Ahşap Kurutmada Yüksek Frekans-Vakum Teknolojisi

Prof.Dr.Öner ÜNSAL*
Doç.Dr.Cengiz GÜLER**
Orm.End.Müh.Gülşah MOLLAMEHMETOĞLU***

Genel Bilgiler

Katma değerli olmasına karşın kurutulması güç ağaç türlerine ait kalın kerestelerin, klasik kurutma metoduyla çok uzun sürelerde kurutulabilmesi ve istenen kalite düzeylerinin tam olarak elde edilememesi nedeniyle günümüzde Yüksek Frekans-Vakum kombinasyonlu kurutma metodu (YFV) kendini göstermiş durumdadır. Geçmişte özellikle yatırım maliyetleri ve teknolojik altyapı zorlukları nedeniyle yaygınlaşamayan bu yöntem tekrar güncel hale gelmiştir.
Masif ağaç malzemeye uygulanan en yaygın endüstriyel kurutma yöntemleri; klasik, kondenzasyonlu ve vakumlu kurutma yöntemleridir. Bu yöntemler dışında çok yaygın olamamakla birlikte, yüksek sıcaklık, yüksek frekans ve mikrodalga kurutma yöntemleri uygulanabilmektedir. Bu yöntemler içinde özellikle Yüksek Frekansla birlikte vakum uygulama taşıdığı avantajları nedeniyle bir adım öne çıkmış görünmektedir.

Bu kurutma metodunda prensip; ısı kaynağının, elektrik enerjisi olmasıdır. Dolayısı ile katı ve sıvı yakıta göre çevre dostu olduğu kabul edilebilir. Bu metot ile, ağaç malzemeye gönderilen elektromanyetik dalgaların meydana getirdiği ısıdan yararlanmak suretiyle, kalın ve güç kuruyan, başlangıç nemi yüksek olan ağaç türlerinin %10 un altındaki sonuç nemlerine kadar çok kısa sürelerde kurutulması amaçlanmaktadır.

Bu çalışmada, sözü edilen kurutma sisteminin prensipleri özetlendikten sonra, klasik yöntemle kurutulmasında önemli zorluklar olan, kurutma süresi çok uzun olan veya hiç kurutulamayan Meşe, Ceviz, İroko gibi ağaç türlerinin kalın kerestelerinin kurutulması denemelerinden elde edilen sonuçlar ortaya konmuş, ayrıca, bu metodun kereste kurutma dışında diğer tarımsal ürün ve atıkların kurutulmasında kullanılabilir olması nedeniyle çevreye uyumlu üretim ve geri dönüşüme sağladığı katkıda bu kapsamda irdelenmiştir.

Sistemin prensipleri, konu ile ilgili yapılan çalışmalar ve elde edilen sonuçlar

Mevcut endüstriyel kurutma uygulamalarında ısıtma kereste yüzeylerinden içeriye doğru iken yüksek frekanslı vakumlu (YFV) da ısıtma yüksek nemli olan iç kısımdan başlayıp yüzeylere doğru ilerlemektedir. Dolayısıyla, bu sistemlerde ısıtma çok süratli olmakta ve kurutma süresi önemli oranda kısalırken kurutma kalitesi korunabilmektedir. Kereste kurutmada klasik veya geleneksel yöntemlerde enerji gideri fazla ve süre uzundur. Kurutma süresini hızlandırmak için sıcak hava kombinasyonu ile birlikte radyo frekansı [RF] (dielektrik metodu) kullanmak olduğu belirtilmiştir (Avramidis, 1999; Kobayashi et al., 1999; Resch ve Gautsch, 2001; Cai ve Hayashi, 2001; Güler, Ünsal 2012). Sistemde ısıtma kaynağı olan yüksek frekans jeneratöründen alınan elektromanyetik enerji kullanılmakta, kurutma ortamının ısısı düşük olduğundan ve kereste dış yüzeyleri daha soğuk kaldığından keresteden ortama geçmesi muhtemel ısı kayıpları da en aza indirilmiş olmaktadır.

Teorik olarak yüksek frekans ile kurutma yönteminde iki uygulama şekli öne çıkmaktadır. Bunlardan biri; ağaç malzemenin sabit, diğeri de hareketli olduğu sistemlerdir. Statik yöntemde, ağaç malzeme genelde silindir şeklinde olan otoklava çıtasız istifler şeklinde şarj edilmekte, istiflere belli aralıklarla yerleştirilmiş olan kondensatör levhaları arasında bulunan ve birbirlerine sıkı şekilde temas halinde olan keresteler yüksek frekans ile ısıtılmakta ve akabinde uygulanan vakumla hızlı ve güvenli bir kurutma gerçekleşmektedir (Şekil 1, Resim 1). Dinamik yöntemde ise sistem, elektrodlardan birisini hareketli bandın oluşturduğu diğerinin ise üstte sabit olduğu kanal şeklinde olup, kurutulacak kereste bu bant üzerinde ilerlemektedir.

