تجفيف الخشب

يتم حساب محتوى الرطوبة في الخشب على أنه تغير الكتلة كنسبة من الكتلة الجافة، وذلك باستخدام الصيغة التالية: ^{[ 6 ]}

${\displaystyle {\text{محتوى الرطوبة}}={\frac {m_{\text{g}}-m_{\text{od}}}{m_{\text{od}}}}\times 100\%}$

هنا،${\displaystyle m_{\text{g}}}$هي الكتلة الخضراء للخشب،${\displaystyle m_{\text{od}}}$هي كتلتها بعد التجفيف في الفرن (أي الوصول إلى كتلة ثابتة بشكل عام بعد التجفيف في فرن مضبوط على درجة حرارة103 ± 2  درجة مئوية ((218 ± 4  درجة فهرنهايت ) لمدة 24 ساعة كما ذكر ووكر وآخرون ، 1993). يمكن أيضًا التعبير عن المعادلة كنسبة من كتلة الماء وكتلة الخشب المجفف في الفرن بدلاً من النسبة المئوية. على سبيل المثال،0.59  كجم/كجم (على أساس التجفيف في الفرن) يعبر عن نفس نسبة الرطوبة مثل 59% (على أساس التجفيف في الفرن).

عندما يجف الخشب الأخضر، يكون الماء الحر الموجود في تجاويف الخلايا، والمحتفظ به بفعل الخاصية الشعرية فقط، هو أول ما يتبخر. ولا تتأثر الخصائص الفيزيائية، مثل المتانة والانكماش، عمومًا بتبخر الماء الحر. وتُعرَّف نقطة تشبع الألياف (FSP) بأنها نسبة الرطوبة التي عندها يجب أن يختفي الماء الحر تمامًا، بينما تكون جدران الخلايا مشبعة بالماء المرتبط. وفي معظم أنواع الأخشاب، تقع نقطة تشبع الألياف عند نسبة رطوبة تتراوح بين 25 و30%. وقد ذكر سياو (1984) أن نقطة تشبع الألياف${\displaystyle X_{\text{fsp}}}$تعتمد قيمة (كجم/كجم) على درجة الحرارة T (°مئوية) وفقًا للمعادلة التالية:

${\displaystyle X_{\text{fsp}}=0.30-(T-20C)/1000K\;}$(1.2)

يستخدم Keey et al. (2000) تعريفًا مختلفًا لنقطة تشبع الألياف (محتوى الرطوبة المتوازن للخشب في بيئة ذات رطوبة نسبية 99٪).

تتغير العديد من خصائص الخشب بشكل ملحوظ عند تجفيفه إلى ما دون نقطة تشبع الألياف، بما في ذلك:

1. الحجم (من الناحية المثالية لا يحدث انكماش حتى يتم فقدان بعض الماء المرتبط، أي حتى يجف الخشب إلى ما دون نقطة التشبع بالألياف)؛
2. القوة (تزداد القوة بشكل عام باستمرار مع تجفيف الخشب تحت مستوى FSP، ^{[ 7 ]} باستثناء قوة الانحناء الناتج عن الصدمات، وفي بعض الحالات، المتانة)؛
3. المقاومة الكهربائية ، التي تزداد بسرعة كبيرة مع فقدان الماء المرتبط عندما يجف الخشب أسفل نقطة تشبع الألياف.

الخشب مادة ماصة للرطوبة ، إذ يمتلك القدرة على امتصاص الرطوبة أو إطلاقها على شكل بخار. ويُمارس الماء الموجود في الخشب ضغط بخار خاص به، يتحدد بحجم الشعيرات الدموية الممتلئة بالماء في أي لحظة. إذا كان ضغط بخار الماء في الهواء المحيط أقل من ضغط البخار داخل الخشب، يحدث إطلاق البخار. وتفرغ الشعيرات الدموية الأكبر حجمًا، الممتلئة بالماء في ذلك الوقت، أولًا. وينخفض ​​ضغط البخار داخل الخشب تدريجيًا مع دخول الماء إلى الشعيرات الدموية الأصغر حجمًا. وفي النهاية، تصل عملية إطلاق البخار إلى مرحلة يتساوى فيها ضغط البخار داخل الخشب مع ضغط البخار في الهواء المحيط فوقه. وتكون كمية الرطوبة المتبقية في الخشب في هذه المرحلة في حالة توازن مع ضغط بخار الماء في الهواء المحيط، وتُسمى محتوى الرطوبة المتوازن (EMC) (سياو، 1984). بسبب خاصية امتصاص الرطوبة، يميل الخشب إلى الوصول إلى محتوى رطوبة يكون في حالة توازن مع الرطوبة النسبية ودرجة حرارة الهواء المحيط.

