Prozess-Optimierung

Wesentliche Parameter für die Steuerung der Trocknungsvorgänge von Schnittholz sind die Materialeigenschaften. In der Praxis gibt es jedoch bei technologischen Vorgängen und industriellen Verfahren Wechselbeziehungen zwischen Material und gewählten Einstellungen, welche die Ergebnisse deutlich beeinflussen. So sind die Anlagentechnik und eine entsprechende Prozesssteuerung von großer Bedeutung, wobei Letztere direkt durch den Trocknungsmeister beeinflusst werden kann.

Von den Betrieben der Holzindustrie werden hohe Anforderungen an die Trocknungsqualität gestellt. Verdrehungen, Rissbildungen und unerwünschte Verfärbungen treten häufig als Problemstellungen auf. Besondere Beachtung wird auf eine möglichst gleichmäßige Trocknung und geringe Streuung der Endfeuchte gelegt, wobei nach kaufmännischem Denken vor allem die Wirtschaftlichkeit und ein geringer Energiebedarf im Vordergrund stehen.

Verbesserung der Prozesstechnologie

Eines der Ziele für Wood K plus ist die Optimierung von Trocknungsprozessen. Beruhend auf Analysen der hydrothermischen Behandlung und des Stofftransportes bei der Massivholztrocknung werden die Vorgänge erforscht. Zur Optimierung der Trocknungsprozesse werden Simulationen für Nadel- und Laubschnittholz-Trocknungen entwickelt. Des Weiteren wird der Einfluss der Holzanatomie auf die Trocknungsgeschwindigkeit von Schnittholz analysiert. Vor dem Hintergrund verkürzter Trockenzeiten werden auch die erzielte Holzfarbe und das Auftreten von Trocknungsrissen untersucht. Die Erkenntnisse aus den Projektarbeiten der angewandten Forschung werden direkt an die Holzindustrie weitergegeben.

Forschungsbedarf bei Messmethodik

Ein weiterer Ansatz von Wood K plus bezieht sich auf die Messmethodik bei der Holztrocknung. Vielerorts werden heute in Trockenkammern nach wie vor Psychrometer eingesetzt. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich besonders bei der Trocknung mit niedrigen Temperaturen - wie es bei wertvollen Laubhölzern notwendig ist - bei höherem Trocknungsgefälle in der Endphase einer Trocknung durch die geringe Luftfeuchte Probleme mit Psychrometer-Messungen ergeben können. Die relative Luftfeuchte kann zu hoch angezeigt werden, wodurch der Prozess falsch gesteuert wird. Trocknungsfehler und hohe finanzielle Einbußen sind die Folge.

Exakte Messungen der physikalischen Größen sind für die Qualität der Trocknung eine Voraussetzung. Wood K plus führte verschiedene Versuche mit speziell ausgerüsteten Labortrockenanlagen durch. Dabei beschäftigt man sich mit der Herausforderung einer ausreichend milden Schnittholztrocknung bei geringer Temperatur und trotzdem hohen Trocknungsfortschritt.

Änderung der Holzfarbe

Mithilfe von Prozesstechnologien wie Trocknen oder Dämpfen und thermischer Modifikation kann die Holzfarbe gezielt verändert werden. In Projektarbeiten haben sich Verfahren zur thermischen Behandlung von Holz besonders bewährt.

Dunkle Farbtöne sind nach wie vor im Trend. Durch die Modifizierung von Schnittholz mittels thermischer Behandlung können heimische Holzarten wirtschaftlich dunkel gefärbt werden. Die Technologie und die Prozesse sind für die Industrie beherrschbar, sodass sich verschiedene Produkte mehr und mehr durchsetzen (zum Beispiel Thermoholz). Auch durch Trocknung und Dämpfung sowie andere mildere Behandlungen kann die Holzfarbe gezielt verändert werden.

So hat auch der Prozess des Räucherns mit neuen Erkenntnissen von Wood K plus wieder verstärkt das Interesse der Industrie geweckt. Durch die Behandlung mit Ammoniak können auf Wunsch sehr dunkle Holzfärbungen erzeugt werden. Es müssen aber durch den Einsatz der Chemikalie Ammoniak besondere Anforderungen an die Prozess-Sicherheit gestellt werden. Bislang wurde meist Eichenholz verwendet. Mit dem Verfahren lassen sich jedoch auch mit zahlreichen anderen Holzarten gute Ergebnisse erzielen.

Trocknung und Dämpfung, wie auch thermische Holzmodifikation, sind komplexe Vorgänge, die bis in die Holz-Mikrostrukturen erforscht werden. Bei den Grundlagenprojekten wird auch das Institut für Holzforschung der Universität für Bodenkultur Wien eingebunden. Wichtigster Industriepartner bei der Holztrocknung ist Mühlböck, Eberschwang, der auch den zur Verfügung stehenden Labortrockner hergestellt hat.