Kurutma

Fırında kurutma işleminde ısıtma, kurutma, dengeleme ve soğutma olmak üzere 4 ayrı periyot vardır. Kerestenin başlangıç rutubetinden sonuç rutubetine kadar çeşitli rutubet basamaklarında fırının kurutma şartları, önceden hazırlanmış olan belirli bir kurutma programına göre ve basit, yarı otomatik veya tam otomatik sistemlerden birisi ile yönetilir.

Basit yönetim sadece psikrometre bulunan fırınlarda sıcaklık, bacaların açılıp kapatılması ve buhar püskürtmenin el ile ayarlandığı, kereste rutubetinin zaman zaman basit olarak ölçüldüğü yönetim şeklidir. Yarı otomatik yönetimde sıcaklık ve bağıl nem kumanda tablosundan el ile ayarlandıktan sonra kurutma işlemi otomatik olarak gerçekleşir. Sıcaklık ve bağıl neme göre oluşan denge rutubeti, rutubet sensörü ile kumanda tablosuna iletilir. Kurutma programına uyan kurutma şartları, kontrol edilerek zamanında değiştirilir. Tam otomatik yönetiminde ise kurutma şartları, ağaç türü, kereste kalınlığı ve sonuç rutubetine göre bilgisayarlı ayar ve kumanda merkezinden otomatik olarak gerçekleştirilir.

a) Isıtma Periyodu

Isıtma periyodunda kereste, kurutma periyodunun birinci basamağında uygulanacak sıcaklıktan 8–10 oC fazla olmak üzere ısıtılır. Kuruma olmaksızın, ısıtma periyodu ön ısıtma, yüzeysel ısıtma ve derin ısıtma olmak üzere 3 kademede uygulanır. Ön ısıtmada, buhar püskürtülmeksizin kabin sıcaklığı 30 oC ye yükseltilir. Bunun nedeni sıcak buharın henüz soğuk olan kereste yüzeylerinde yoğunlaşarak leke oluşturmasını önlemektir. Yüzeysel ısıtma basamağında sıcaklık 5 oC lik kademeler ile arttırılarak kurutma periyodunun ilk basamağında uygulanacak sıcaklığa yükseltilir. Odun rutubeti r > %35 ise bağıl nem ϕ= %90, r < %35 ise ϕ= % 75 olarak ayarlanır. Çünkü taze haldeki odun en çok yaş termometre sıcaklığına kadar ısıtılabildiği gibi hava nemliliği arttıkça ısı transferi kolaylaşacağından ısıtma süresi kısalır. Derin ısıtmada sıcaklık, kurutma periyodunun ilk basamağında uygulanacak sıcaklıktan 8–10 oC fazla olmak üzere yükseltilir. Bu maksatla gerekli en az süre her cm kereste kalınlığı için 1 saattir. Derin ısıtmada kusur sayılacak renklenmeler oluşması halinde bağıl nem ϕ ≤ %65–70 olarak uygulanır. Çünkü tanen vb. yan bileşiklerin oksidasyonu sonucu meşe, ceviz ve kızılağaç esmer, ıhlamur ağacı ise lekeli bir hal alır.

b) Kurutma Periyodu

Bu periyoda kereste, ağaç türü ve kalınlığına göre değişen, genellikle odun rutubetini esas alarak hazırlanan kurutma programlarına göre, kurutulmak istenen sonuç rutubetinin %1–3 kadar altında bir rutubete kadar kurutulur. Rutubet esasına göre hazırlanan kurutma programları, kurutulacak ağaç türü, kalınlık ve kurutma kalitesine göre seçilen kuruma eğimi (∇k) ve odunun ortalama rutubeti (rd) için; ∇k = r/rd

eşitliğinden denge rutubeti (rd) belirlenir. Bu denge rutubetini sağlayan psikrometre

değerleri higroskopik denge eğrilerinden alınır.

Kurutma periyodu kolay kuruyan yumuşak odunlarda 1 kademe, kalın ve güç kuruyan sert odunlarda; birincisi lif doygunluk noktasına kadar, ikincisi LDN dan sonuç rutubetine kadar olmak üzere 2 kademe halinde uygulanır. Birinci kademe tek basamak, ikinci kademe %2-5 arasında değişen rutubet basamaklarına göre yönetilir. Sıcaklık en çok 560_{C olmak üzere kademe kademe arttırılır.}

Kurutma sırasında sıcaklığın sürekli değiştirilmesi halinde sıcaklık meyli dışarıdan içeriye doğru artacağından, kuruma olumsuz etkileneceği gibi kurutmanın yönetilmesi de güçleşir. Diğerlerine göre daha uygun olan kuru termometrenin sabit

tutulduğu 2. kombinasyonda renk değiştirme eğilimdeki yapraklı ağaçlar ve reçine sızması söz konusu olan iğne yapraklı ağaçlar için lif doygunluk noktasına kadar düşük, LDN den sonuç rutubetine kadar ise olabildiğince yüksek sıcaklık uygulanır.

