Suszenie drewna kominkowego w suszarni

person Opublikowany przez: Marta ze Stones Garden list Kategoria: Drewno Dnia: comment Komentarze: 0 favorite Wyświetleń: 2468

Drewno jest materiałem organicznym, którego głównym składnikiem jest celuloza.  W sprzyjających warunkach, przy zawilgoceniu powyżej 20%, stanowi niszę do rozwoju grzybów, bakterii i owadów. Organizmy te, ze względu na mechanizmy obronne drzew, rzadko są obecne w zdrowych roślinach. Po ścięciu, przy naturalnej wysokiej wilgotności drewna utrzymującej się nawet przez kilka lat, grzyby i owady opanowują atrakcyjny dla nich substrat pokarmowy.

Drewno jest materiałem organicznym, którego głównym składnikiem jest celuloza. W sprzyjających warunkach, przy zawilgoceniu powyżej 20%, stanowi niszę do rozwoju grzybów, bakterii i owadów. Organizmy te, ze względu na mechanizmy obronne drzew, rzadko są obecne w zdrowych roślinach. Po ścięciu, przy naturalnej wysokiej wilgotności drewna utrzymującej się nawet przez kilka lat, grzyby i owady opanowują atrakcyjny dla nich substrat pokarmowy. Źródłem porażenia drewna przez grzyby może być grzybnia, sznury grzybniowe – ryzomorfy i obecne w powietrzu zarodniki. Grzyby mogą rozwijać się na powierzchni drewna lub w jego wnętrzu, powodując bardzo szybki i silny rozkład. Tego typu proces jest zjawiskiem niebezpiecznym dla konstrukcji zbudowanych z elementów drewnianych, zarówno w domach murowanych, gdzie zazwyczaj są elementy drewniane, jak i w zbudowanych z bali. W składowanym drewnie mogą znajdować się struktury grzybów tzw. domowych.

Pod względem szkodliwości dzieli się je cztery grupy:

1. grzyby najbardziej szkodliwe, powodujące szybki i bardzo silny rozkład drewna: grzyby domowy właściwy (Serpula lacrymans), grzyb piwniczny (Coniophora puteana), grzyb domowy biały (Fibroporia vaillantii) oraz grzyb kopalniany (Paxillus panuoides);

2. grzyby mniej szkodliwe: wroślak rzędowy (Trametes serialis), grzyb podkładowy (Lentinus lepidus) oraz grzyb słupowy (Gleophyllum sepiarium);

3. grzyby małoszkodliwe: grzyb składowy (Peniophora gigantea) i powłocznik gładki (Corticium laeve);

4. grzyby powodujące rozkład drewna tylko w warunkach bardzo wysokiej jego wilgotności: Chaetomium globosum.

5. Przy składowaniu wilgotnego drewna kominkowego na jego powierzchni rozwija się również szereg gatunków grzybów tzw. strzępkowych, których wspólną cechą jest tworzenie ogromnej ilości zarodników konidialnych. Mają one zdolności uczulające, a grzybnia może wytwarzać kancerogenne metabolity wtórne - mykotoksyny. Zarodniki grzybów unoszą z ruchem powietrza i są wdychane przez ludzi. Cząsteczki pyłu lub kurzu uważa się za „inhalacyjne”, jeśli mają średnicę mniejszą niż 7. Najłatwiej osadzają się w płucach cząstki o wielkości 1-5 µm. W tym przedziale mieszczą się rozmiary większości grzybów mikroskopijnych z rodzajów Penicillium i Aspergillus. Grzyby pleśniowe mogą wywoływać u ludzi trzy rodzaje chorób: alergie, grzybice (mykozy) i zatrucia grzybowe (mykotoksykozy).

Lista grzybów alergizujących obejmuje kilkadziesiąt gatunków, głównie z rodzajów: Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, Alternaria i Aureobasidium. Wśród chorób wywoływanych przez te alergeny najczęściej wymienia się alergiczny katar i kaszel. W poważniejszych przypadkach: astmę oskrzelową, alergiczne zewnątrzpochodne zapalenie pęcherzyków płucnych, atopowe zapalenie spojówek. Inhalacyjne zakażenie układu oddechowego zarodnikami grzybów sprzyja powstawaniu różnych postaci grzybic narządów układu oddechowego (np. grzybicy płuc).

Oprócz grzybów na niedosuszonym drewnie mogą żerować owady. Organizmy te mogą zostać zawleczone do mieszkań wraz z drewnem opałowym. Najczęściej w drewnie konstrukcyjnym i kominkowym możemy spotkać: spuszczela pospolitego (Hylotrupes bajulus), kołatka domowego (Anobium punctatum), kołatka upartego (Anobium pertinax), tykotka pstrego (Xestobium rufovillosum) i wyschlika grzebykorożnego (Ptilinus pectinicornis).

