Fa anyag szárítása

A fa nedvszívó anyag, ezért mindig tartalmaz valamennyi nedvességet. Az abszolút száraz állapot csak elméletileg érhető el, a gyakorlatban szárítóberendezés segítségével is csak megközelíthető. A víz a fában kétféle állapotban fordul elő: szabad és kötött vízként.

Szabad víz: A sejtüregekben, vízszállító elemekben található. Száradáskor először a szabad víz távozik el. Mennyiségének változása méretváltozást nem okoz. A fa tulajdonságait kimutathatóan nem befolyásolja kivéve a sűrűséget.

Kötött víz: A sejtfalba épülve parányi üregeket tőlti ki. Kémiai kötésbe nem lép a sejtfal vegyületeivel, hanem vékony hártyaként vonja be a cellulózkötegeket. Távozása száradáskor csak a szabad víz eltávozása után kezdődik el. Mennyiségének változása méretváltozást okoz, és a faanyag tulajdonságait is befolyásolja.

A száradás vagy a nedvességfelvétel során a faanyagnak létezik egy olyan állapota, amikor szabad vizet nem tartalmaz, de a kötött víz teljes mennyiségében jelen van. Ez a rosttelítettségi határ, amikor a sejtfalak telítettek, de a cseppfolyós víz a sejt üregeiben nincs jelen. Ez az állapot kb. 30%-os fanedvesség esetében valósul meg.

Szobaszáraz állapot

A fanedvesség 8-12%. 20 °C-os hőmérséklető, 45-50%-os relatív páratartalmú, mesterségesen fűtött szoba klímájának megfelelő egyensúlyi állapot. Ilyen nedvességtartalmú alapanyagra van szükség a szobabútorok, belső lépcsők stb. készítéséhez.

A szobaszáraznál alacsonyabb nedvessűgtartalmú anyagot túlszárítottnak nevezzük. Ilyeneka hőprésből kikerülű lapok, lemezek. Ezeket felhasználás előtt megfelelő relatív páratartalmú helyiségben való tárolással klimatizálni kell.

Légszáraz állapot

A fanedvesség 12-15%. A szabadban tárolt, természetes szárítással szárított anyagnál elérhető egyensúlyi állapot, amely kb. 15 °C-os hőmérséklet és 75%-os relatív páratartalom mellett valósul meg.Ilyen anyagra van szükség az épűletasztalos ipar külső szerkezeteihez, szabadtéri, kültéri tárgyakhoz stb. A 15%-nál magasabb nedvességtartalm alapanyagot nem lehet jó minőségben megmunkálni, ragasztani, felületkezelni.

Zsugorodás-dagadás

A különböző fafajok méretváltozása eltérő. Általában a tömör, nehéz fák zsugorodása nagyobb mértékű, mint a laza szerkezetű, könnyű fáké. Az anatómiai irány a zsugorodás mértéke húrirányban a legnagyobb, maximális értéke kemény fáknál elérheti a 16%-ot is. Sugárirányban 6-8%, még a legkisebb a rostiránnyal párhuzamosan 0,2-0,6%. A fa egészségi állapota a rendellenes szövetű részek (álgesztes, vaseres, csomós) mindig erősebben zsugorodnak, mint az épp szövetek. Emiatt e hibákkal a faanyag, repedésre, vetemedésre különösen hajlamos.

A fa szárítása

A kitermelt faanyag általános felhasználás előtt szárítást igényel. A fa nedvességtartalmának élőnedves állapotban a fa tömegének akár 50%-át is kiteheti.

A szárítás történhet:

Természetes és mesterségesen úton.

Természetes úton történő szárítás során a faanyag csak a szabad levegővel történő érintkezéssel, szellőzéssel veszíti el nedvességtartalmának egy részét. A fa kivágása után a természetes száradás azonnal megindul.

A fűrészárú szárítását az úgynevezett rakatokban , fedett színekben vagy deszkamágylyákban végezzük.A rakatokat a földtől legalább 10cm magasan vízszintes ászokfákra rakva ,az első sor deszka lerakása után soronként a levegő szabad áramlását megkönnyítő elválasztókat (közteseket berakva) rakjuk össze a szárítandó fa anyagot,ami érett és lehetőleg télen vágott faanyagból áll.

