СУХАЯ ПЕРЕГОНКА ДЕРЕВА ЛИСТВЕННЫХ И ХВОЙНЫХ ПОРОД

Физические свойства дерева

С точки зрения пригодности для сухой перегонки удельный исс л гигроскопичность являются важнейшими физическими свой­ствами дерева.

Нужно различать удельный вес древесины, взятой в виде куска со Ik-'-Mi; внутренними пустотами (порами) и без изменения его вну­треннего строения, от удельного веса плотного вещества древесины, который имлеблегся в очень узких пределах — от 1,46 до 1,56. Для :uiiiiHoxi;oflH0fl сосны (Pinus palastris), дугласовой пихты (Pseudotsuga laxifolu), орешника (Hicoria alba), бука (Pagas atropunieea), красного дуба t^uerciis rubra) и сахарного клена (Acer sacchartim) удельны)! net* :;;»евесного вещества, по исследованиям D и nl ар*а, представляет ио'': .,шиую величину, а именно, 1,54. Несмотря на это, перечислен­ные леревья, благодаря присутствию в их древесине вор, наполнен­ных кожухом, плавают на воде, т.-е. показывают удельный вес мень­ше. единицы. Удельный вес древесины в куске, без нарушения ее строен 1: л. it л [I т. н. непосредствеаняй удельный вес ее, зависит от факторов: от породы, возраста, содержания влаги и т. д. Поэтому ин будет не одинаков не только у разных видов, но и у разных леревьев одного п того же вида и даже у разных частей. чирева.

Нижеследующая таблица, составленная на основании данных rich iibi era и Wemek'a, показывает удельный вес главных древес­ных пород. Термин „воздушно-сухое" относится к древесине, высу­шенной на воздухе, it термиц „сухое" указывает на древесину, искус - егвенко высушенную в печи. Содержание влагл в первом случае равняется 15—20°/0, а в последнем 2—8%.

Из таблицы видно, какую громадную роль играет влажность в определении удельного веса. Можно считать, что удаление воды из дерева искусственной сушкой до постоянного веса пони­жает удельный вес свеже-срублевного дерева приблизительно на­половину. Большое колебание в удельном весе замечается ср<ш лиственных пород, высушенных на воздухе, при чем максимум удельного веса (0,708) показывает дуб, а минимум (0,3бн) тополь.

Следующая таблица, составленная для европейских лиственных пород, указывает вес кубического фута воэдуш но-сухой древесин и е Английских фунтах и вес куб. метра—в килограммах.

Приведем еще таблицу среднего веса куб. фута древесины аме­риканских хвойных пород.

I|:: |)pt, i «сех вышеприведенных таблиц относятся только к де - р.'пьям гфнлуго возраста; в случае молодых деревьев могут быть зна­чительные "тступлеиия: так, молодая сосна дает цифры, на 20% пре­вышающее указанные. Удельный вес заболони всегда очень высок, что объясняется более высоким содержанием воды и неорганических солей. Заболонь в свежем состоянии обычно весит 45 — 5в фунтов куб. фут г? даже более. Относительно изменения удельного веса чаще тчп приходится наблюдать уменьшение его от основания ствола

К вершине. У сосны удельный вес увеличивается от сердцевины к периферии до '/з радиуса, где он достигает максимума я затем уменьшается до заболони. У твердых лиственных пород, напри­мер, у дуба, удельный вес непрерывно уменьшается от центра до

Окружности.

Обычно наблюдаемое у хвойных увеличение веса мелкослойной древесины перед широкослойной объясняется следующим образом. У Хвойных ширина летней, т.-е. более плотной и тяжелой части годичных слоев, мало меняется, и увеличение ширины слоев происходит за счет упшрения весенней, т. е. более легкой их части. У некоторых же ли­ственных пород, например, у дуба, наоборот, весенняя часть слоев, в которой сосредоточены сосуды, более постоянна, и крупнослойная древесина богата тканями летнего образования, т.-е. более плотными, а потому эта древесина является и более тяжелой.

Другим важнейшим для сухой перегонки дерева свойством дре­весины является ее влажность. Содержание влаги в дереве не есть дело случая: оно зависит от влажности окружающего ^воздуха. Вода, заключающаяся в дереве, находится: во 1-х, в виде главной части древесного сока, во 2-х, содержится в стенках клеток и, в 3-х, напол­няет клеточные пустоты. Она содержит неорганические соли, белковые вещества, углеводы и прочие, необходимые для роста дерева вещества. Больше всего влаги содержится в заболони, в зависимости от коли­чества которой находится и распределение ее в дереве, так, например, в верхней части ствола влаги больше, чем в нижней, в ветвях больше, чем в стволе, но особенно много ее в корнях.

Количество влаги меняется, смотря по породе дерева, почве, климату, местности и времени гола. Нижеприведенные цифры показы­вают изменение содержания влаги но времени года.

Увеличение влаги к началу апреля происходит главным образом счет увеличения ее в древесном соке. Из приведенной таблицы видно, что для получения древесины с наименьшим содержанием влаги деревья следует рубить зимой.

Для сухой перегонки дерева крайне важно иметь возможно сухой материал, так как при переработке сырой древесины идет больше топлива и требуются аппараты большей емкости; поэтому до сухой перегонки дерево подвергается сушке, которая бывает двоякого рода: воздушная—на открытом воздухе и искусственная—в печах: последняя применяется крайне редко, и про нее мы говорить не будем.

