Új lehetőségek az akác faanyag hidrotermikus kezelésénél

Új lehetőségek az akác faanyag hidrotermikus kezelésénél Varga Dénes1 – Takáts Péter2 – Tolvaj László1 1

Nyugat-Magyarországi Egyetem, Faipari Mérnöki Kar, Fizika Intézet 2 Nyugat-Magyarországi Egyetem, Faipari Mérnöki Kar, Fa- és Papírtechnológiai Intézet

Bevezetés A fa hidrotermikus kezelése során a fa anyagát különféle eljárásokkal víz illetve gőz segítségével hő hatásának tesszük ki, hogy ezáltal többirányú felhasználásra és feldolgozásra tegyük alkalmassá. A kezelés során a víz vagy gőz által közölt hő hatására a természetes állapotú faanyagok szerkezete és alkotórészei bizonyos mértékű fizikai és kémiai átalakuláson mennek keresztül. Ennek következtében a fa egyes tulajdonságai átmenetileg vagy végleg megváltoznak. Az átmeneti tulajdonságváltozások általában a könnyebb megmunkálhatóságot segítik elő, míg a maradandó változások a faanyag nemesítését szolgálják. A gőzölés – mely történhet nagyméretű kamrákban, harangokban (100oC alatt), és (100oC fölött) nagynyomású gőzölő hengerekben – mint színváltoztató hatás már régóta ismert a faiparban. A gőzölés megvalósítható közvetlen gőzbevitellel, illetve a gőznek fűtő közegként történő felhasználásával. Közvetett gőzölés esetén a gőzt a kamra alján lévő víz felfűtésére használják, zárt csőrendszerben keringtetve. A modern gőzölő kamrák ezt a módszert alkalmazzák. Gőzölésnél fontos, hogy a gőzölő térben telített vízgőz legyen, ellenkező esetben a gőz vizet von el a faanyagból, és a gyors vízvesztés repedéseket okozhat. Kutatómunkánk során – eddig még nem alkalmazott megoldásként – akác faanyag szárítást követő gőzölését végeztük el. Ismeretes, hogy a fehér akác (Robinia pseudoacacia L.) fája járulékos anyagaiban jelentős mennyiségben tartalmaz színképző vegyületeket, melyek gőzölés hatására a színét jelentősen sötétítik, és vörös felé tolják. A trópusi fák felhasználásával szembeni ellenállás megnövelte az akác jelentőségét, szerepét, mivel gőzöléssel e fafajokéhoz hasonló szín érhető el. Természetes állapotában az akác faanyagának színe a sárgás-szürkétől a zöldes-sárgáig tág határok között változik, s ez az inhomogenitás egy mintán belül is megfigyelhető. A gőzölés hatására azonban a faanyag színének homogenizálódása, valamint irányított színárnyalata érhető el. Tudományos eredményként értékelendő, hogy a színváltoztatás szempontjából a legfontosabb paraméter a hőmérséklet, ill. hogy ennek növekedésével a színváltozás sebessége exponenciálisan nő. Ezért fontos, hogy a gőzölés során a hőmérséklet ne változzék. A régi típusú, közvetlen gőzbefúvásos gőzölőknél a hőmérséklet állandósága nem biztosítható, ezért a színváltozás esetenként egymástól eltérő, nem reprodukálható. Legújabb vizsgálataink szerint az a régi állítás, hogy csak az élőnedves akác faanyagot lehet jól gőzölni, nem állja meg a helyét. Megállapítást nyert, hogy kellően magas hőmérsékleten, telített vízgőzben a száraz faanyag is jól gőzölhető. Kutatómunkánk során laboratóriumi körülmények között meghatároztuk a vákuumszárítást követő gőzölés optimális paramétereit. Megvizsgáltuk továbbá, hogy a gőzölés során mennyi vizet vesz fel a faanyag, és szükség van-e újabb szárítási ciklus beiktatására a gőzölés után. Az akác faanyag felhasználásával, laboratóriumban elvégzett vizsgálatok során megállapított paraméterek kellő alapot nyújtanak egy ipari méretű kísérletsorozathoz, melynek előkészületeit pályázati támogatással megtettük.

