فرآیند ترمووود

فرآیند ترمووود

در فرآیند ترمووود, چوب را با بخار محافظت می کنند و سپس ترمو را از ١٣٠ تا ٢٣٠ درجه طی سه مرحله حرارت می دهند . اصلاح حرارتی چوب که بخار نقش حفاظتی مهمی بر تغییرات شیمیایی حاصله بر چوب تاثیر می گذارد و در نتیجه این روش محصولی به نام ترمووود که بسیار سازگار با محیط زیست نیز می باشد حاصل میگردد. در فرآیند ترمووود رنگ چوب تیره شده و خاصیت عایق حرارتی آن نیز افزایش می یابد.

چگونه عملیات اصلاح حرارتی و فرآیند ترمووود انجام می شود؟

۱٫ ابتدا چوب ترمو که از آسیاب اره گدشته است را در درون کوره مخصوص از ١٣٠ تا ٢٣٠ درجه سانتیگراد طی سه مرحله حرارت می دهند.

۲٫ افزایش دما در درون کوره، ساختار شیمیایی چوب را تغییر می دهد و در نتیجه خواص آن نیز تغییر می یابد که این تغییرات موجب افزایش مقاومت چوب می شود.

۳٫ تغییر رنگ چوب بر اثر حرارت بخار موجب می شود که اگر چوب ترمو بدون هیچ نوع پوشش سطحی در معرض نور آفتاب قرار بگیرد به طور تدریجی به خاکستری نقره ای بسیار جذابی تغییر رنگ می یابد.

فرآیند ترمووود کردن چوب، روش های مختلفی دارد که در آنها از بخار آب، روغن و … استفاده می شود ولی در تمامی این پروسه ها، سه مرحله مهم “خشک کردن، حرارت دادن و خنک کردن” مشترک می باشد.

برخی از خواص كليدی چوب در فرآیند ترمووود :

۱٫ مقاومت بالا و طولانی در برابر سايش و شرايط جوی مختلف
۲٫ نصب آسان و سريع
۳٫ قابليت نصب و جداسازی آسان و مكرر جهت نظافت يا انتقال به مكانی ديگر
۴٫ قابليت برش هلالی جهت محل های قوس دار و زاویه دار
۵٫ شستشو و نگهداری آسان

 

اصلاح حرارتی چوب فرآیند ترمووود

اصلاح حرارتی چوب

 

چوب بر اثر اصلاح حرارتی و فرآیند ترمووود که صورت میگیرد بسیار مقاوم در برابر عوامل بیرونی شده و در بسیاری از موارد طراحی و اجرایی میتوان از آن استفاده کرد به عنوان مثال برخی از مهم ترین موارد استفاده از چوب ترمووود عبارتند از :

۱٫ نمای چوبی ساختمان
۲٫ نمای بیرونی ساختمان
۳٫ انواع دکوراسیون داخلی
۴٫ آلاچیق و پرگولا
۵٫ انواع مبلمان فضای باز
۶٫ بام باغ ( روف گاردن)
۷٫ درب و پنجره و زیرسقف
۸٫ سونا و استخر, پلکان, کفپوش و…….

این روزها در کشور ما توجه به استفاده از ترمووود در نمای ساختمان از طرف طراحان، سازندگان و مالکان افزایش یافته است که این روند اتفاق بسیار مهمی در پیشرفت معماری معاصر کشور می باشد و مجموعه پاکاوود با تولید و پخش ترمووود به سرتاسر ایران گام بلندی در این عرصه برداشته است.

در خصوص فرآیند ترمووود, این چوب ها که با نام ترمووود در ایران باب شده اند دارای ویژگی هایی مخصوص به خود می باشد که در اینجا به توضیح برخی از این ویژگی ها می پردازیم.
حرارت دادن چوب به عنوان راهی برای بهبود مقاومت چوب نسبت به پوسیدگی یکی از روش هایی بوده که از زمان های بسیار گذشته مورد استفاده قرار می گرفته است و امروزه نیز با بهره گیری از این روش اما به صورت صنعتی در فنلاند به عنوان اولین کشور و دیگرکشورها پایه گذاری شده است که حاصل آن به دست آوردن چوبی است با مشخصات زیر:

۱٫ در فرآیند ترمووود کمترین سطح رطوبت در این نوع چوب وجود دارد که باعث مقاومت آن میشود.
۲٫ فرآیند ترمووود باعث بهبود و افزایش مقاومت چوب در برابر پوسیدگی میشود.
۳٫ این چوب از مقاومت بالای در برابر شرایط مختلف آب وهوایی برخوردار میباشد.
۴٫ بر اثر اصلاح حرارتی و فرآیند ترمووود هیچگونه صمغ و مواد مورد علاقه حشرات در داخل این چوب وجود ندارد و این موضوع باعث عدم جذب حشرات موذی به ترمووودها میشود.
۵٫ جلوگیری از پوسته پوسته شدن چوب
۶٫ مقاوم شدن چوب در برابر خمیدگی و به اصلاح تاب بر داشتن آن
۷٫ با توجه به اینکه به روی این چوب اصلاح حرارتی و فرآیند ترمووود صورت گرفته است بنابراین کمترین رطوبت را دارد به همین جهت کمترین انبساط و انقباض را نیز دارا خواهد بود.

