znanje za prakso UDK: 630*852.3 lanek (Professional Paper Vzroki in prepre~evanje letvi~ne obarvanosti avtor prof. dr. @eljko Gori{ek, Biotehni{ka fakulteta, Oddelek za lesarstvo Uvod Dandanes vse pogostej{e zahteve trga po svetlej{ih vrstah lesa postavljajo v ospredje tudi problematiko obarvanja, ki se v najrazli~nej{i barvni intenzivnosti, raz{irjenosti in oblikah pojavlja najpogosteje v postopku su-{enja lesa. Mnogokrat vzroki izvirajo `e v nepravilni manipulaciji s hlodovino ali s sve`im `aganim lesom. V tem prispevku `elim opozoriti na obarvane lise na povr{ini lesa, ki potekajo pre~no na elemente na mestih, kjer so v postopku su{enja nale-gale distan~ne letvice. Obarvanje zato imenujemo letvi~na obarvanost ali progavost (ang. sticker stain; ali sticker shadow, nem. Lattenmarkierung). Vzroki obarvanja so lahko tako biotskega zna~aja, vendar obseg oku`be ni nikoli tolik{en, da bi vplival na zmanj{anje trdnosti lesa, kot abiotskega (sl. 1). Biotski ali abiotski izvor lo~imo s testom z oksalno kislino – abiotska obarvanja se razbarvajo, biotska pa ne. Obarvanje je na grobo obdelani povr{ini pogosto prikrito in se razlo~no po-ka`e na skobljani povr{ini. Metode prepre~evanja obarvanja zaradi biot-skih povzro~iteljev so `e znane, medtem ko so abiotska obarvanja, zaradi vzajemnega delovanja ve~ dejavnikov hkrati, {e nepojasnjena. Letvi~no obarvanost zasledimo tako na zra~no kot na tehni~no osu{enem lesu. V razli~nih letnih ~asih je intenzivnost in pogostost pojavljanja odvisna od klimatskih razmer, zato so tudi tveganja pri su{enju na prostem med letom razli~na. V tehni~nih postopkih su{enja na intenzivnost in raz{ir-jenost vplivajo su{ilni parametri, kot so ostrina su{enja, ki jo definirajo relativna zra~na vla`nost in temperatura, su{ilna hitrost, lesna vla`nost in ~as su{enja. Pogosto lahko vzroke obarvanja pripi{emo trajanju in na~i-nu manipulacije z lesom pred izvajanjem su{ilnega postopka in ne pogojem su{enja. V praksi uporabljeni standardni programi su{enja ne vklju~ujejo osnovnih na~el su{enja svetlih lesov, na katerih se letvi~na obarvanost tudi najpogosteje pojavi. Programe (re-`ime) moramo zato prilagoditi posameznim specifi~nim zahtevam, seveda pa mora tudi tehni~na izvedba su{ilnih komor omogo~iti izvajanje in doseganje predpisanih su{ilnih parametrov (npr. v praksi se mnogokrat pojavijo te`avne pri doseganju nizkih relativnih zra~nih vla`nosti na za~et-ku su{enja sve`ega lesa). Osnove sušenja svetlih lesov Visoka vlažnost lesa zagotavlja dokaj dobro zaščito pred biotskimi in abi-otskimi vzroki obarvanj, zato uvrščamo hranjenje lesa v vodnih bazenih in škropljenje med preventivne mere zaščite. Zelo velika nevarnost nastopi, ko se iz lumnov začne izločati prosta (kapilarna) voda (pod lesno vlažnostjo pribl. U = 60 %), vzporedno pa narašča delni tlak kisika. S počasnim sušenjem pri temperaturah t = 30 do 50 °C so ustvarjeni optimalni pogoji za sprožitev kemičnih procesov, ki vodijo do formiranja obarvanih produktov. Kemične postopke obarvanja uvrščamo med encimatsko oksi-dativne reakcije naravnih snovi, ki so v lesu. Največja aktivnost se izkazuje v območju nasičenja celičnih sten. Nevarnost obarvanja pa obstaja še tudi pri relativno nizkih lesnih vlažnostih (po nekaterih avtorjih celo do vlažnosti 15 %). Različni postopki kemične zaščite so dokaj neučinkoviti (ne dovolj globoka penetracija v les) ali pa so cenovno nesprejemljivi. Intenzivnost in razširjenost obarvanja v sušilnem postopku je največja pri dolgotrajnem sušenju z nizko