– 218 –

Anyagok és módszerek Az akác gőzölés és a színmérés kapcsolata A színérzet a felületről diffúz módon visszaverődő és a szemünkbe jutó fénysugarak spektrumától (hullámhossz szerinti intenzitás eloszlásától) függ. A fafajra jellemző színt a járulékos anyagokban lévő kromofor szerkezetek alakítják ki, melyek elektronjait a fény energiája gerjeszteni tudja, és ezáltal fény elnyelésére képesek [Németh 1998]. Ezek nagy fokú érzékenysége a felelős a színváltozásért is. Az akác fája járulékos anyagaiban jelentős mennyiségben tartalmaz színképző vegyületeket (robinetin, kvercetin). Gőzölés hatására színe jelentősen sötétedik, és vörös felé tolódik. A trópusi fák felhasználásával kapcsolatos ellenállás megnövelte az akác szerepét, mivel gőzöléssel azokhoz hasonló szín érhető el. Természetes állapotában az akác faanyagának színe a sárgás-szürkétől a zöldes-sárgáig tág határok között változik (1. ábra), s ez az inhomogenitás egy mintán belül is megfigyelhető. A gőzölés további fontos eredménye a faanyag színének homogenizálódása. A korábbi kutatások elsősorban a gőzölés fizikai-mechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatásával foglalkoztak, a színváltozás vizsgálata csak az utóbbi évek kutató munkájára jellemző, hiszen ehhez megfelelő berendezés, és a faanyag színezetét egzakt módon megjelenítő számítógépes szoftver szükséges.

1.ábra A natúr akác faanyagának színbeli változatossága A gőzölés hatásosságát a gőzölési hőmérséklet és az időtartam határozza meg. A hőmérséklet rendkívül fontos tényező nemcsak a színváltozás, hanem a gőzölőben uralkodó nyomás szempontjából is. A nyomást meghatározó szerepéből kifolyólag határt kell húznunk az atmoszférikus nyomás alatti, és az azt meghaladó hidrotermikus kezelés között.

– 219 –

Molnár és munkatársai [Molnár S. 1979; Kovács I.-Molnár S. 1980; Molnár S. és munkatársai 1994; Molnár S. és munkatársai 1998] akác gőzöléssel kapcsolatos kísérleteket végeztek, melyek során a faanyag műszaki tulajdonságait vizsgálták. A gőzölés színváltoztató hatásának leírásával először a magyar szakirodalomban találkozunk. Dessewffyné (1964) és kollégái a Faipari Kutató Intézetében a gőzölésnek az akác faanyag fizikai-mechanikai tulajdonságaira gyakorolt hatásával foglalkoztak. Gőzölés hatására bekövetkező színváltozás objektív mérésével először Stubenvoll (1988) munkájában találkozhatunk. Tolvaj (1989, 1992) az akác és a bükk 90oC-os hőmérsékleten történő gőzölés hatására bekövetkező színváltozást vizsgálta. Tolvaj és Faix (Tolvaj L. 1994; Tolvaj L.-Faix O. 1996) akác, nyár, lucfenyő, erdei fenyő és vörösfenyő 90oC-os gőzölés során bekövetkező színváltozását vizsgálták a CIELABrendszerben. A gyakorlatban elsősorban élőnedves, vagy ehhez közel álló nedvességtartalmú faanyagot gőzölnek. A faanyag körüli telített gőztér elsősorban a vízvesztés megakadályozását szolgálja. Az elszíneződés sebességét és mértékét döntően az alkalmazott hőmérséklet határozza meg (Horváth Sz. E. 2000; Horváth Sz. E.-Varga D. 2000). Magasabb hőmérsékleten a termikus folyamatok felgyorsulnak, így intenzívebb lesz a színváltozás. A gőztelítettség kritériuma a megfelelő nyomás meglétét is megköveteli. A CIELAB objektív színmérő rendszer A CIELAB-színingertér minden egyes színingerhez egy pontot rendelt az L*, a*, b* térbeli derékszögű koordinátarendszerben, ezeket színkoordinátáknak nevezzük [Lukács Gy. 1982]. Az a* tengely pozitív irányban a vörös, negatív irányban a zöld színezetet jelenti, a b* tengely pozitív irányban a sárgát, negatív irányban a kéket. Az a*, b* tengelyekre merőlegesen helyezkedik el az L* tengely, amelyen a színinger világosságát ábrázoljuk. Meghatározásukhoz az alapot a méréssel megállapított X, Y, Z színinger-összetevők adják [Lukács 1982], amelyekből a színkoordináták a következő összefüggésekkel számíthatók: a* = 500 [(X/X0)1/3- (Y/Y0)1/3] b* = 200 [(Y/Y0)1/3- (Z/Z0)1/3] L* = 116 (Y/Y0)1/3 - 16 ahol: X,Y, Z – a vizsgált anyag színinger-összetevői, X0, Y0, Z0 – a fehér etalon színinger-összetevői.