اصلاح حرارتی چوب و فرآیند ترمووود یک روش جایگزین سازگار با محیط زیست برای بهبود چندین خاصیت چوب بدون استفاده از مواد شیمیایی است. این مقاله به بررسی تغییرات رنگ و شیمیایی درچوب میپردازد که به دلیل عملیات حرارتی رخ می دهد. اصلاح حرارتی با توجه به فرآیند ترمووود در ۱۶۰ ، ۱۸۰ و ۲۱۰ درجه سانتیگراد انجام میشود. تغییرات رنگ توسط دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گیری شده و در سیستم رنگی  شرح داده میشود و تغییرات شیمیایی با استفاده از روشهای شیمی مرطوب ، طیف سنجی مادون قرمز و کروماتوگرافی مایع مورد بررسی قرار گرفت. در طی اصلاح حرارتی ، محتوای سلولز ، لیگنین و مواد استخراجی افزایش می یابد.

چوب یکی از قدیمی ترین و فراوانترین مواد ترکیبی طبیعی روی زمین است. در ساختار آن ، چوب یک ماده ترکیبی طبیعی است که از یک مجتمع شیمیایی سلولز ، همی سلولز و مواد استخراجی تشکیل می شود. این مواد پلیمری به طور یکنواخت در دیواره سلول چوب توزیع نمی شوند و غلظت آنها از یک ناحیه مورفولوژیکی به منطقه دیگر تغییر می یابد  چوب به عنوان یک ماده جهانی و تجدید پذیر در حال حاضر در بسیاری از مناطق مانند مواد ساختمانی و کاشی کاری ، تولید مبلمان ، سوخت و فرآوری شیمیایی (خمیر کاغذ ، کاغذ ، اتانول زیستی و غیره) استفاده می شود.

رنگ آن می تواند شاخصی از کیفیت چوب اصلاح شده با حرارت و فرآیند ترمووود باشد و در نتیجه کاربرد نهایی آن را در بازار تعیین کند. ویژگی های رنگ در تعامل با نور بیشتر به ترکیب شیمیایی خاص چوب بستگی دارد. از دیدگاه شیمیایی ، چوب از سلولز (۴۰-۵۰٪) ، همی سلولز (۲۰-۳۰٪) ، لیگنین (۲۰-۳۰ ext) و مواد استخراجی (۳-۱۰) تشکیل شده است. این مقادیر در گونه های مختلف چوب متفاوت است. دمای بالا در حین اصلاح حرارتی و فرآیند ترمووود باعث تخریب همی سلولزها و لیگنین می شود و در نتیجه منجر به تولید آب ، دی اکسید کربن ، اسید فرمیک ، اسید استیک و سایر موادی می شود که می توانند در واکنش های متراکم نقش داشته باشند و گروه های کروموفور تشکیل می شوند. رنگ چوب در هنگام اصلاح حرارتی تیره می شود. با این حال ، درجه تغییر رنگ به شرایط اصلاح حرارتی و فرآیند ترمووود ، به ویژه دما و مدت زمان درمان بستگی دارد. فرآیندهای حرارتی همچنین برخی از خصوصیات فیزیکی و مکانیکی (پایداری ابعادی ، رطوبت ، دوام ، چگالی و غیره) را تحت تأثیر قرار می دهند. علاقه به چوب اصلاح شده از نظر حرارتی و فرآیند ترمووود خصوصاً به دلیل دوام بیشتر آن در مقایسه با چوب تصفیه نشده و همچنین به دلیل محدودیت های قانونی مربوط به استفاده از مواد سمی افزایش می یابد.

در عمل ، بسته به نوع چوب و کاربرد نهایی آن ، از انواع مختلف چوب در شرایط مختلف فناوری استفاده می شود. دمای اصلاح حرارتی معمولاً بین ۱۶۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد است ، اما تفاوت بین روشهای تغییر فردی شامل استفاده از یک محیط گازی (ازت ، بخار و غیره) ، رطوبت محیط ، استفاده از روغن و غیره است. چوب اصلاح شده دارای خصوصیات بهتری برای استفاده در فضای خارجی و داخلی ، به ویژه محافظت در برابر عوامل بیوتیکی و غیره است.

مواد و روش ها در خصوص فرآیند ترمووود :

۱٫ گرم كردن و خشك كردن : در این مرحله ، درجه حرارت كوره با بخار تقریباً به ۱۰۰ درجه سانتی گراد افزایش می یابد, محیط خشک کن هوای گرم است. در طول این مرحله ، چوب خشک می شود و تقریبا رطوبت صفر می شود.

