Effect of kiln drying schedule on the quality of South African grown Eucalyptus grandis poles

Abstract

In specific cases, kiln drying prior to preservative treatment is the prescribed method of utility pole seasoning in South Africa. The slow drying nature of Eucalyptus grandis poles makes rapid kiln drying potentially detrimental due to development of defects such as excessive surface checking, honeycomb and collapse. To control these defects while maintaining the fastest drying rate possible, the effect of drying schedule on the drying quality of E.  grandis poles was investigated. Full length pole drying was simulated in thirty 2.1 m long butt sections of poles of which the top ends were end sealed. Three industrially used schedules that differed in dry and wet bulb temperature and duration of drying (T _db, T _wb and time) were chosen: 80°C/59°C/8 days, 80°C/69°C/10 days and 70°C/59°C/12 days. Surface check length of each pole was measured after drying. Cross-sections cut at the theoretical ground line (TGL), 1.5 m from the butt end, were used to measure the moisture content (MC) gradient between the shell and core of poles. Digital image analysis of cross-sections of discs cut at TGL was used to measure the area of honeycomb and disc cross-section. Collapse was assessed qualitatively.

With all three schedules, MC's in the pole cores at the end of drying were still very high. Some poles were above 25% in the outer 25 mm of the treatable zone. The 70°C/59°C/12 days schedule generated the highest surface check total length. A reduction in the wet bulb depression of the 80°C dry bulb schedules from 21 to 11°C, accompanied by a simultaneous increase in drying time, did not reduce honeycomb or collapse. With a wet bulb depression of 11°C, a slight reduction in honeycombing was observed when T _db was reduced from 80 to 70°C. From this preliminary study it can be concluded that at 80°C T _db, poles should be dried longer than 8  days and that T _db's lower than 80°C should be considered to minimise potentially serious drying defects.

Zusammenfassung

In bestimmten Fällen ist in Südafrika vor der Schutzmittelbehandlung die Durchführung einer technischen Trocknung von Strommasten vorgeschrieben. Eucalyptus grandis Masten trocknen langsam, wodurch eine schnelle technische Trocknung zu Trocknungsfehlern, wie zum Beispiel exzessive Oberflächenrisse, Innenrisse und Kollaps, führen kann. Um diese Fehler bei schnellstmöglicher Trocknungsgeschwindigkeit zu minimieren, wurde in dieser Studie der Einfluss des Trocknungsprogramms auf die Trocknungsqualität von E.  grandis Masten untersucht. Anhand von dreißig 2,1 m langen und an den Stirnenden versiegelten Stammabschnitten wurde eine Trocknung ganzer Masten simuliert. Drei industriell angewendete Trocknungsprogramme mit unterschiedlichen Trocken- und Feuchttemperaturen und unterschiedlicher Trocknungsdauer (T _db, T _wb und Zeit) wurden ausgewählt: 80°C/59°C/8 Tage, 80°C/69°C/10 Tage und 70°C/59°C/12 Tage. Nach der Trocknung wurde an jedem Masten die Länge der Oberflächenrisse gemessen. An Scheiben, die im theoretischen Boden-Luft-Bereich (TGL) 1,5 m vom unteren Stammende entnommen wurden, wurde der Holzfeuchtegradient im Mastquerschnitt bestimmt. Mittels digitaler Bildanalyse der im Boden-Luft-Bereich entnommenen Scheiben wurden die Fläche der Innenrisse und der Mastquerschnitt gemessen. Kollaps wurde qualitativ bestimmt. Die Holzfeuchte im Masteninneren war bei allen drei Programmen nach der Trocknung immer noch sehr hoch. Bei einigen Masten lag sie in den äußeren 25 mm des imprägnierbaren Bereichs über 25%. Die höchste gesamte Oberflächenrisslänge ergab sich bei dem Programm 70°C/59°C/12 Tage. Eine Absenkung der Feuchttemperatur des Programms mit 80°C Trockentemperatur von 21 auf 11°C bei gleichzeitig längerer Trocknungsdauer führte zu keiner Reduzierung von Innenrissen oder Kollaps. Bei einer Absenkung der Feuchttemperatur auf 11°C wurde eine leichte Reduzierung von Innenrissen beobachtet, wenn die Trockentemperatur von 80 auf 70°C gesenkt wurde. Aus dieser Vorstudie kann geschlossen werden, dass bei einer Trockentemperatur von 80°C die Masten länger als 8  Tage getrocknet werden sollten, und dass eine Trockentemperatur unter 80°C zur Minimierung möglicher schwerwiegender Trocknungsfehler in Betracht gezogen werden sollte.