Najgroźniejszym i najczęściej występującym w Europie północnej szkodnikiem budowli drewnianych, więźb dachowych, słupów, pali, murów pruskich jest spuszczel pospolity. Chętnie atakuje nasłonecznione konstrukcje drewniane. Porażone drewno staje się higroskopijne i wskutek tego bardziej podatne na przerastanie grzybami domowymi, traci w ciągu 8 tygodni 60% wytrzymałości mechanicznej. Dolną granicę wilgotności masowej drewna dla rozwoju larw tego szkodliwego gatunku stanowi 10%, a optymalna temperatura rozwoju wynosi 28-30.

Pozostałe wymienione gatunki niszczą głównie drewno użytkowe: meble, rzeźby, okładziny książek, belki przyziemia, legary podłogowe i podłogi. - wykonane zwłaszcza dębu i buka. Owady te są wrażliwe nie tylko na brak wody, ale również na wysoką temperaturę. Zarówno osobniki dorosłe jak i larwy giną w temperaturze powyżej 60 O C. Większość zarodników grzybów ginie w t - 90-100 O C. W wyższej przeżywają jedynie przetrwalniki, dla których niezbędnym warunkiem dalszego rozwoju jest woda. Dlatego, poddanie drewna procesowi szybkiego suszenia, poprzez jego podgrzanie, nie tylko redukuje liczbę organizmów potencjalnie niebezpiecznych dla technicznego stanu budynku, ale również sprzyja zdrowiu jego użytkowników.

W Polsce nie ma tradycji mechanicznego suszenia drewna kominkowego. Uznaje się ten materiał za odpad, który należy poddać suszeniu na świeżym powietrzu. Proces ten trwa od dwóch do trzech lat. W tym czasie użytkownicy pieców i kominków wnoszą do pomieszczeń mieszkalnych ogromne ilości zarodników grzybów oraz potencjalne szkodliwe dla drewna użytkowego larwy owadów. Dlatego, ze względów zdrowotnych, godna polecenia jest obecnie niestosowana, innowacyjna technika suszenia drewna w wysokiej temperaturze - co najmniej 90 o C. Dotychczasowe, tradycyjne metody suszenia, przy wzrastającej 3 liczbie zapadających na alergie ludzi, nie są technikami bezpiecznymi. Szybkie wysuszenie drewna, poza walorami czysto energetycznymi, takimi jak: większa wydajność energetyczna spalania, mniejszy stopień zanieczyszczenia komina, ale i mniejsze zanieczyszczenie powietrza produktami spalania, ma również istotny walor zdrowotny. Sprzyja trwałości konstrukcji elementów drewnianych domów. Może istotnie zmniejszać wydatki ponoszone na konserwację domu.

Suszenie jest procesem technologicznym obejmującym ruch ciepła i masy, któremu towarzyszą strukturalno-mechaniczne, a niekiedy chemiczne i biologiczne, zmiany w materiale poddawanym odwadnianiu. Ogromna różnorodność surowców, wynikająca z różnorodności właściwości fizycznych i chemicznych, stwarza wiele problemów w teoretycznym opisie przebiegu procesu oraz w wyborze odpowiedniej technik i warunków suszenia. Siłą napędową dynamicznego rozwoju techniki suszarniczej są dwa najistotniejsze aspekty: jakość końcowa produktu oraz ekonomika procesu. Projektowanie nowych instalacji suszarniczych ma na celu intensyfikację, optymalizację, automatyzację oraz właściwą kontrolę procesu.

Głównym celem odwadniania materiałów biologicznych jest obniżenie zawartości wody, która jest odpowiedzialna za brak stabilności mikrobiologicznej. Stabilność ta jest konieczna do tego, aby materiał mógł być przechowywany przez dłuższy okres, najlepiej bez konieczności kontrolowania warunków przechowywania, bez niekorzystnych zmian jakościowych.

Najpowszechniej stosowaną na skalę przemysłową metodą odwadniania jest suszenie konwekcyjne. Jest to metoda o dobrze poznanych podstawach teoretycznych, niewymagająca kosztownej aparatury ani wysokich kwalifikacji obsługi. Polega na przepływie przez komorę suszenia czynnika suszącego, którego zadaniem jest przekazanie ciepła do wilgotnego materiału przy jednoczesnym pochłonięciu wilgoci. Jest jednak uznawana za technikę najbardziej destrukcyjnie oddziaływującą na odwadniany surowiec. Istnieje wiele metod będących ulepszeniem tradycyjnego suszenia konwekcyjnego, prowadzących do polepszenia wymiany ciepła i masy, takich jak: suszenie fluidyzacyjne czy fontannowe. Wprowadzenie złoża w ruch bardzo istotnie przyśpiesza proces, ale jest to możliwe dla surowców o niewielkich gabarytach, natomiast trudne przy suszeniu tarcicy czy drewna kominkowego.