۲٫ اصلاح حرارتی : در مرحله دوم ، دما به مدت ۲-۳ ساعت به ۱۸۵-۲۳۰ درجه سانتیگراد افزایش می یابد. دما و مدت اثرات توسط طبقه محصول ترمووود (Thermo-S و Thermo-D) داده می شود.

۳٫ خنک سازی و اقلیم سازی: در فاز سوم ، چوب به تدریج تا دمای ۸۰-۹۰ درجه سانتیگراد سرد می شود و رطوبت آن تثبیت می شود تا رطوبت نهایی در آن تثبیت شود.

 

فرآیند تولید ترمووود فرآیند ترمووود

فرآیند تولید ترمووود

 

اندازه گیری رنگ در اصلاح حراتی و فرآیند ترمووود :

پس از اصلاح حرارتی و فرآیند ترمووود، نمونه ها به مدت ۳ ساعت در یک اتاق APT Line II (Binder، Tuttlingen، Germany) تا EMC 8٪ در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی (RH) 42٪ آرام شدند.

مقادیر رنگی سطح چوب توسط دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گیری شد و برای تعیین کمیت رنگ ، از سیستم رنگ سنجی سه بعدی استفاده کردیم. این فضای رنگی شامل سه محور عمود بر هم متقابل است و  برای اطمینان از دقیق ترین نتایج ، رنگ در سه مکان خاص از هر نمونه قبل و بعد از اصلاح حرارتی اندازه گیری شد.

تجزیه و تحلیل شیمیایی چوب اصلاح یافته و فرآیند ترمووود :

نمونه های مرجع (تصفیه نشده ، به عنوان ۲۰ درجه سانتیگراد نشان داده می شود) و نمونه های اصلاح شده حرارتی از نظر مکانیکی به خاک اره متلاشی شده و کسری از اندازه ۰٫۵-۱٫۰ میلی متر در دستگاه با مخلوطی از اتانول و تولوئن استخراج شد, طبق روش تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی به مدت ۸ ساعت. به طور خلاصه ، نمونه ها در یک فرآیند دو مرحله ای هیدرولیز شدند. در مرحله اول ، ۷۲٪ (وزنی / وزنی) H2SO4 در دمای ۳۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲ ساعت استفاده شد ، و در مرحله دوم ، نمونه ها پس از رقت تا ۴٪ (وزنی / وزنی) H2SO4 به مدت ۴ ساعت در ریفلاکس قرار گرفتند. . باقی مانده محلول در اسید فیلتر شد و در دمای ۳ ± ۱۰۵ درجه سانتیگراد خشک شد تا وزن ثابت و سلولز به روش Seifert با استفاده از مخلوطی از استیلاستون ، دیوکسان و اسید کلریدریک (۶: ۲: ۱٫۵) تحت ریفلاکس به مدت ۳۰ دقیقه برای تصحیح نمونه های چوب. همی سلولز به عنوان تفاوت بین هولوسلولز و سلولز محاسبه شد. همه اندازه گیری ها در چهار تکرار در هر نمونه انجام شد. داده ها به صورت درصدی از وزن خشک اجاق گاز به ازای هر چوب استخراج نشده ارائه شد.

نتیجه گیری

در هنگام اصلاح حرارتی و  فرآیند ترمووود، تغییرات رنگ مشاهده شد. سبکی سطح با افزایش دمای تیمار در حدود ۵۰٪ در چوب کاهش می یابد، بیشترین اختلاف کل رنگ در دمای ۲۱۰ درجه سانتیگراد حاصل شد (به عنوان تغییرات رنگ بسیار قابل توجه ارزیابی شده است). در طی اصلاح حرارتی و فرآیند ترمووود, چوب محتوای سلولز ، لیگنین و مواد استخراجی افزایش می یابد. علاوه بر تجزیه گروههای استیل از پلی ساکاریدها ، کروموفورهای جدید (به ویژه گروههای کربونیل و کربوکسیل) به دلیل اکسیداسیون در چوب اصلاح شده تشکیل می شوند. پیوندهای موجود در لیگنین و گروه های متوکسیل شکسته می شوند و لیگنین در دماهای بالاتر متراکم می شود. مقادیر بیشتر مواد استخراجی در چوب های تحت حرارت نیز می تواند بر رنگ آن تأثیر بگذارد. بنابراین ، درک تأثیر تغییرات شیمیایی بر روی رنگ چوب در هنگام بارگذاری حرارتی برای افزایش کاربرد چوب اصلاح شده با حرارت و فرآیند ترمووود ، به عنوان مثال ، در تولید مبلمان به عنوان جایگزین گونه های گرمسیری گران قیمت مفید است.

هدف از این مقاله تعیین اثر دمای اصلاح حرارتی بر تغییرات رنگ و ترکیب شیمیایی چوب از نظر کاربرد خارجی و داخلی آن با استفاده از فرآیند ترمووود بود.

نمونه های اجرایی مجموعه پاکاوود را در اینستاگرام مشاهده فرمایید : pakawood


ارسال دیدگاه