A deszka ilyen természetes módon csak addig a szárazsági fokig szárítható amely az adott hely,terület átlagos légnedvességének és hőmérsékletének megfelel. A légszáraz állapót gyakorlatilag évszakonként is változik. A mi éghajlatunkon légszáraznak 13-15% nedvesség tartalmú fát nevezzük.

Ahhoz ,hogy a fűrészárú nedvesség tartalma erre az értékre csökkenjen több-kevesebb idő szükséges. Ez függ a szelvény árú vastagságától és kezdeti víztartalmától,nagyjából 6-12 hónap , száraz, hűvös, közvetlen napfénytől védett helyen. A puhafák gyorsabban, a keményfák(3-4 év) lassabban száradnak. A nedvesség a fából a rostok mentén távozik, ebből következően minél vastagabb a keresztmetszete a faanyagnak, annál lassabban szárítható ki. Rönkfa szárításánál például a rönk végeinél távozik a nedvesség jelentős része, ezért a szárítás folyamán ügyelni kell a túlszáradt rész nedvességtartalmának pótlására,mert a végein már kiszáradt rönkből a belső nedvesség tartalom nem tud távozni,befülled,gombásodik a fa anyaga és ez által felhasználásra alkalmatlan lesz.

Az időjárás viszontagságainak kitéve a száradási idő rendkívül lassú, valamint mindenképpen fennáll a gombásodás kialakulásának veszélye. Természetes szárítás esetén a szükséges hőmennyiséget a nap, a szárító levegőmozgást, pedig a szél szolgáltatja.

Mesterséges szárítás elég költséges, ezért ezt leginkább üzemek, fafeldolgozó műhelyek alkalmazzák. A szárítandó fát lehetőleg egyforma vastagságú vízszintes ászokfákra, vagy vékony dorongfákra helyezik úgy, hogy a fa lehető legnagyobb felülete érintkezzen a szabad légárammal. Ezzel a módszerrel (speciális szárítóberendezéssel) végzett szárítás során a már előzőleg természetes úton 1-2 éve szárított faanyagot akár 2 - 10 nap alatt lehet olyan állapotba hozni, hogy a repedésre, vetemedésre, gombásodásra való hajlamát elveszítse. A mesterséges szárítással elérhető átlagos nedvességtartalom 10-12 %.

A fa egy higroszkópos anyag, ami azt jelenti, hogy a fa nedvességtartalmának változása függ a környezet nedvességtartalmának ingadozásától. Ha a fa egy nyugodt helyen van tárolva, a nedvességtartalma egy stabil nedvességnek nevezett szintre esik le. A fa nem csak a vízből, hanem a légáramlatokból is vehet fel nedvességet. Ezért fontos az, hogy milyen helyen lett a fa kiszárítva és hogy mekkora a nedvességtartalma annak a helynek, ahol azt fel akarják használni. Általában minél magasabb a hőmérséklet, annál alacsonyabb az állandó nedvességtartalom.

Vákuum szárítás

A vákuumszárítás elmélete azon az ismert törvényszerűségen alapul, hogy nyomáscsökkenés hatására a fában lévő víz forráspontja jelentős mértékben lecsökken.A légnyomás változás hatására, a víz forráspontjában bekövetkezett csökkenést használjuk tehát ki vákuumszárításkor

Az alkalmazott vákuum nagyságától függően megkülönböztetünk:

A vákuumszárításnál a nedvesség eltávozását a faanyagból a légnyomás csökkenésével segítjük elő. A kapillárisokból ekkor elméletileg négy-ötszörös sebességgel távozik el a víz, miközben a fa belső rétegei is felmelegednek.

A vákuumszárítás folyamatát alapvetően négy technikai lépcső jellemzi:

Annak érdekében, hogy a vákuumszárítás beinduljon a faanyagot 40-50 °C-ra fel kell melegíteni, csak ezt követően lehet az erősen redukált nyomás mellett, a forrási vonalat elérni. További feladat, hogy folyamatosan pótolni kell azt a hőmennyiséget, amitaz elpárolgó víz a fából elvont.