ostrino sušenja. Ker distančne letvice na mestih naleganja na les zavirajo sušenje s površine, so na teh mestih vzpostavljeni pogoji za nastanek obarvanja še bolj poudarjeni. V sušilnem postopku moramo zato preprečiti: • visoko relativno zračno vlažnost predvsem na začetku sušenja, • nizke hitrosti kroženja zraka in dolge prehode zraka skozi široke zložaje, • dolgotrajne postopke taljenja in • dolgotrajnejše sušenje na prostem Les 53(2001) 3 znanje za prakso v meglenih, vla`nih in toplih razmerah. Vpliv relativne zra~ne vla`-nosti, temperature in hitrosti kro`enja zraka na obarvanje Vidimo, da med najpomembnej{e dejavnike obarvanja med su{ilnim postopkom {tejemo relativno zra~no vla`nost, hitrost kro`enja zraka in temperaturo su{enja. Relativna zra~na vla`nost Na za~etku su{ilnega postopka, ko les vsebuje {e veliko proste vode, je re- lativna zra~na vla`nost oziroma psi-hrometrska razlika poleg hitrosti kro-`enja zraka najpomembnej{i dejavnik, ki vpliva na ~as su{enja. Zato ji velik pomen pripisujemo tudi pri pojavu obarvanja in letvi~ne progavosti. Za ve~ino svetlih lesov je primerno, da pri~nemo su{enje z visoko psihro-metrsko razliko (5,5 °C), ali ekvivalentno relativno zra~no vla`nostjo j = 65 %, vendar z nizko temperaturo (do t = 30 °C). Te`ave doseganja visoke psihrometrske razlike v praksi niso v nastavitvi parametrov, temve~ v njihovem doseganju v komori. Hitrost kroženja zraka Hitrost kroženja zraka je drugi najpomembnejši parameter, ki vpliva na hitrost sušenja svežega lesa. Manjša hitrost zraka na vstopu v zložaj ali njegova dolga pot skozenj vpliva na hitrejše navlaževanje in zmanjšanje sposobnosti sušenja. Zagotoviti moramo hitrejši tok zraka ali večkratno vmesno rekondicioniranje. Temperatura sušenja Pri visokih začetnih vlažnostih lesa je direktni vpliv temperature na hitrost sušenja minimalen, vendar pa lahko v toplem in vlažnem vremenu povzroči veliko težav, pri doseganju dovolj nizke relativne zračne vlažnosti oziroma visoke psihrometrske razlike. Velik je tudi vpliv temperature na hitrost kemičnih procesov, ki vodijo do obarvanih produktov, zato sušimo pri čim nižjih. Kritične faze predelave Zaradi velikega števila dejavnikov, ki vplivajo na pojav letvične obarvanosti ali drugih obarvanj, je potrebno ustrezne mere zaščite opravljati v vseh fazah predelave: • že pri poseku drevesa in med skladiščenjem hlodovine, • pred razžagovanjem, • posebno še med letvičenjem zložajev in njihovo manipulacijo ter • med izvajanjem sušilnega postopka. Praktične aktivnosti preprečevanja obarvanja V praksi sušenja lahko z mnogimi aktivnostmi zmanjšamo tveganje nastanka obarvanj in tudi letvične obarvanosti. Med njimi so najpomembnejše: • Med toplim vremenom sveže posekane hlodovine ne smemo skladiščiti več kot 2 tedna. iJ2LeS 53(2001) 3 znanje za prakso • Žagan les moramo v toplih dneh čim hitreje letvičiti. Tveganje se močno poveča pri zadrževanju nenaletvičenega lesa več kot 12 ur. • Uporabljamo distančne letvice, osušene na vlažnost 8 do 10 %. • Široke letvice zmanjšujejo aktivno površino izhlapevanja, zato naj njihova širina ne bi presegala 38 mm. m Da bi zmanjšali stično površino, uporabljamo perforirane letvice (si. 2). Perforacija je lahko vzdolžna (utor po celotni dolžini letvic), prečna ali poševna. V uporabi se pojavljajo tudi lesene letvice v kombinaciji s plastičnimi masami, lamelirane letvice ali celo kovinske (najpogosteje aluminijske), ki jih pa ne smemo uporabljati za letvičenje lesnih vrst, ki vsebujejo tanine (temni črnilasti madeži!) • Učinkovito, vendar časovno in delovno potratno, je tudi ponovno letvičenje zložajev vsakih 7 do 10 dni z novimi suhimi distančnimi letvicami, postavljenimi na drugih mestih. • Pri vlažnostih lesa nad 20 % moramo preprečiti navlaževanja lesa zaradi meteornih padavin, še posebno pri visokih zunanjih temperaturah. • Na začetku sušenja svežega lesa moramo v sušilnih komorah zagotoviti dovolj visoko psihrometrsko razliko, ki zagotavlja sušenje pri relativni zračni vlažnosti pribl. 