Şekil 1: (a)Yüksek Frekans-Vakum kombinasyonlu kurutma sistemi şematiği (Statik yöntem) (Resch and Hansmann, 2002). Resim 1: (b1) Fırında istifleme ve kablo tertibatı (b2) Bu yöntemle kurutma yapan, yaklaşık 25 m3 kereste kapasiteli bir kurutma fırını genel görünümü (www.kingdryer.com).

Yüksek frekans ile kurutma uygulamalarını genel olarak değerlendirdiğimizde; temiz ve çevreye duyarlı bir ısı kaynağı olduğu, dolayısıyla atık bırakmadığı, kereste dışındaki fırın ekipmanlarının ısıtılmasına ihtiyaç göstermediği için yaklaşık % 40-50 düzeyinde enerji verimliliği sağladığı, çok rutubetli kısımların çok, az rutubetli kısımların daha az enerji çekmesi nedeniyle homojen ve seçici bir kurutmanın yapılabildiği, işletme ve bakım masraflarının düşük olduğu, kısa kurutma sürelerinden dolayı depolama tasarrufu ve hızlı nakit akışı sağladığı ve iç çatlağı, kömürleşme ve renk değişikliği riskleri olmakla beraber, klasik kurutmaya göre daha kaliteli son ürün elde edilebildiği ifade edilebilir. Bütün bunlara karşın, komplike bir altyapıya ihtiyaç göstermesi nedeniyle yatırım maliyetlerinin artışı ve özel güvenlik tedbirlerine ihtiyaç gösteren gibi sistem oluşu dikkate alınması gereken detaylardandır (Burdurlu, 1995).

YFV kurutma sisteminde, klasik kurutma uygulamalarında ciddi bir yatırım gerektiren katı veya sıvı yakıtlı ısı merkezlerine ihtiyaç bulunmamakta, ayrıca bahsedilen ısı kaynaklarından çevreye salınan baca gazlarının yarattığı zararlı etkilerde dikkate alındığında YF ile kurutmanın bu anlamda daha cazip olduğu anlaşılmaktadır. Diğer yandan fırın iç ekipmanı olarak kerestelere üstten baskı mekanizmasının olması deformasyonları engellediğinden kurutma kalitesine olumlu katkı sağlamaktadır. Ayrıca, çıtasız istifleme imkanını vermesi fırın şarj kapasitesini yaklaşık % 40 oranında artırmakta olup bu da sistemin yatırım giderlerini, özellikle vakumlu kurutmaya göre kabul edilebilir kılmaya katkı sağlamaktadır.

Bu genel anlatımlar ışığında, RECEP SİVRİKAYA firması bünyesinde bulunan YFV kurutma fırınlarında yapılan kurutma uygulamalarıyla elde edilen sonuçlar, aşağıda farklı ağaç türlerinde kereste kalınlığı ve başlangıç-sonuç nemlerine bağlı olarak elde edilen kurutma süreleri bağlamında gösterilmiştir.

Ağaç türü Kurutma süresi (gün) Kalınlık (mm) Giriş rutubeti Çıkış rutubeti

Yukarıda kurutma sonuçları verilen kurutma sisteminin çevre dostu ve geri dönüşüme uyumlu oluşunu destekleyen diğer bir pozitif sonuç, kurutma sonucu ağaç malzemeden çıkan suyun vakumla katışıksız yani saf olarak geri kazanılabilmesidir. Tamamen kapalı bir kurutma ortamı mevcut olup, bir baca veya ilave nemlendirme düzeneği olmadığından keresteden çıkan suya herhangi bir katılım olmamakta, bu sayede çıkan suyun değerlendirilmesi anlamlı hale gelmektedir. Bu noktada hale hazırda yukarıda bahsi geçen kurutmalardan çıkan tonlarca su geri kazanılmış ve kimyasal analizlerden geçirilerek endüstriyel bakım ürünlerinde kullanımı yönünde önemli mesafeler kat edilmiştir.

Sonuç ve Tartışma

Yüksek frekanslı kurutma sistemi, yüksek ilk yatırım maliyetlerine karşın, işletme giderleri, çok kısa kurutma süreleri ve kurutma kalitesiyle, özellikle vakumlu kurutma ile kombine edildiğinde, kurutmaya hassas ağaç türlerinin 10 cm’den daha kalın kerestelerinin kurutulması için makul görünmektedir. Diğer klasik veya kondenzasyonlu teknik kurutma yöntemleri ile özellikle hassas ağaç türlerinde 90 günden daha fazla sürerken, Yüksek frekanslı- vakumlu kurutma sisteminde ağaç türü ve kalınlığına bağlı olarak bu süre 7-12 güne kadar inmekte hatta iğne yapraklı yumuşak ağaç türlerinde ise bu süre 2-3 gün kadar sürmektedir ve elde edilen veriler literatürle de benzerlik arz etmektedir (Avramidis, 1999; Resch 2003). Yine aynı firma bünyesinde yapılan kurutma sonuçlara göre 1m³ kerestenin kurutma maliyetleri, ortaya çıkan kısa kurutma süreleriyle bağlantılı ele alındığında klasik yöntemlere göre kabul edilebilir düzeyde olduğu rahatlıkla söylenebilir..

