava huomioon kantavissa rakenteissa. Lis{\"a}ksi kuumakuivatun puun ty{\"o}st{\"o} asettaa ty{\"o}st{\"o}tekniikalle korkeat vaatimukset jatkojalostuksessa. Kuivausaika lyhenee l{\"a}mminilmakuivaukseen verrattuna 1/5 - 1/3:aan. Lyhyimmiss{\"a} kuivauksissa puiden v{\"a}linen kosteushajonta j{\"a}{\"a} suureksi. Hajontaa voidaan oleellisesti pienent{\"a}{\"a} esi-lajittelulla ja eri kuivauskaavoilla esimerkiksi terveoksaisille ja oksattomille puille. Puun halkeilu ja kuumakuivauksessa esiintyv{\"a} ongelma, sis{\"a}halkeilu, on oikealla kuivauskaavalla v{\"a}ltett{\"a}viss{\"a}. Kuivauskaavaan tulee sis{\"a}llytt{\"a}{\"a} riitt{\"a}v{\"a}n pitk{\"a} tasaannutusvaihe kosteuden tasaamiseksi ja sis{\"a}halkeilun v{\"a}ltt{\"a}miseksi. Kaikki sahatavarapaksuudet soveltuvat kuumakuivaukseen. Keskeisimm{\"a}n ongelman kuumakuivauksessa voi aiheuttaa puun ulkon{\"a}k{\"o}. Puun v{\"a}ri tummuu kuivausajasta, l{\"a}mp{\"o}tilasta ja kosteudesta riippuen vaaleasta ruskeaan. Ohuilla tavaroilla p{\"a}{\"a}st{\"a}{\"a}n aivan pintaa lukuun ottamatta l{\"a}hes l{\"a}mminilmakuivatun puun vaaleuteen, mutta paksut puusep{\"a}nkuivaksi kuivattavat puut tummuvat pitk{\"a}st{\"a} kuivausajasta johtuen selv{\"a}sti enemm{\"a}n. Melko vaaleaan v{\"a}riin p{\"a}{\"a}st{\"a}{\"a}n yhdistelm{\"a}kuivauksella, jossa puu kuivataan l{\"a}mminilmakuivauksella puunsyiden kyll{\"a}stymispisteen alapuolelle, mink{\"a} j{\"a}lkeen siirryt{\"a}{\"a}n kuumakuivaukseen. Kuivauksessa tummuneen puun etu on siin{\"a}, ett{\"a} sen v{\"a}ri ei k{\"a}yt{\"o}ss{\"a} muutu niin voimakkaasti kuin perinteisesti kuivatun puun. Kuumakuivattu puu soveltunee mm. korjausrakentamiseen, koska puun v{\"a}ri poikkeaa vanhojen rakenteiden v{\"a}rist{\"a} v{\"a}hemm{\"a}n kuin l{\"a}mminilmakuivattu puu. Terveet oksat ovat kuivauksen j{\"a}lkeen l{\"a}hes yht{\"a} ehji{\"a} kuin l{\"a}mminilmakuivauksen j{\"a}lkeen, kun taas kuivat oksat tummuvat