Е 5

Воздушная сушка свеже-срубленного дерева зависит от двух факторов: влажности окружающего воздуха и температуры. Различают абсолютную влажность и относительную; абсолютная влажность — количество влаги в 1 куб. футе, а относительная влажность выражает процентное отношение влаги к количеству ее при насыщенном состоя­нии воздуха, т.-е, прп том состоянии его, когда воздух при пониже­нии температуры начинает выделять влагу в виде водяных капелек, влажность воздуха измеряется гигрометром: по показаниям гигро­метра с помощью особой таблицы определяется относительная влаж­ность воздуха.

Кусок дерева на воздухе будет сохнуть до определенного содер­жания в нем влаги, пока не наступит состояние равновесия между влажностью дерева п окружающего воздуха. Это состояние равно­весия, когда дерево при определенной влажности и температуре воз - луха становится воздушно-сухим и более уже не сохнет, представляет для влажности дерева величину постоянную. Процентное содержание илаги в дереве в воздушно-сухом состоянии может быть выражено для каждой определенной температуры воздуха в виде кривой (рис. 4), Ордината которой представляет процентное содержание влаги в воз­душно-сухом дереве и абсцисса — относительную влажность воздуха.

Если мы возьмем такую кривую, напр., для температуры 21°, то уви­дим, что при относительной влажности воздуха в 50% процентное содержание влаги в дереве не может быть менее 0%, при относитель­ной влажности в 60% состояние равновесия наступит при ю-про­центном содержании влаги в дереве и т. д. Бели воздушно-сухое дерево поместить в отапливаемое помещение, то оно будет терять влагу и далее, но если его перенести на воздух с ££>лыпей относи­тельной влажностью, то оно будет притягивать влагу, и % содержание в нем влаги увеличится.

Скорость, с которой свеже-срубленное дерево достигает состояния равновесия и делается воздушно-сухпм, зависит от породы, размеров и формы кусков, времени года и способа укладки. Следующая таблица, со­ставленная по данным Шевандье, показывает уменьшение влажности в процентах для свеже-срубленного дерева через разные срока вон - душной сушки для разных европейских пород.

Из таблицы видно, что равновесие с влажностью окружающей атмосферы наступает лишь через Р/г—2 года после срубки дерева, а содержание влаги составляет тогда 15 — 20f7„. В С, Америке влаж­ность воздушно-сухого дерева равняется 12 —15%, что объясняется большей сухостью американского климата. При еравнеан^^сы - хания разных деревьев необходимо брать куска одинаковых размерила « одинаковыми плоскостями разрезов, так как испарение влаги в разяы% направлениях различно; влага испаряется, главный-образом, й напр^ плении, параллельном продольной оси древесных волокйф испарение, в других направлениях—гораздо меньшее; так, кусок свежего дуба и сосны теряет в единицу времени в 4 раза больше Влаги через попе­речное сечение, чем через радиальное. При высыхании дерева испа­ряется прежде всего вода, заключающаяся в клеточных Густотах; are испарение совершается быстр Пода из клеточных стенок в это время

Суля перегони* д*рем. *■
ее выделяется, она начинает испаряться лишь тогда, когда вся „сво­бодная" вода удалена из клеток. Испарение этой воды идет медленнее н сопровождается изменением" объема дерева. Следующая таблица показывает уменьшение объема при переходе свеже-срублеиного дерева к воздушно-сухому и искусственно-сухому состоянию.

Из таблицы видно, что уменьшение объема свежей древесины до воздушно-сухого состояния составляет около половины всего умень­шения объема при высыханий до нуля. Если примем во внимание, что содержание влаги в сыром дереве равняется 40—60% всего веса дерева, то увидим, что уменьшение в нем влажности до воздушно - сухого состояния, составляющее приблизительно 25—35%, вызывает

-- - ш —

Уменьшение объема около 6 — 8%, между тем как дальнейшее усы­хай и» с 15% ДО 8 % (яа сопровождается сокращением объема на з — 4°/(.f и окончательное усыхание до нуля сокращает объем еще яа 3 —Первоначальное сравнительно незначительное сокращение объема объясняется присутствием „свободной" воды внутри клетки по испарении которой сокращение увеличивается.

Вышеприведенные цифры, показывающие усыхание дерева, отно­сились к древесине в куске. В практике приходится иметь дело с дровами, сложенными в поленницы, где между поленьями всегда образуются промежутки, которых бывает то меньше, то больше, смотря по форме и длине поленьев, так что в одной куб. сажени (9,76 .«), которая имеет в объеме 343 куб. фута, никогда не укладывается такое же количество плотной древесной массы, а всегда меньше. Отношение плотной массы древесины к объему дров кубической сажени назы­вается переводным числом или фактором. Как среднее число для разных дров оно принимается у нас в 220/343, т.-е. в куб. сажени, или б 34у куб. футах должно заключаться 220 куб. футов плотной древесной массы. Такая сажень называется нормальной таксационной, саженые.

Фактор полнодревесностя зависит от многих условий, из которых. укажем на длину поленьев и на их толщину. Чем дрова короче, тем больше древесной массы при одинаково плотной укладке помещается. ч 1 куС. сажени, я именно:

При длине полена Vj-. арш. — 248 куб. фут. массы в 1 куб. саж.

Ч ^ м - 255 „ т. ,. v ц, „

« вершк. — 2(Н „ „ ..........................................

Чек дрова тоньше, тем меиьше плотной древесной массы в t куб. сажени, что ясно иллюстрируется следующей таблицей.