انجمن علوم و صنایع چوب و کاغذ ایران مجله صنایع چوب و کاغذ ایران 2008-9066 15 3 2024 12 21 Effects of wood drying in a radio frequency/vacuum kiln in comparison with a conventional kiln on the properties of thermowood اثرات خشک‌کردن چوب در کوره رادیوفرکانس/خلاء در مقایسه با کوره هوای گرم بر ویژگی‌های ترمووود 255 266 719821 10.22034/ijwp.2024.2029106.1665 FA نوید شریفی گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، ایران علیرضا نیکوتدبیر دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی 0000-0002-4703-7404 اصغر طارمیان گروه مهندسی علوم و صنایع چوب و کاغذ 0000-0002-0925-7465 Journal Article 2024 05 15 <strong>Problem definition and objectives: </strong>Among the various methods of thermal modification of wood, the modification process in the steam environment under the trade name "Thermowood" is the most common method. Dry wood or wet wood can be used as a raw material to produce Thermowood, but due to economic and technical reasons such as the occurrence of surface cracks during drying at high temperature, dried wood is usually used as consumable wood.  In the Thermowood production process, the method adopted to dry the used wood is often not considered and only the moisture content of the dried wood is controlled before loading the wood into the Thermowood kiln, while the quality characteristics of the Thermowood may be affected by the dring method. <strong>Methodology: </strong>In this research, Scots pine wood (Pinus sylvestris) dried by different methods was used to produce Thermowood. Scots pine is the most commonly used wood for Thermowood production in Iran. The drying operation was carried out in three ways: 1- Radio frequency/vacuum kiln with a capacity of 14 cubic meters and a frequency of 50 MHz, a power of 100 kW and a maximum temperature of 65 °C; 2-Conventional kiln at low temperature (50°C) and relative humidity of about 50% and 3- Conventional kiln according to a drying schedule in 20 steps with a maximum temperature of 71°C. Thermal modification was performed at 212°C for 3 hours and Thermowood type D was produced. The wood samples were subjected to various tests after thermal modification and conditioning in a climate room (temperature 20°C and relative humidity 65%).  The physical properties (color, equilibrium moisture content and dimensional swelling), mechanical and weathering resistance of Thermowood samples were measured. Colorimetry of samples was done based on CIE-Lab system. The equilibrium moisture content and volumetric swelling of the samples were measured in two ranges of relative humidity 60% and 90% and temperature 20°C. Mechanical tests including compression strength parallel to the grain, impact resistance and modulus of rupture of the samples were measured. Accelerated weathering test was performed using Gardner weathering machine for 750 hours and after weathering, the intensity of color change of the samples and surface cracking were measured. <strong>Results: </strong>The results showed that the impact resistance of Thermowood produced from wood dried in a conventional kiln at low temperature compared to the other two methods showed an average increase of 60%, but its modulus of elasticity was 22% lower. Usually, incorrect Thermowood production process leads to a reduction in impact resistance beyond the permissible limit; therefore, measuring this type of resistance is an important parameter for quality control of the thermally modified wood. No significant difference was observed in the physical characteristics, resistance to weathering, bending strength and compression strength parallel to the grain, among Thermowood