voimakkaasti ja saattavat ohuilla dimensioilla irtoilla, koska pihka kiehuu niiden ymp{\"a}rilt{\"a} pois. Pinnalle kiehunut pihka samoin kuin pinnalliset v{\"a}rivirheet poistuvat h{\"o}yl{\"a}yksess{\"a}. Kun pihka poistuu puusta kuivauksessa, ei siit{\"a} ole en{\"a}{\"a} k{\"a}ytt{\"o}kohteessa haittaa. Esimerkiksi tummat ikkunanpuitteet ja pintaverhouslaudat voivat l{\"a}mmet{\"a} auringonpaisteessa jopa 80 oC:seen, jolloin pihka alkaa kiehua. Kuumakuivauksen p{\"a}{\"a}omakustannukset ja energiakustannukset ovat selv{\"a}sti l{\"a}mminilmakuivauksen kustannuksia alhaisemmat. Laajasti k{\"a}ytettyn{\"a} kuumakuivauksella p{\"a}{\"a}st{\"a}isiin useiden kymmenien miljoonien markkojen s{\"a}{\"a}st{\"o}ihin vuosittain. Kuumakuivatun puun markkinapotentiaali on suuri hyv{\"a}n teknisen laadun ansiosta. Useissa k{\"a}ytt{\"o}kohteissa tummaa v{\"a}ri{\"a} kuitenkin vierastetaan. T{\"a}m{\"a} voi olla tottumuskysymys, sill{\"a} l{\"a}mminilmakuivauksessa on jo kohotettu l{\"a}mp{\"o}tilatasoa v{\"a}hitellen ja totutettu asiakkaat uuteen v{\"a}riin. Menetelm{\"a} voi soveltua eri tuoteryhmille. Tavoitteena voi olla korkealaatuinen puusep{\"a}n-tavaran kuivaus tai nopea taloudellinen rakennussahatavaran kuivaus. Kuumakuivaus on nykytekniikalla taloudellisesti ja teknisesti kilpailukykyinen vaihtoehto nykyiselle l{\"a}mminilmakuivaukselle. Kuumakuivatun sahatavaran k{\"a}ytt{\"o}kelpoisuus vaatii kuitenkin lis{\"a}selvityksi{\"a} samoin kuin kuivausmenetelm{\"a}n tarkempi tekninen hallinta.",
keywords = "softwoods, structural timber, wood, drying, dehumidification, temperature, sawmills, high temperature tests, laboratories, properties, strength, bending, utilization",
author = "Veikko Tarvainen",
year = "1994",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4505-2",
series = "VTT Julkaisuja - Publikationer",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "797",
address = "Finland",