Inne metody, jak suszenie sublimacyjne są wykorzystywane do pozyskiwania produktów specjalnego przeznaczenia, np. dla żeglarzy czy alpinistów. Cechują się bardzo wysoką jakością, ale ze względu na wysoki koszt aparatury oraz długi czas odwadniania są bardzo drogie. Zatem nie ma ekonomicznego uzasadnienia stosowanie ich do przygotowania drewna kminkowego. Najważniejszymi efektami natury technicznej czy ekonomicznej suszenia drewna są:

• doprowadzenie wilgotności drewna do poziomu, przy którym nie występują zmiany wymiarów i kształtu spowodowane usuwaniem wody,

• ułatwienie niektórych zabiegów obróbki mechanicznej, nasycania lub uszlachetniania powierzchni drewna,

• obniżenie zawartości wody poniżej granicy, która umożliwia rozwój szkodliwych grzybów i drobnoustrojów,

• obniżenie ciężaru drewna dla osiągnięcia oszczędności w transporcie i przechowywaniu.

Pierwsze dwa efekty są bardzo istotne przy suszeniu tarcicy ze względu na przeznaczenie produktu końcowego do wykonywania elementów konstrukcyjnych w budownictwie i tworzenia innych wyrobów drewnianych. Dlatego w trakcie suszenia tarcicy należy kontrolować temperaturę i wilgotność względną powietrza oraz prowadzić stały monitoring schnięcia drewna, do czego służą wyrzynki próbne. Największym problemem suszenia konwekcyjnego wykorzystywanego do odwadniania zarówno owoców i warzyw, jak i tarcicy jest skurcz suszarniczy. Przyczyną jest wysokouwodniona struktura komórkowa. Gwałtowne usuwanie wody z komórek powoduje rozrywanie ścian komórkowych i zapadanie się struktury. Czynnikami decydującymi o wielkości skurczu suszarniczego są temperatura oraz prędkość i kierunek przepływu czynnika suszącego. Parametry te zawsze są określane w sposób doświadczalny, ponieważ zależą nie tylko o rodzaju suszonego materiału, ale również od jego właściwości początkowych takich jak: wilgotność, rozmiar, kształt, skład chemiczny.

Podczas suszenia drewna kominkowego, nie jest istotny aspekt zmian wymiarów i kształtu odwadnianego drewna ani ułatwienie zabiegów mechanicznych ze względu na przeznaczenie produktu. Należy skupić się na doprowadzeniu produktu do stanu, który pozwoli bezpiecznie przechowywać drewno kominkowe w warunkach domowych oraz uzyskaniu taniego produktu. Ostatni aspekt jest ściśle związany z przyjętą technologią odwadniania oraz konstrukcją instalacji suszarniczej, co jest przedmiotem niniejszej opinii.

Oferowane na rynku instalacje suszarnicze przeznaczone są do otrzymywania produktu drzewnego o wymaganych parametrach jakościowych i wytrzymałościowych. Są więc przeznaczone głównie do suszenia tarcicy. Niektórzy producenci sugerują możliwość wykorzystywania ich urządzeń do suszenia drewna przeznaczonego do spalania w kominkach. Jednakże konstrukcja tych urządzeń jest jedynie uproszczeniem instalacji przeznaczonych do kontrolowanego suszenia drewna. Obniżenie kosztu instalacji wynika z wprowadzenia niewielkich zmian konstrukcyjnych oraz usunięciu części systemu pomiarowego.

Podstawowymi czynnikami decydującymi o ekonomice procesu suszenia drewna kominkowego jest czas trwania procesu oraz zużycie energii. Czas trwania procesu zależy głównie od temperatury i prędkości przepływu czynnika suszącego. Różnego rodzaju instalacje suszarnicze można porównywać poprzez analizę określonych wskaźników. Jednym z najistotniejszych jest sprawność energetyczna suszarki, którą definiuje się jako stosunek energii (ciepła) użytecznej do całkowitej energii zużytej w procesie suszenia. Dla każdej suszarki dogodne jest przyjmować jako ciepło użyteczne, ciepło zużyte na odparowanie wilgoci z materiału. Wartość tego ciepła, odniesiona do 1 kg suchego gazu, można obliczyć. Zatem sprawność energetyczna instalacji suszarniczej zależy głównie od wielkości energii użytecznej. W typowych rozwiązaniach konstrukcyjnych suszarni do drewna następuje okresowe otwieranie klap regulacyjnych w celu wymiany ciepłego, ale wilgotnego powietrza z wnętrza komory suszenia na mniej wilgotne, ale chłodniejsze powietrze z otoczenia. Oznacza to, ze ciepło zużyte na odparowanie wody z drewna jest bezpowrotnie tracone, a dodatkową wadą takiego rozwiązania jest fakt chłodzenia się wsadu.

