대단면재의 라디오파 및 공기 가열식 진공건조
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대단면재의 라디오파 및 공기 가열식 진공건조
  • 한국목재신문 편집국
  • 승인 2015.12.10 14:05
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서울대 명예교수 한국목재공학회 명예회장정희석 교수

라디오파진공건조는 감압상태에서 라디오파(RF)에 의한 유전가열을 이용하여 건조하는 방법이다. 라디오파는 주파수 500㎑~300㎒ 범위의 전자기파로써, 세기와 파형 등에 여러 종류와 형태가 있다. 라디오파진공건조방법은 1990년대부터 주로 잣나무, 웨스턴 햄록과 레드시더 등 침엽수의 일반 제재목과 대단면재에 대한 건조속도, 건조결함의 발생, 건조재의 품질, 에너지 소비량 및 건조 효율성 등에 관한 연구가 북미 지역에서 많이 이루어졌다.
필자는 캐나다산 웨스턴 레드시더 대단면재의 초기함수율 48.6%이고, 변장 26㎝, 길이 2m인 큰 정각재를 압력 65㎜Hg과 주파수 60.78㎒를 적용한 실험결과 예열기간은 5시간이 소요되었다. 두께와 재장 방향의 중심 온도는 다른 부위의 온도보다 높았고, 이들 두 방향에서 온도경사는 완만하였다. 외주와 목재내부 압력은 감압 개시 80분 동안에 급격히 감소하였다. 압력은 외주에서 73㎜Hg, 목재 중심에서는 252㎜Hg 수준까지 감소하였다. 재장방향의 압력경사는 두께방향에서 보다 훨씬 크게 나타났다. 압력경사는 수증기 유동을 가속시키는 기동력이 되는데, 목재내 수증기 유동은 두께방향에서 보다 종축방향에서 주도되는 것 같다.
최종함수율 19.2%까지 건조하는데 27시간이 소요되었고, 건조곡선은 거의 직선적이었다. 전 건조기간의 평균 건조속도는 1.1%/hr로써 매우 컸다. 건조말기 냉각기간 중에도 상당한 건조가 이루어졌고 건조속도는 가열기간의 것보다 더 컸다. 건조 중 전력밀도(power density)는 예열기간 중에 급속히 증가한 후 4.6㎾/m³까지 급속히 감소하다가 다시 서서히 감소하였다. 건조재는 표면할렬과 찌그러짐이 전연 발생하지 않았고, 재장의 중앙부위에서만 경미한 내부할렬이 발생하였다. 웨스턴 레드 시더 같이 투과성이 우수한 침엽수의 대단면재는 라디오파진공건조방법을 적용해서 매우 신속하고 성공적으로 건조할 수 있다.
공기가열식진공건조는 감압조건에서 대류에 의한 열전달이 매우 느리다. 처음에 상압에서 공기를 필요한 온도조건으로 올려서 목재를 가열한다. 공기는 내부 또는 외부에 설치된 송풍기로 순환시킨다. 습도는 목재에서 증발된 수분이나 또는 생증기를 분사해서 조절한다. 재온이 상승하면 가열은 중지하고 감압을 개시한다.
감압중에 목재가 건조되다가 재온이 비점이하로 저하되면 재차 상압으로 하여 가열하고, 다시 감압을 반복하면서 건조를 진행한다. 공기가열식은 조작이 비교적 간단하나 열전달이 느리고 재온이 고르지 않다. 건조시간은 열기건조의 1/2~2/3 정도 소요되고, 다른 가열식 진공건조보다 건조가 느린 특징을 나타낸다.

한국목재신문 편집국   webmaster@woodkorea.co.kr

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