}

Tarvainen, V 1994, Sahatavaran kuumakuivaus: Esiselvitys. VTT Julkaisuja - Publikationer, no. 797, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Sahatavaran kuumakuivaus : Esiselvitys. / Tarvainen, Veikko.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1994. 125 p. (VTT Julkaisuja - Publikationer; No. 797).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Sahatavaran kuumakuivaus

T2 - Esiselvitys

AU - Tarvainen, Veikko

PY - 1994

Y1 - 1994

N2 - Tutkimuksessa selvitettiin havupuusahatavaran kuumakuivauksen soveltuvuutta sahateollisuuden käyttöön. Kirjallisuuden, asiantuntijayhteyksien ja kuivauskokeiden avulla selvitettiin kuumakuivatun puun ominaisuudet, suositeltavat kuivauskaavat ja -menettelytavat sekä kuumakuivauksen taloudellisuus. Laboratoriokokeissa kuivattiin mäntyä (50 x 150 mm2) ja kuusta (47 x 150 mm2) 108 - 114 oC:n maksimilämpötilassa. Kussakin kuivauksessa oli terveoksaisia, kuivaoksaisia ja oksattomia puita. Puita verrattiin 75 oC:ssa kuivattuun sahatavaraan. Kirjallisuuden mukaan puun taivutuslujuus heikkenee kuumakuivauksessa eri puulajeilla ja kuivausolosuhteissa 0 - 15 %, mikä on otettava huomioon kantavissa rakenteissa. Lisäksi kuumakuivatun puun työstö asettaa työstötekniikalle korkeat vaatimukset jatkojalostuksessa. Kuivausaika lyhenee lämminilmakuivaukseen verrattuna 1/5 - 1/3:aan. Lyhyimmissä kuivauksissa puiden välinen kosteushajonta jää suureksi. Hajontaa voidaan oleellisesti pienentää esi-lajittelulla ja eri kuivauskaavoilla esimerkiksi terveoksaisille ja oksattomille puille. Puun halkeilu ja kuumakuivauksessa esiintyvä ongelma, sisähalkeilu, on oikealla kuivauskaavalla vältettävissä. Kuivauskaavaan tulee sisällyttää riittävän pitkä tasaannutusvaihe kosteuden tasaamiseksi ja sisähalkeilun välttämiseksi. Kaikki sahatavarapaksuudet soveltuvat kuumakuivaukseen. Keskeisimmän ongelman kuumakuivauksessa voi aiheuttaa puun ulkonäkö. Puun väri tummuu kuivausajasta, lämpötilasta ja kosteudesta riippuen vaaleasta ruskeaan. Ohuilla tavaroilla päästään aivan pintaa lukuun ottamatta lähes lämminilmakuivatun puun vaaleuteen, mutta paksut puusepänkuivaksi kuivattavat puut tummuvat pitkästä kuivausajasta johtuen selvästi enemmän. Melko vaaleaan väriin päästään yhdistelmäkuivauksella, jossa puu kuivataan lämminilmakuivauksella puunsyiden kyllästymispisteen alapuolelle, minkä jälkeen siirrytään kuumakuivaukseen. Kuivauksessa tummuneen puun etu on siinä, että sen väri ei käytössä muutu niin voimakkaasti kuin perinteisesti kuivatun puun. Kuumakuivattu puu soveltunee mm. korjausrakentamiseen, koska puun väri poikkeaa vanhojen rakenteiden väristä vähemmän kuin lämminilmakuivattu puu. Terveet oksat ovat kuivauksen jälkeen lähes yhtä ehjiä kuin lämminilmakuivauksen jälkeen, kun taas kuivat oksat tummuvat voimakkaasti ja saattavat ohuilla dimensioilla irtoilla, koska pihka kiehuu niiden ympäriltä pois. Pinnalle kiehunut pihka samoin kuin pinnalliset värivirheet poistuvat höyläyksessä. Kun pihka poistuu puusta kuivauksessa, ei siitä ole enää käyttökohteessa haittaa. Esimerkiksi tummat ikkunanpuitteet ja pintaverhouslaudat voivat lämmetä auringonpaisteessa jopa 80 oC:seen, jolloin pihka alkaa kiehua. Kuumakuivauksen pääomakustannukset ja energiakustannukset ovat selvästi lämminilmakuivauksen kustannuksia alhaisemmat. Laajasti käytettynä kuumakuivauksella päästäisiin useiden kymmenien miljoonien markkojen säästöihin vuosittain. Kuumakuivatun puun markkinapotentiaali on suuri hyvän teknisen laadun ansiosta. Useissa käyttökohteissa tummaa väriä kuitenkin vierastetaan. Tämä voi olla tottumuskysymys, sillä lämminilmakuivauksessa on jo kohotettu lämpötilatasoa vähitellen ja totutettu asiakkaat uuteen väriin. Menetelmä voi soveltua eri tuoteryhmille. Tavoitteena voi olla korkealaatuinen puusepän-tavaran kuivaus tai nopea taloudellinen rakennussahatavaran kuivaus. Kuumakuivaus on nykytekniikalla taloudellisesti ja teknisesti kilpailukykyinen vaihtoehto nykyiselle lämminilmakuivaukselle. Kuumakuivatun sahatavaran käyttökelpoisuus vaatii kuitenkin lisäselvityksiä samoin kuin kuivausmenetelmän tarkempi tekninen hallinta.