– 220 –

A 95°C, 105°C, 115°C hőmérsékleteken végzett gőzölési kísérletek eredményei Vizsgálatainkhoz a rosttelítettségi állapothoz közeli, 20-30 % nettó nedvességtartalmú, fahibáktól mentes mintákon (a továbbiakban „nedves” próbatest) kívül szárított, 12-14 % nettó nedvességtartalmú próbatesteket (a továbbiakban „száraz” próbatest) is gőzöltünk. A vizsgálati anyagok kialakított mérete 240x60x30 mm volt. A mintákat középen keresztben elvágtuk, s a megfelelő jellel elláttuk: egyik felét kezeletlenül mértük (etalon darabok), a másik felét gőzöltük. Az atmoszférikus nyomáson végrehajtott gőzöléshez a mintákat zárt exikátorban, vízréteg felett helyeztük el. A túlnyomásos gőzöléshez nyomástartó edényt használtunk, a gőztelítettség kritériumát szintén vízréteg biztosította. A klímakamra hőmérsékletét egy kontakthőmérővel vezérelt automatika segítségével a kívánt értékre beállítottuk. A felfűtés 6 órát vett igénybe, a gőzölési időt a kívánt hőmérséklet elérésétől számítottuk. A gőzölési eljárást három hőmérsékleti értéken, 95, 105, 115oC-on, 100 %-os relatív légnedvesség mellett végeztük el. A gőzölési idő (a mintadarabok gőztérből történő kivétele) gőzölési hőmérsékletenként eltérő volt, mivel magasabb hőmérsékleten a termikus folyamatok felgyorsulnak. 95oC-on 1; 2; 4; 6; 9; 12; 15; 18; 22 nap, 105oC-on 0,5; 1; 1,5; 2; 3; 4; 5; 6 nap, 115oC-on 0,25; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6 nap időpontokban vettünk ki mintákat. A gőzölt faanyagot ezután egy hónapig szobahőmérsékleten tároltuk, majd a színmérés előtt körfűrész géppel hosszában félbevágtuk. Az így kialakított friss felületet használtuk fel a színmérés során. A színmérés eszköze a spektrofotométer, amely a spektrálisan felbontott optikai sugárzás intenzitásának mérésére alkalmas. A faanyag vonatkozásában a fény reflexiós tulajdonságai érdekesek, így a fa színének mérése tekintetében a reflexiós spektrofotometriát alkalmazzuk. Ezzel a módszerrel a fa felületéről visszavert fény intenzitását mértük a hullámhossz függvényében. A méréseket MINOLTA 2002 típusú színmérővel végeztük. A reflektancia spektrumot 400-700 nm-es tartományban mértük. Az L*, a*, b* színkoordinátákat a gép a D65 fényforrás alapján számolta. Az adatok további feldolgozása számítógépen, az erre a célra szerkesztett program segítségével történt. Vizsgálataink eredményeit az a*-idő, b*-idő, illetve L*-idő diagramok mutatják. Az a*-idő diagramokról leolvasható, hogy a kezdeti gyors színezetváltozás után a vörös tartalom nem változik jelentős mértékben. Minél magasabb a gőzölési hőmérséklet, annál gyorsabban megy végbe a kezdeti változás. A b* koordináta (sárga tartalom) változása már nem ilyen gyorsan megy végbe, inkább egy fokozatos, lassú változás figyelhető meg. Az L*-idő diagramok a világosság eleinte gyors, majd egyenletes csökkenéséről tanúskodnak, fokozatosan közelítve egy állandó értékhez. A diagramokon üres körrel jeleztük a nedves mintákat, teli négyzettel a száraz mintákat ábrázoló színpontokat. A 2.a. ábra a vörös tartalom időbeli változását szemlélteti 95oC-os gőzölés esetében. Látható, hogy a kezeletlen minták színpontja mind a nedves, mind a száraz próbatest esetében közel azonos helyre esik, tehát a vörös színezet szempontjából nagy különbség nem volt a két faanyag színe között. Ez a tendencia megfigyelhető a folyamat további részében is, hiszen a két pontsorozat szorosan egymás mellett halad. A kisebb ingadozásoktól eltekintve az a* koordináta értéke 4-6 nap alatt állandó értékre áll be, tehát a vörös színezet szerepe ezután háttérbe szorul.

