Vacuum Drying of Sessile Oak (Quercus Petraea) with Alternative Heating Methods

Year 2017, Volume: 17 Issue: 2, 343 - 353, 28.09.2017

Suat Altun , Mustafa Altay Eroğlu

https://doi.org/10.17475/kastorman.332010

Abstract

 Abstract

Aim of study: This study was prepared to determine the optimum drying
process as a result of application of different parameters of vacuum drying
method which is one of the technical drying methods, and to evaluate drying
quality of these methods.

Area of study: This study carried out at the Karabuk University in
Karabuk, Turkey and the materials was obtained from the Karabük Yenice Forest
Management Directorate.

Material and Methods: Sessile Oak (Quercus Petraea) lumbers in 80x20x2.5 cm were dried at 2 m sec^-1
air velocity using two different vacuum periods of 15 and 30 minutes, 2
different heating methods namely plated and IR (infrared) in the kiln were
used. Ambient pressure was set at 300 mbar in vacuum periods and 800 mbar in
heating periods.

Main results: It was observed that the longest drying time was 242
hours (0.15%/hour) with drying in IR heating in 30 minutes periods and the
shortest drying time was 126 hours (0.22%/hour) in IR heating with 15 minutes
periods. It has been found that the drying time decreases with the decrease of
the waiting time in the vacuum. It has been determined that while the drying
methods with 15 minutes plated heating, 15 minutes IR heating and 30 minutes IR
heating meet the standard (S) drying quality class requirements, drying made with
30 minutes plated heating has reached to the high quality (Q) drying class.

Research highlights: IR heating in vacuum drying of Sessile Oak
can be used successfully. Shorter vacuum-heating periods leads higher drying
rates in vacuum drying. Vacuum drying of lumbers wit IR heating meet the
standard (S) drying quality class requirements. 

Keywords

Sessile oak, vacuum drying, infrared, moisture change, Drying quality

Sapsız Meşe (Quercus Petraea) Odununun Alternatif Isıtma Yöntemleri ile Vakumlu Kurutulması

Abstract

Özet

Çalışmanın Amacı: Bu çalışma,
teknik kurutma yöntemlerinden biri olan vakumlu kurutma yönteminin değişik
parametrelerinin uygulanması sonucu en uygun kurutma sürecini
belirleyebilmek  ve bu yöntemlrin kurutma
kalitesini değerlendirmek amacıyla hazırlanmıştır.

Çalışma alanı: Bu çalışma
Karbük Türkiye’deki Karabük Üniversitesinde yürütülmüştür. Çalışmaa kullanılan
material Karabük Yenice Orman İşletme Müdürlüğünden temin edilmiştir.

Materyal ve Yöntem: 80x20x2.5 cm boyutlarındaki Sapsız Meşe keresteler levhalı ve IR (infrared) olmak üzere 2
farklı ısıtma yöntemi, 15 ve 30 dk olmak üzere iki farklı vakum periyodu
kullanılarak 2 m sn^-1 hava hızı ile kurutulmuştur. Vakum
periyotlarında ortam basıncı 300 mbar, ısıtma periyotlarında ise 800 mbar
olarak ayarlanmıştır.

Sonuçlar: Deney sonuçlarına bakıldığında en uzun kurutma süresinin
242 saat (0.15%/saat) ile 30 dk periyotlarda IR ısıtma ile kurutma yönteminde,
en kısa kurutma süresinin ise 126 saat (0.22%/saat) ile 15 dk periyotlarda IR
ısıtma ile kurutma yönteminde elde edildiği gözlenmiştir. Vakumda bekleme
süresinin azalması ile kurutma süresinin de azaldığı saptanmıştır. 15 dk
levhalı ısıtma, 15 dk IR ile ısıtma ve 30 dk IR ile ısıtma ile kurutma
yöntemleri standart
(S) kurutma kalitesi sınıfı gereklerini karşılarken, 30 dk levhalı ısıtma ile
yapılan kurutma denemesinin ise kaliteli (Q) kurutma sınıfına girdiği
belirlenmiştir.

Araştırma
vurguları:
Sapsız Meşenin vakumlu kurutulmasında IR ile ısıtma başarılı bir şekilde
kullanılabilir. Daha kısa süreli vakum-ısıtma periyotları, daha yüksek kurutma
orannları elde edilmesini sağlamıştır. Kerestelerin IR ısıtma ile vakumlu
kurutulması yöntemi standart (S) kurutma kalitesi sınıfı gereklerini karşılamıştır.