65 %. • Zložaje oblikujemo tako, da njihova širina ne preseže 5 m. m V sušilni komori moramo pri prehodu skozi zložaj zagotoviti hitrost zraka vsaj 2,5 m/s. • Pri sušenju svežega lesa napolnimo komoro z manjšo količino svežega lesa, če naprave ne zagotavljajo doseganja ustreznih prametrov sušenja -predvsem dovolj nizke relativne zračne vlažnosti. Po 12 do 36 urah komoro dopolnimo. • V komorah, ki imajo vgrajene reverzibilne ventilatorje, pogosteje spreminjamo smer vrtenja kot pri standardnih programih (vsaj na 2 uri). • Les, ki ga želimo sušiti na prostem, postavimo na odprt, zračen prostor, da zagotovimo čim boljše prevevanje zraka. • Nevarnost obarvanja je tudi mnogo manjša, če zamrznjen ali zasnežen les očistimo, kot da odmrzujemo v komori pri visokih relativnih zračnih vlažnostih. • Ker se lahko obarvanje pojavi tudi med izenačevanjem in kondicioniranjem (dodatno navlaževanjel), naj bosta obe fazi čim krajši, zato pa moramo zagotoviti izenačene pogoje že med samim sušilnim postopkom. • Temperature sušenja lahko presežejo 70 °C izjemoma le na koncu sušenja (pod lesno vlaž- Slika 2. Perforirane distan~ne letvice, ki zmanj{ujejo tveganje nastanka letvi~ne obarvanosti Literatura Gori{ek, @. 1995. Problematika obarvanja lesa v procesu su{enja. Les, 4 7, 7/8 s. 228-230. Koch, G.; Bauch, J.; Puls, J.; Schwab, E.; Welling, J. 2000. Vorbeugung gegen Verfärbungen von Rotbuche. Holz-Zentralblatt, 126, 6, s. 1-6. Kreber, B.; Haslett, A. N. 1997. A study of some factors promoting kiln brown stain formation during the drying of radiata pine. Holz als- Roh- und Werkstoff, 55, 4, s. 215-220. Stra`e, A. 2000. Vpliv su{ilnih parametrov na hitrost in intenzivnost obarvanja jesenovine in bukovine. Oddelek za lesarstvo, Biotehni{ha fakulteta, Univerza v Ljubljani. 74 str. Welling, J; Wöstheinrich, A. 1995. Reduzierung von Verfärbung durch Heissdampf-Vakuumtrocknung. HolzZentralblatt, 121, s. 145-150. Wengert, E. 1999. Causes and cures for stains in dried lumber. The school of natural resources. Department of forestry. Ontario. s.1-6 nostjo U = 15 %) in pri izenačevanju in kondicioniranju. Pri sušenja svežega lesa temperatura ne sme preseči 25 do 30 °C. • Predhodno osušeni les na prostem ali v predsušilnih komorah moramo sušiti s programi z nizkimi temperaturami. • Pri sušenju barvno občutljivih lesnih vrst poostrimo kontrolo s povečanjem števila sledilnih vzorcev, ki pa jih moramo namestiti na ustrezna mesta. • Obarvanju se tudi izognemo z različnimi tehničnimi postopki sušenja, ki zagotavljajo hitro sušenje (visokofrekvenčno sušenje) ali sušenje ob zmanjšanem delnem tlaku kisika (vakuumsko sušenje) ali v inertni atmosferi (npr. dušikovi). Sklep Najučinkovitejši postopek preprečevanja obarvanja in s tem tudi letvične obarvanosti ni izključno vezan le na pravilno izvajanje sušilnega postopka ampak je potrebno izvajati ustrezne zaščitne postopke že od samega poseka lesa. Zelo jasen in kratek napotek preprečevanja napake pa je: hitro sušenje lesa pri nizkih temperaturah. Les 53(2001) 3