AB - Tutkimuksessa selvitettiin havupuusahatavaran kuumakuivauksen soveltuvuutta sahateollisuuden käyttöön. Kirjallisuuden, asiantuntijayhteyksien ja kuivauskokeiden avulla selvitettiin kuumakuivatun puun ominaisuudet, suositeltavat kuivauskaavat ja -menettelytavat sekä kuumakuivauksen taloudellisuus. Laboratoriokokeissa kuivattiin mäntyä (50 x 150 mm2) ja kuusta (47 x 150 mm2) 108 - 114 oC:n maksimilämpötilassa. Kussakin kuivauksessa oli terveoksaisia, kuivaoksaisia ja oksattomia puita. Puita verrattiin 75 oC:ssa kuivattuun sahatavaraan. Kirjallisuuden mukaan puun taivutuslujuus heikkenee kuumakuivauksessa eri puulajeilla ja kuivausolosuhteissa 0 - 15 %, mikä on otettava huomioon kantavissa rakenteissa. Lisäksi kuumakuivatun puun työstö asettaa työstötekniikalle korkeat vaatimukset jatkojalostuksessa. Kuivausaika lyhenee lämminilmakuivaukseen verrattuna 1/5 - 1/3:aan. Lyhyimmissä kuivauksissa puiden välinen kosteushajonta jää suureksi. Hajontaa voidaan oleellisesti pienentää esi-lajittelulla ja eri kuivauskaavoilla esimerkiksi terveoksaisille ja oksattomille puille. Puun halkeilu ja kuumakuivauksessa esiintyvä ongelma, sisähalkeilu, on oikealla kuivauskaavalla vältettävissä. Kuivauskaavaan tulee sisällyttää riittävän pitkä tasaannutusvaihe kosteuden tasaamiseksi ja sisähalkeilun välttämiseksi. Kaikki sahatavarapaksuudet soveltuvat kuumakuivaukseen. Keskeisimmän ongelman kuumakuivauksessa voi aiheuttaa puun ulkonäkö. Puun väri tummuu kuivausajasta, lämpötilasta ja kosteudesta riippuen vaaleasta ruskeaan. Ohuilla tavaroilla päästään aivan pintaa lukuun ottamatta lähes lämminilmakuivatun puun vaaleuteen, mutta paksut puusepänkuivaksi kuivattavat puut tummuvat pitkästä kuivausajasta johtuen selvästi enemmän. Melko vaaleaan väriin päästään yhdistelmäkuivauksella, jossa puu kuivataan lämminilmakuivauksella puunsyiden kyllästymispisteen alapuolelle, minkä jälkeen siirrytään kuumakuivaukseen. Kuivauksessa tummuneen puun etu on siinä, että sen väri ei käytössä muutu niin voimakkaasti kuin perinteisesti kuivatun puun. Kuumakuivattu puu soveltunee mm. korjausrakentamiseen, koska puun väri poikkeaa vanhojen rakenteiden väristä vähemmän kuin lämminilmakuivattu puu. Terveet oksat ovat kuivauksen jälkeen lähes yhtä ehjiä kuin lämminilmakuivauksen jälkeen, kun taas kuivat oksat tummuvat voimakkaasti ja saattavat ohuilla dimensioilla irtoilla, koska pihka kiehuu niiden ympäriltä pois. Pinnalle kiehunut pihka samoin kuin pinnalliset värivirheet poistuvat höyläyksessä. Kun pihka poistuu puusta kuivauksessa, ei siitä ole enää käyttökohteessa haittaa. Esimerkiksi tummat ikkunanpuitteet ja pintaverhouslaudat voivat lämmetä auringonpaisteessa jopa 80 oC:seen, jolloin pihka alkaa kiehua. Kuumakuivauksen pääomakustannukset ja energiakustannukset ovat selvästi lämminilmakuivauksen kustannuksia alhaisemmat. Laajasti käytettynä kuumakuivauksella päästäisiin useiden kymmenien miljoonien markkojen säästöihin vuosittain. Kuumakuivatun puun markkinapotentiaali on suuri hyvän teknisen laadun ansiosta. Useissa käyttökohteissa tummaa väriä kuitenkin vierastetaan. Tämä voi olla tottumuskysymys, sillä lämminilmakuivauksessa on jo kohotettu lämpötilatasoa vähitellen ja totutettu asiakkaat uuteen väriin. Menetelmä voi soveltua eri tuoteryhmille. Tavoitteena voi olla korkealaatuinen puusepän-tavaran kuivaus tai nopea taloudellinen rakennussahatavaran kuivaus. Kuumakuivaus on nykytekniikalla taloudellisesti ja teknisesti kilpailukykyinen vaihtoehto nykyiselle lämminilmakuivaukselle. Kuumakuivatun sahatavaran käyttökelpoisuus vaatii kuitenkin lisäselvityksiä samoin kuin kuivausmenetelmän tarkempi tekninen hallinta.

KW - softwoods

KW - structural timber

KW - wood

KW - drying

KW - dehumidification

KW - temperature

KW - sawmills

KW - high temperature tests

KW - laboratories

KW - properties

KW - strength

KW - bending

KW - utilization

M3 - Report

SN - 951-38-4505-2

T3 - VTT Julkaisuja - Publikationer

BT - Sahatavaran kuumakuivaus

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Tarvainen V. Sahatavaran kuumakuivaus: Esiselvitys. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1994. 125 p. (VTT Julkaisuja - Publikationer; No. 797).