Keywords

Sapsız Meşe, Vakumlu kurutma, İnfrared, Rutubet değişimi, Kurutma kalitesi

References

• Altınok M., Küreli İ. ve Serbes T. 2009. Vakumlu ve klasik kurutma yöntemlerinin ahşap malzemenin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisinin belirlenmesi. Politeknik Dergisi, 12 (4): 271-278.
• Ananias R.A., Vallejos S. and Salinas C., 2005. Estudio de la cinetica del secado convencional y bajo vacio del pino radiata, Ciencia Y Tecnologıa, 7 (1): 37-47.
• Brunner R. 1999. Vakuumtrocknung im wirtschaftlichkeitsvergleich. HolzZentralblatt, 57: 874-875.
• Chen Z.J. and Lamb F.M.,2004. A vacuum drying system for green hardwood parts. Drying Technology, 22 (3): 577-595.
• Cserta E. 2012. Drying process of wood using infrared radiation. The Degree Of Doctor Of Philosophy. Universitas Hungariae Occidentalis The Jozsef Crizaki Doctoral School Of Wood Sciences and Technologies, Hungary, 2, 36-43,73-77.
• Dikmen E., Şahin A.Ş. ve Yakut A.K., 2012. Deneysel bir kurutma sistemi tasarımı ve çalışma parametrelerinin incelenmesi. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 32 (2): 81-88.
• EDG. 1992. Recommendation on assesment of drying quality of timber, European Drying Group, Hamburg.
• Fohr J.P., Chakir A., Arnaud G. and Peuty M.A. 1995. Vacuum drying of oak wood. Drying Technology, 13 (8-9): 1675.
• Gök S. 2011. Farklı sıcaklıklarda çalışan vakumlu bir kereste kurutucu tasarımı ve kurutma parametrelerinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, III, 66-67.
• Guilman C., Baixeras O. and Jomaa W. 1996. Discontinous and convective vacuum drying of oak: experimental and modeling studies. Proceedings Of The 5th International IUFRO Wood Drying Conference, Quebec, 147-157.
• Hansmann C., Stingl R., Prieto O.G., Lopez C.B. and Resch H. 2008. High-frequency energy–assisted vacuum drying of fresh eucalyptus globulus. Drying Technology, 26 (5): 611-616.
• Jomaa W. and Baixeras O. 1997. Discontinuous vacuum drying of oak wood: modelling and experimental investigations. Drying Technology, 15 (9): 2129-2144.
• Jung H.S., Lee J.H. and Lee N.H. 2000. Vacuum-press drying of thick softwood lumbers. Drying Technology, 18 (8): 1921-1933.
• Kantay R. 1978. Türkiye’nin önemli bazı ağaç türleri kerestelerinin teknik kurutma özellikleri üzerine araştırmalar. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 28 (1), 139,140, 156, 158.
• Kantay R., 1993. Kereste Kurutma ve Buharlama, Ormancılık Eğitim ve Kültür Vakfı, İstanbul, 203 s.
• Lee N.H. and Hayashi K., 2000. Effect of end covering and low pressure steam explosion treatment on drying rate and checking during radio frequency/vacuum drying of japanese cedar log cross sections. Forest Products Journal, 50 (2): 73-78.
• Lopatin V.V., Goreshnev M.A. and Sekisov F.G. 2014. Moisture transport in birch lumber at low radio-frequency and contact vacuum drying. European Journal of Wood and Wood Products, 72 (6): 779-794.
• Neumann R., Mielke A. and Gios P. 1993. Moisture transport in wood during convective vacuum drying. European Journal Of Wood and Wood Products, 51 (3): 156-162.
• Perre P., Mosnıer S., Turner I.W. 2004. Vacuum drying of wood with radiative heating: I. Experimental procedure. AIChE Journal, 50(1): 97- 107.
• Simpson W.T. 1987. Vacuum drying northern red oak. Forest Products Journal, 37 (1): 35-38.
• TS EN 13183-1. 2012. Biçilmiş Yapacak Odun (Kereste) Parçasının Rutubet Muhtevası. Türk Standartları Enstitüsü.
• Ünsal Ö., Güler C. ve Mollamehmetoğlu, G. 2012. Ahsap kurutmada yüksek frekans-vakum teknolojisi, Tarih Kültür ve Sanat Araştırmaları Dergisi, 1 (4): 310-318.
• Ünsal Ö. 2002. Teknik kurutmada fırın boyutlarının ve hareket hızının kurutma kalitesi ve süresi üzerine etkisi, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 52 (1): 101,102, 105, 109.