– 221 –

10

a* (vörös tartalom)

9 8 7 6 5 4

nedves

3

száraz

2 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

Gőzölési idő (nap)

2.a. ábra Az a* (vörös színezet) változása a száraz és a nedves állapotban 95°C-on gőzölt akác faanyag esetében

11

a* (vörös tartalom)

10 9 8 7 6 5

nedves

4

száraz

3 0

1

2

3

4

5

6


2.b. ábra Az a* (vörös színezet) változása a száraz és a nedves állapotban 105°C-on gőzölt akác faanyag esetében A görbék hullámzása azzal magyarázható, hogy a minták eredeti színe nem volt egyforma, tehát a minták színváltozása nem azonos szintről indult. Ugyanez a jelenség figyelhető meg a 105oC-os kezelés során is (2.b. ábra) azzal a különbséggel, hogy az állandó a* értéke már 2 nap alatt elérhető.

– 222 –

10 a* (vörös tartalom)

9 8 7 6 5 4

nedves

3

száraz

2 0

1

2

3

4

5

6


2.c. ábra Az a* (vörös színezet) változása a száraz és a nedves állapotban 115°C-on gőzölt akác faanyag esetében Most figyeljük meg e hőmérsékleten is a nedves és száraz minták pontsorozatának viszonyát! Az etalon minták helyzete itt fordított: a száraz próbatest színpontja valamivel a nedves minta színpontja alatt helyezkedik el. Ez nem túl nagy távolság, de a folyamat gyors szakaszára (az első 2 nap) döntő hatással van. A nedves minták pontsorozata itt is meredekebben fut felfelé csakúgy, mint a 2.a. ábrán, de mivel kiinduláskor a pontok helyzete fordított, ezért itt a két pontsorozat nem keresztezi egymást, hanem egyre távolabb kerül egymástól. A meredek szakasz után a pontok közel kerülnek egymáshoz, és a folyamat további részében szorosan együtt futnak értéküket nem változtatva. Hasonló megállapítások tehetők a 115oC-os hőmérsékleten végrehajtott gőzölés a*-idő diagramjára is (2.c. ábra). A két etalon minta vörös tartalma megegyezik, de a nedves minták pontsorozata itt is meredekebben fut. A gyorsan növekvő szakasz mindössze 1 napig tart, a folyamat további részében egy enyhén csökkenő tendencia jellemző, de a nedves és száraz pontsorozat együtt fut. A három ábrát összevetve megállapítható, hogy a színezet eltolódása relatív, minél magasabb az etalon vörös tartalma, annál magasabb a maximálisan elérhető érték, illetve az eljárás végén kialakuló színezet. Egyik hőmérsékleten sincs lényeges eltérés a száraz és a nedves minták vörös színezetének változásában. Tekintsük most a b*-idő diagramokat (3.a., 3.b., 3.c. ábrák). A sárga tartalom változása alapvetően három szakaszra bontható. A hőmérséklet emelkedésével ez a három szakasz egyre jobban összeolvad, a határvonalak mindinkább elmosódnak, így a részfolyamatok 95oC-os hőmérsékleten figyelhetők meg legjobban. A kezdeti egy napos szakaszban a sárga tartalom nem változik döntő mértékben, ezután viszont (ez a második szakasz) egy erőteljes csökkenés jelentkezik, mely a hőmérséklet növekedésével egyre gyorsabban következik be. 95oC-on ez a tartomány 1-9 napig, 105oC-on 1-6 napig, 115oC-on 0,5-3 napig tart. A harmadik szakaszban a sárga tartalom már nem változik döntő mértékben, a pontsorozat futása ellaposodik.