Kurutma periyodu süresi (Sk); kereste kalınlığı (ek mm), başlangıç rutubeti (rb),

sonuç rutubeti (rs), hava hızı (vh m/sn) olmak üzere;

0,6 h k 1,5 k s b k v 1,5 t 65 25 e r r ln α 1 S _⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = saat (12)

eşitliğinden hesaplanır. Burada ; α = ağaç türü, kereste kalınlığı ve fırının sağlandığı hava debisine bağlı bir katsayı olup, normal kabin tipi kurutucularda; iğne yapraklı ağaçlar için α.102 _{= 4,77 (1/α = 21), yapraklı ağaçlar için 2,65 (1/α = 38), güç kuruyan}

meşe için 1,2 (1/α =96) alınır. Kurutma periyodu süresi başlangıç rutubetinden lif doygunluk noktasına kadar ve LDN dan sonuç rutubetine kadar olmak üzere iki kademede hesaplanır. Taze halde LDN a kadar kuruma hızı zamanın lineer fonksiyonu olup anında odunun rutubetli ağırlığı mr (z), ∆z zaman sonraki ağırlığı mr (z+∆z) ise

kuruma hızı

Uk = [mr (z) – mr (z + ∆z)/A. ∆z (kg/m2 saat) kadardır. Burada A, kuruma yüzeyi

olup kereste kalınlığına (ek m) bağlı olarak A ≅ 2 / ek (m2/m3) eşitliğinde hesaplanır.

Bazı ağaç türlerinin ek ≤ 30 mm kalınlıktaki kerestelerin % 8 rutubete kadar

kurutma süreleri Tablo 14’ de verilmiştir.

Tablo 14. Bazı ağaç türlerinde kurutma süresi

Sk AĞAÇ TÜRÜ rb = Taze rb = LDN Meşe 3 hafta 8-10 gün Kayın 2 hafta 6-8 gün İ.Y.A 3-4 hafta 1-2 gün c) Dengeleme Periyodu

Kurutma periyodu sonunda odunda rutubet dağılımı homojen olmadığından dengelenmesi gerekir. Bu nedenle keresteler fırında iken dengeleme periyodunda orta

kısımların kurumaya devam etmesi ve yüzey kısımların bir miktar rutubet alması için sıcaklık değiştirilmeksizin bağıl nem yükseltilir.

Dengeleme periyodu uygulanmasında işlem üç aşamada gerçekleştirilir.

1 – Kontrol örneği rutubeti sonuç rutubetinden %2 daha düşük iken işleme başlanır.

2 – Kurutma sıcaklığı sabit tutularak, sonuç rutubetine uygun denge rutubeti sağlanacak şekilde bağıl nem yükseltilir. Örnek olarak kurutma sonunda Tk = 85 0C,

ϕ = % 40 ve rs = % 8 ise kereste % 6 ya kadar kurutulur. 85 0C de % 8 lik rd için

ϕ= % 66 yapılır.

3 – En rutubetli kontrol örneğinin rutubeti istenilen sonuç rutubetine ulaşıncaya kadar işleme devam edilir.

Dengeleme periyodu süresi (Sd): kurutma periyodu süresi (Sk) ve kurutmada

istenen kalite ve fırın özelliğine bağlı dengeleme faktörü (fd) için; Sd = Sk.fd eşitliğinden

hesaplanır. Metal fırınlarda fd = 0,4; kâgir fırınlarda hava hızı vh ≥ 2 m/sn ise, yumuşak

odunlar için küçük olmak üzere fd = 0,4 – 0,45 vh < 2m/sn ise fd = 001–0,3 alınır.

d) Soğutma Periyodu

Dengeleme periyodu sonunda kereste fırından hemen çıkartılmamalıdır. Aksi halde, özellikle ince kereste çatlama ve çarpılmalar oluşur. Bu nedenle ısıtmaya son verilerek kapılar açılmadan kurutmanın ilk basamağında uygulanan sıcaklığa kadar vantilatörler çalıştırılır. Daha sonra vantilatörler durdurularak önce rutubetli hava kapakları, sonra temiz hava kapakları, daha sonra azar azar olmak üzere fırın kapısı açılarak kereste fırından çıkarılır. Fırından alınan kereste dam altında ya da kapalı hangarda bekletilmelidir.