Przedstawiona do zaopiniowania instalacja zawiera nowe elementy, uwzględniające specyfikę suszenia drewna do celów opałowych. Najistotniejszą nowością jest zastosowanie systemu odzysku ciepła. Żadne ze znanych mi instalacji suszarniczych do odwadniania płodów rolnych, ani instalacje przeznaczone do suszenia drewna nie uwzględniają w konstrukcji możliwości poprawienia kosztochłonności procesu poprzez wykorzystanie systemów odzysku drewna. Badane są jedynie możliwości wykorzystania rekuperacji ciepła w celu obniżenia zużycia energii do ogrzewania niektórych pomieszczeń gospodarskich. Zastosowanie wymienników ciepła pomiędzy gorącym i wilgotnym powietrzem usuwanym z komory suszenia, a powietrzem zasysanym z otoczenia charakteryzującym się znacznie niższą temperaturą i wilgotnością będzie powodowało oszczędności energii zużywanej na suszenie drewna kominkowego. Skroplenie pary wodnej znajdującej się w usuwanym z komory powietrzu będzie prowadzić do odzyskania dużej części energii cieplnej potrzebnej do suszenia surowca drzewnego. Energia ta zostanie przeznaczona na podgrzanie zasysanego powietrza, obniżenie jego wilgotności względnej, ograniczone zostanie również zjawisko wychładzania wsadu. W konsekwencji proponowany system będzie prowadził do znacznego skrócenia czasu trwania suszenia drewna kominkowego. Przykładowy odzysk ciepła przy wykorzystaniu systemów dostępnych na ryku jest następujący: przy temperaturze w komorze suszenia wynoszącej 80ºC i wilgotności pow. 75% oraz przy temperaturze zewnętrznej wynoszącej -10ºC i wilgotności pow. 60%, odzysk ciepła z wykroplenia może wynieść do 80 kW, natomiast odzysk ciepła z wymiany suchej ok. 70 kW.

Reasumując, należy stwierdzić, że przedstawiona do zaopiniowania instalacja przeznaczona do suszenia drewna kominkowego jest rozwiązaniem nowatorskim, uwzględniającym specyfikę odwaniania drewna przeznaczonego dla celów opałowych. Zaproponowane rozwiązania konstrukcyjne pozwolą uzyskać następujące korzyści: • skrócenie czasu trwania procesu suszenia drewna kominkowego o ok. 20%,

• oszczędności energii potrzebnej do przeprowadzenia procesu suszenia poprzez zastosowanie rekuperacji ciepła unoszonego z wilgotnym powietrzem usuwanym z komory suszenia,

• ze względu na możliwość stosowania wysokiej temperatury czynnika suszącego, duża różnica temperatur pomiędzy powietrzem usuwanym i zasysanym do komory suszenia zwiększy wydajność wymienników ciepłą,

• będzie możliwe skuteczne suszenie podczas zimnych i wilgotnych pór roku.

• jest suszone w specjalnych suszarniach komorowych w wysokiej temperaturze (ok 120 st);

• drewno pozbawione jest wszelkich niedoskonałości takich jak np.: garbniki, pleśni i innego typu drobnoustrojów, a tym samym zarodników konidialnych mających zdolności uczulające i kancerogenne;

• wilgotność drewna oscyluje poniżej 20 st. i jest gotowe do palenia;

• wartość opałowa wynosi około 4,0 kWh/kg;

• prawidłowo spalane pozostawia niewiele popiołu - 1% pierwotnej masy drewna, który można wykorzystać jako nawóz w ogrodzie.

Sprawdź naszą ofertę KLIK

skrzynio paleta z drewnem

Materiał przygotowany we współpracy z Uniwersytetem Przyrodniczym we Wrocławiu w 2013 roku na temat innowacyjności produktu uzyskanego w wyniku suszenia w suszarni drewna kominkowego.

Komentarze

Brak komentarzy na ten moment!

Zostaw komentarz

Niedziela Poniedziałek Wtorek Środa Czwartek Piątek Sobota Styczeń Luty Marzec Kwiecień Maj Czerwiec Lipiec Sierpień Wrzesień Październik Listopad Grudzień

Rejestracja nowego konta

Posiadasz już konto?
Zaloguj się zamiast tego Lub Zresetuj hasło