– 223 –

b* (sárga tartalom)

Mindhárom diagramnál megfigyelhető az az érdekesség, hogy a száraz mintákhoz tartozó pontsorozat keresztezi a nedves minták színpontjait. A hőmérséklet emelkedésével ez a jelenség egyre korábban következik be (95oC-on a 10. nap körül, 105oC-on a 3. napnál, 115oC-on már 1,5 nap után). Ennek azonban gyakorlati jelentősége nincsen, hiszen a két pontsorozat kis különbséggel egymás mellett fut, így a sárga tartalom szempontjából szintén nincs jelentősége a faanyag induló nedvességtartalmának.

34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10

nedves száraz

0

2

4

6

8 10 12 14 Gőzölési idő (nap)

16

18

20

22

3.a. ábra A b*(sárga színezet) változása a száraz és a nedves állapotban 95°C-on gőzölt akác faanyag esetében

30


28

nedves

26

száraz

24 22 20 18 16 14 12 10 0

1

2

3

4

5

6


3.b. ábra A b*(sárga színezet) változása a száraz és a nedves állapotban 105°C-on gőzölt akác faanyag esetében

– 224 –


35 nedves

30

száraz

25 20 15 10 5 0

1

2

3

4

5

6


3.c. ábra A b*(sárga színezet) változása a száraz és a nedves állapotban 115°C-on gőzölt akác faanyag esetében

L* (világosság)

A hidrotermikus nemesítés során bekövetkező színváltozást legjobban a világosságváltozással lehet jellemezni. Ehhez nyújtanak információt az L*-idő diagramok (4.a., 4.b., 4.c. ábrák). Az ábrák összevetésével megállapítható, hogy a folyamat két részre bontható. A kezdeti stádium egy viszonylag gyors világosságcsökkenés. A változás sebessége a gőzölési hőmérséklettől függ. 95oC-os hőmérsékletet alkalmazva ez a szakasz nagyjából a 12. napig tart. 105oC-on 5-6 nap, 115oC-on pedig mindössze 3-4 nap elegendő. A kezdeti gyors világosságcsökkenés egy állandó érték felé tart, s ez az érték annál kisebb, minél kisebb az induló világosság érték.

80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30

nedves száraz

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22


4.a. ábra A világosság változása a száraz és a nedves állapotban 95°C-on gőzölt akác faanyag esetében – 225 –

L* (világosság)

80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30

nedves száraz

0

1

2

3

4

5

6


L* (világosság)

4.b. ábra A világosság változása a száraz és a nedves állapotban 105°C-on gőzölt akác faanyag esetében

80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30

nedves száraz

0

1

2

3

4

5

6


4.c. ábra A világosság változása a száraz és a nedves állapotban 115°C-on gőzölt akác faanyag esetében Ha a diagramokat a minták nedvességtartalma szempontjából vizsgáljuk, megállapíthatjuk, hogy a világosság szempontjából nincs szerepe a nedvességtartalomnak, hiszen a pontsorozatok együtt futnak a gőzölés teljes időtartama alatt. Mindhárom diagram típusnál (a*-t, b*-t, L*-t) megállapítottuk, hogy az egyes színkoordináták az idő előrehaladtával telítődést mutatnak, a változás sebessége csökken. Ez a szubjektív megfigyelő számára azt jelenti, hogy a gőzölt minták színbeli, árnyalati differenciáltsága csökkenő mértékű.

– 226 –

Megállapítható, hogy a végső árnyalat szempontjából a leggyorsabb eredményt a 115oC-os gőzölés biztosítja, a folyamat gyorsasága miatt azonban nehezen kontrolálható, a köztes színárnyalatok nehezen biztosíthatók. A nedvességtartalom változása

Nedvességtartalom (%)