samples. <strong>Conclusion</strong>: In general, it can be concluded that the equilibrium moisture content and dimensional stability of Scots pine Thermowood type D are not affected by the method of drying the wood before loading it in the Thermowood kiln, but some its mechanical properties such as impact resistance and modulus of elasticity depend on the applied drying method. Considering the different drying behavior of wood species, it is suggested to investigate the effect of the drying method of each wood species on the quality characteristics of thermally modified wood, separately. <strong>بیان مساله و اهداف: </strong>در بین روش­های مختلف اصلاح حرارتی چوب، فرایند اصلاح در محیط بخارآب تحت عنوان تجاری "ترمووود" رایج­ترین روش محسوب می­شود. برای تولید ترمووود می­توان از چوب خشک یا چوب خیس به عنوان ماده اولیه استفاده کرد ولی به دلایل اقتصادی و فنی مانند وقوع ترک‌های سطحی طی خشک­کردن در دمای بالا، معمولاً از چوب خشک‌شده به عنوان چوب مصرفی استفاده می‌شود. در فرایند تولید ترمووود، اغلب به روش اتخاذ شده برای خشک­کردن چوب مصرفی توجه نمی­شود و صرفاً رطوبت چوب خشک‌شده، قبل از بارگذاری چوب در کوره ترمووود کنترل می‌شود، در حالی که ویژگی­های کیفی ترمووود ممکن است متاثر از روش خشک کردن چوب مصرفی باشد. <strong>مواد و روشها: </strong>در این پژوهش، از الوارهای کاج جنگلی Pinus sylvestris)) خشک شده با روش­های مختلف برای تولید ترمووود استفاده شد. گونه کاج جنگلی متداول­ترین چوب مصرفی برای تولید ترمووود در ایران است. عملیات خشک­کردن به سه روش انجام شد: 1- کوره رادیو فرکانس/خلاء به ظرفیت 14 مترمکعب و با فرکانس 50 مگاهرتز، توان 100 کیلووات و حداکثر دمای 65 درجه سانتی‌گراد؛ 2-کوره هوای گرم در دمای کم (50 درجه سانتی‌گراد) و رطوبت نسبی حدودا 50 درصد و 3-کوره هوای گرم مطابق یک برنامه در 20 گام با حداکثر دمای 71 درجه سانتی‌گراد. عملیات اصلاح حرارتی در دمای 212 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ساعت انجام شد و ترمووود نوع D تولید شد. نمونه‌های چوب پس از اصلاح حرارتی و متعادل‌سازی در شرایط کلیما (دمای 20 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 65 درصد) مورد آزمون­های مختلف قرار گرفتند. ویژگی­های فیزیکی (رنگ، رطوبت تعادل و واکشیدگی ابعاد)، مکانیکی و مقاومت به هوازدگی نمونه­های ترمووود اندازه­گیری شد. رنگ‌سنجی نمونه‌ها بر اساس سیستم CIE-Lab انجام شد. رطوبت تعادل  و واکشیدگی حجمی نمونه‌ها در اتاق کلیما در دو دامنه رطوبت نسبی 60 و 90 درصد و دمای 20 درجه سانتی‌گراد اندازه­گیری شد. آزمون‌های مکانیکی شامل مقاومت فشار موازی الیاف، مقاومت به ضربه و مقاومت خمش استاتیکی نمونه­ها اندازه­گیری شد. آزمون هوازدگی تسریع شده با استفاده از دستگاه هوازدگی گاردنر برای مدت 750 ساعت انجام شد و پس از هوازدگی شدت تغییر رنگ نمونه­ها و ترک خوردگی سطحی اندازه گیری شد. <strong>نتایج: </strong>نتایج نشان داد که مقاومت به ضربه ترمووود تولید شده از چوب خشک‌شده در کوره هوای گرم در دمای کم در مقایسه با دو روش دیگر به طور متوسط 60 درصد افزایش نشان داد ولی مدول الاستیسیته آن 22 درصد کمتر بود. معمولاً عدم رعایت اصول صحیح فرآیند تولید ترمووود  منجر به تنزل بیش‌ازحد مجاز در مقاومت به ضربه شود؛ بنابراین، اندازه‌گیری این نوع مقاومت، پارامتر مهمی برای کنترل کیفیت چوب اصلاح حرارتی شده محسوب می‌شود. تفاوت معنی­داری در ویژگی­های فیزیکی، مقاومت به هوازدگی، مقاومت خمشی و فشار موازی الیاف بین نمونه­های ترمووود مشاهده نشد. <strong>نتیجه ­گیری: </strong>در مجموع می‌توان نتیجه‌گیری کرد که رطوبت تعادل و پایداری ابعاد ترمووود نوع D کاج جنگلی متأثر از روش خشک‌کردن چوب قبل از بارگذاری آن در کوره ترمووود نیست ولی مقدار برخی مقاومت‌های مکانیکی آن مانند مقاومت به ضربه و مدول الاستیسیته بسته به روش خشک­کردن چوب متفاوت بود. با توجه به رفتار خشک­شدن متفاوت گونه­های چوب، پیشنهاد می­شود اثرگذاری روش خشک­کردن هر گونه چوبی بر ویژگی­های کیفی چوب اصلاح حرارتی شده به طور مجزا بررسی شود. https://www.ijwp.ir/article_719821_83b1574cf14c273eab13202eacef513d.pdf