Diğer yandan, bu sistem günümüzde sadece kereste kurutmada değil, narenciye ürünleri, tarımsal ve diğer çevresel atıkların kurutulmasında da kullanılabilmektedir. Bu noktada, çevresel atıkların geri kazanımı olarak ifade ettiğimiz biyoenerji çevriminde kurutucu olarak bu sistemin kullanılması daha cazip görünmektedir. Ayrıca bu yöntemle, bilinen diğer teknik kurutma yöntemleriyle istenen sonuç rutubetlerine kadar kusursuz şekilde kurutulamayan ve kütük ev yapımında kullanılan yuvarlak ağaç malzemenin ve meşe gibi kurutmaya hassas ağaç türlerinden imal edilen büyük ebatlı kiriş ve kolonların çok kısa sürelerde kurutulması söz konusu olabilmektedir.

Sonuç itibariyle, yapılan bilimsel ve pratiğe dayalı araştırmalar, belli çapa kadar yuvarlak yumuşak ağaçlarda dahil olmak üzere, özellikle ebatlı ve güç kuruyan bazı ağaç türlerinin bu yöntemle klasik yöntemlerin 1/10 oranına kadar varan kısa sürelerde kurutulmasının mümkün olabileceği, ayrıca diğer tarım ve gıda atıklarını da kurutarak geri kazanım proseslerine katkı sağlayabileceği ve kurutma sonunda ortaya çıkan doğal suyun tamamının geri kazanımı ve katma değerli ürünlerde kullanılması konusunda bize kayda değer sonuçlar vermektedir.

5846 sayılı yasa gereği lütfen gerektiği gibi kaynak göstermeden alıntı yapmayınız

---

Kaynaklar

Avramidis, S. 1999. Radio frequency vacuum drying of wood. Proceed. Intl. Conference of COST E15 Wood Drying, Edinburgh UK Dean, A.R., 1963: Drying timber by R.F.-Heating, Wood 28, 2: 65

Burdurlu, E. 1995. Kereste Endüstrisi ve Kurutma.Hacettepe Üniversitesi, Ankara

Cai, Y., Hayashi, K. 2001. Pressure and temperature distribution in wood during radio-frequency/vacuum drying. Proc. 7th Int. IUFRO Wood Drying Conference. July 9–13, Forestry and Forest Products Research Institute,Tsukuba, Japan, pp. 386–391.Dean, A.R., 1963: Drying timber by R.F.-Heating, Wood 28, 2: 65

Güler, C., Ünsal Ü., 2012. Yüksek Frekanslı Vakumlu Kurutma, Mobilya Dekorasyon Dergisi, 112: 212-220.

Kobayashi, Y., Miura, I. and Kawai, Y. 1999. High performance drying using combination of HF and hot air under atmospheric pressure. Proc. 6th IUFRO Int. Wood Drying Conference, University of Stellenbosh, Stellenbosch, South Africa, pp. 18–21.

Korkut, S. 2011. Kereste Kurutmada Yeni Trend: Yüksek Frekans, I. ulusal Akdeniz orman ve çevre sempozyumu,26-28 Ekim 2011, Kahramanmaraş

Resch, H., Hansmann, C. 2002. Tests to dry thick Eucalyptus boards in vacuum using high frequency heating, 4th COST E15 Workshop, Methods for Improving Drying Quality of Wood, 30/31 May 2002, Santiago de Compostela, Spain

Resch, H. 2003. High-Frequence Heating Combined with Vacuum Drying of Wood. 8th International Wood DryingConference, Nanjing-China

Resch, H. and Gautsch, E. 2001. High-frequency current/vacuum lumber drying. Proc. 7th Int. IUFRO Wood Drying Conference. July 9–13, Forestry and Forest Products Research Institute, Tsukuba, Japan, pp. 128–133.

www.kingdryer.com, Kral Ahşap Ürün. Ltd. Şti. Düzce, Türkiye

---

*)İstanbul Üni. Orman Fakültesi, onsal@istanbul.edu.tr
**)Düzce Üni. Orman Fakültesi, cengizguler@duzce.edu.tr
***) RECEP SİVRİKAYA Orm. Ürün.Ltd.Şti. Düzce, gulsah@recepsivrikaya.com.tr