Kutatómunkánk során feltártuk, hogy a gőzölés folyamán, a telített vízgőzben levő száraz faanyag milyen mértékben vesz fel nedvességet. Megvizsgáltuk azt is, hogy a gőzölés közben felvett nedvességtartalom hogyan távolítható el anélkül, hogy a faanyagot ismét szárítási ciklusnak vetnénk alá. A vizsgálat során megmértük a próbatestek tömegét a gőzölés előtt és után, majd átlagos laboratóriumi körülmények között (20-22°C és 45% relatív páratartalom) tároltuk őket. A száradás során naponta végeztünk tömegmérést. A mérési eredményeket 95°-on gőzölt akác faanyag esetében az 1. táblázat és az 5. ábra tartalmazza. Az adatokból megállapítható, hogy a gőzölés során a faanyag 4-6 %-nyi nedvességet vesz fel, de azt az egyheti tárolás során mesterséges szárítás nélkül leadja. A gőz formájában a faanyagba kerülő nedvességtartalomnak a faanyaghoz való kötődésének módja további vizsgálatokat igényel. Ezek elméleti szempontból nagyon fontos vizsgálatok, eredményei jelen téma szempontjából nem lényegesek. A vizsgálatok alapján megállapítható, hogy a gőzölés során a száraz akác faanyag vesz fel vizet, de ez a víz nem kötődik erősen a faanyaghoz. Egyhetes tárolás során a faanyag „ megszabadul” a gőzölés során felvett vízmennyiségtől. A szárítás utáni gőzölés tehát nem igényel újabb mesterséges szárítást.

18 17 16 15 14 13 12 11 10 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11

Kezelési idő (nap) 5. ábra A nedvességtartalom változása a gőzölés (1-4. nap) és a száradás során, 95°C-on gőzölt akác faanyag esetében

– 227 –

1. táblázat A 4 napig 95°C-on gőzölt akác faanyag nedvességtartalmának meghatározását szolgáló tömegmérés adatai (abszolút száraz állapot, gőzölés előtti állapot és a gőzölést követő állapotok), és a száraz bázison számolt nedvességtartalmak értékei Minta Abszolút Eredeti Nedv. Gőzölés sorszáma száraz tömeg tart. utáni tömeg [g] % tömeg [g] [g]

Nedv. tart. %

1 nap utáni tömeg [g]

Nedv. tart. %


Nedv. tart. %


Nedv. tart. %


Nedv. tart. %

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

45,1 42,93 46,5 44,39 46,35 45,75 44,43 45,15 44,77 44,41

50,57 48,2 52,36 49,59 52,28 51,23 50,31 50,66 50,7 49,78

12,1 12,3 12,6 11,7 12,8 12,0 13,2 12,2 13,2 12,1

52,51 50,24 54,14 51,89 53,66 53,19 51,88 52,53 52,89 52,63

16,4 17,0 16,4 16,9 15,8 16,3 16,8 16,3 18,1 18,5

51,74 49,36 53,58 51,22 53,07 52,4 51,12 51,85 51,96 51,5

14,7 15,0 15,2 15,4 14,5 14,5 15,1 14,8 16,1 16,0

51,47 49,11 53,36 50,98 52,87 52,18 50,91 51,65 51,61 51,08

14,1 14,4 14,8 14,8 14,1 14,1 14,6 14,4 15,3 15,0

50,94 48,58 52,86 50,47 52,52 51,82 50,48 51,21 51,03 50,39

12,9 13,2 13,7 13,7 13,3 13,3 13,6 13,4 14,0 13,5

50,6 48,24 52,43 50,04 52,12 51,34 50,07 50,81 50,49 49,92

12,2 12,4 12,8 12,7 12,4 12,2 12,7 12,5 12,8 12,4

Átlag:

44,97

50,56

12,4

52,56

16,9

51,78

15,1

51,52

14,6

51,03

13,5

50,60

12,5

– 228 –

Következtetések Széles hőmérséklet tartományt megvizsgálva megállapítható, hogy a színváltozás erősen függ a hőmérséklettől és a gőzölés idejétől. Ezért a gőzölő berendezés hőmérsékletének konstans értéken tartására nagy figyelmet kell fordítani. A sötétebb árnyalatok eléréséhez a magasabb hőmérséklet javasolt, itt viszont a vörös árnyalatok egy része nem érhető el. 90oC alatti hőmérsékleten viszont szélesebb színezeti skála valósítható meg mérsékelt színbeli sötétedés mellett. A vizsgált hőmérséklet tartományban 6 napnál tovább nem érdemes az akác faanyagot gőzölni. A hőmérséklet növekedésével ez az időtartam rövidül, 115oC-on egy napra csökkenthető. A gőzölés során az akác faanyag kedvezőtlen zöldes-sárga színe esztétikus, barnás árnyalatúvá változik, és csökken a színbeli inhomogenitás. Telített vízgőz térben 95oC fölött nincs különbség a száraz és a nedves akác faanyag színváltozása között, tehát a száraz akác faanyag éppen olyan jól gőzölhető, mint a nedves. További előnyös tapasztalat, hogy az elért, végső szín nem korlátozódik bizonyos helyekre (felszín vagy belső rétegek), hanem a keresztmetszet teljes területére kiterjed. A másodlagos modifikáció veszélye nem áll fenn a további felhasználás során, s az alkalmazott kezelés egészségre egyáltalán nem ártalmas. 90°C

95°C

98°C

etalon 1 nap 2 nap 4 nap 6 nap 9 nap 12 nap 15 nap 18 nap 22 nap 6. ábra Az intézet által korábban végzett kísérletsorozat mintái jól szemléltetik a gőzölési idő és a gőzölési hőmérséklet (azaz a két meghatározó gőzölési paraméter) fontosságát A gőzölés képes csökkenteni a fehér akác faanyag színének heterogenitását. Ismerve az akác kiemelkedő mechanikai tulajdonságait, érdemes az esztétikai megjelenés kérdésére több figyelmet fordítani, mivel így jelentősen nőne piaci értékesíthetőségének lehetősége, felhasználási területeinek száma. – 229 –

Felhasznált irodalom 1. Dessewffy I-né (1964): Az akác anyagának hidrotermikus kezelése Kutatási jelentés, FAKI, 1964. 2. Horváth-Szováti E. (2000): Az akác faanyag gőzölése során bekövetkező színváltozás vizsgálata Doktori (Ph.D.) értekezés , NYME Sopron 2000. 3. Horváth-Szováti E., Varga D. (2000): Az akác faanyag gőzölése során bekövetkező színváltozás vizsgálata II. A 105, 110 és 115°C-on történő gőzölés eredményei, javaslat az ipari hasznosításra Faipar (4) 11-13 (2000) 4. Kovács I.-Molnár S. (1980): A gőzölés hatása az akác műszaki tulajdonságaira Az Erdő, 1980. március, 103-107. 5. Lukács Gy. (1982): Színmérés Műszaki Könyvkiadó , Budapest 1982, 125-262. 6. Molnár S. (1979): A természetes állapotú és hőkezelt akác mechanikai megmunkálásának főbb technikai és technológiai jellemzői Műszaki doktori értekezés, Sopron 1979. 7. Molnár S. és munkatársai (1994): Az akácfa hidrotermikus nemesítése atmoszférikus könnyűszerkezetes gőzölő kamrában Kutatási jelentés, EFE Faanyagismerettani Tanszék, 1994. 8. Molnár S. (1998): Die technischen Eigenschaften und hydrotermische Behandlung des Robinienholzes In:Die Robinie Rohstoff für die Zukunft (Erfahrungen und Forschungergebnisse), Redaktor: Molnár, S. Stiftung für die Holzwissenschaft, Budapest 1998, 50-63. 9. Németh K. (1998): A faanyag degradációja Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest 1998. 10. Stubenvoll A. (1988): A gőzölés hatása a fa színének alakulására Faipar 37 (1988)/1., 26-33. 11. Takáts P. (2000): Szárítás és gőzölés Egyetemi jegyzet, Sopron 2000.

– 230 –

12. Tolvaj L. (1989): Az akác gőzölés újabb kísérleti eredményei Faipar 38.(1989)/4.,119-120. 13. Tolvaj L. (1992): A diffúz reflexiós spektroszkópia alkalmazása a faanyagok felületén fény és termikus hatásokra bekövetkező változások vizsgálatakor Kandidátusi Értekezés, Sopron 1992. 14. Tolvaj L. (1994): A faanyag optikai tulajdonságai. (A faipari műveletek elmélete. Szerkesztette: Dr. Sitkei György) Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. 87-103 15. Tolvaj, L.-Faix, O. (1996): Modification of Wood Colour by Steaming ICWSF’96 Conf. (10-12 April, 1996) Sopron,10-19.

– 231 –

Új lehetőségek az akác faanyag hidrotermikus kezelésénél

Recommend Documents