تتفاوت نسبة الرطوبة المتوازنة للخشب بشكل ملحوظ مع الرطوبة النسبية المحيطة (وهي دالة لدرجة الحرارة)، وبدرجة أقل مع درجة الحرارة نفسها. وقد ذكر سياو (1984) أن نسبة الرطوبة المتوازنة تتفاوت أيضًا بشكل طفيف جدًا مع نوع الخشب، والإجهاد الميكانيكي، وتاريخ تجفيف الخشب، والكثافة، ومحتوى المستخلصات، واتجاه امتصاص الرطوبة (أي الامتزاز أو التحلل).

يحتفظ الخشب بخصائصه الاسترطابية بعد استخدامه. ثم يتعرض لتقلبات في الرطوبة، وهي العامل المهيمن في تحديد محتواه المائي المتوازن. وقد تكون هذه التقلبات دورية بدرجات متفاوتة، مثل التغيرات اليومية أو التغيرات الموسمية السنوية.

لتقليل التغيرات في محتوى رطوبة الخشب أو حركة القطع الخشبية أثناء الاستخدام، يُجفف الخشب عادةً حتى يصل محتوى رطوبته إلى مستوى قريب من متوسط ​​محتوى الرطوبة المتوازن (EMC) في الظروف التي سيتعرض لها. وتختلف هذه الظروف باختلاف الاستخدامات الداخلية والخارجية في المنطقة الجغرافية نفسها. فعلى سبيل المثال، وفقًا للمعيار الأسترالي لجودة تجفيف الأخشاب (AS/NZS 4787، 2001)، يُوصى بأن يكون محتوى الرطوبة المتوازن (EMC) بين 10 و12% في معظم الولايات الأسترالية، مع العلم أن بعض المناطق في كوينزلاند والإقليم الشمالي وغرب أستراليا وتسمانيا قد تصل إلى 15 أو 18%. ومع ذلك، ينخفض ​​محتوى الرطوبة المتوازن (EMC) إلى 6 أو 7% في المنازل والمكاتب الجافة ذات التدفئة المركزية أو في المباني المكيفة باستمرار.

قد يحدث انكماش وتورم في الخشب عند تغير نسبة الرطوبة فيه. ^{[ 8 ] [ 9 ]} يحدث الانكماش مع انخفاض نسبة الرطوبة، بينما يحدث التورم مع ارتفاعها. لا يكون تغير الحجم متساوياً في جميع الاتجاهات، إذ يحدث أكبر تغير في الأبعاد في الاتجاه المماسي لحلقات النمو. عادةً ما يكون الانكماش من النخاع إلى الخارج، أو شعاعياً، أقل بكثير من الانكماش المماسي، بينما يكون الانكماش الطولي (على طول الألياف) ضئيلاً لدرجة يمكن إهماله عادةً. يتراوح الانكماش الطولي بين 0.1% و0.3%، في حين يتراوح الانكماش العرضي بين 2% و10%. غالباً ما يكون الانكماش المماسي ضعف الانكماش في الاتجاه الشعاعي، مع أنه في بعض الأنواع يصل إلى خمسة أضعاف. يتراوح الانكماش بين 5% و10% في الاتجاه المماسي، وبين 2% و6% في الاتجاه الشعاعي. ^{[ 10 ]}

يرتبط الانكماش العرضي التفاضلي للخشب بما يلي:

1. تناوب الزيادات في الخشب المتأخر والخشب المبكر داخل الحلقة السنوية؛
2. تأثير أشعة الخشب على الاتجاه القطري؛ ^{[ 11 ]}
3. خصائص بنية جدار الخلية مثل تعديلات زاوية الألياف الدقيقة والحفر؛
4. التركيب الكيميائي للصفيحة الوسطى.

يمكن وصف تجفيف الخشب بأنه فن ضمان حصر التغيرات الكبيرة في أبعاده الناتجة عن الانكماش في عملية التجفيف. ومن الناحية المثالية، يُجفف الخشب حتى يصل إلى نسبة الرطوبة المتوازنة التي سيصل إليها لاحقًا (أثناء الاستخدام). وبذلك، تُقلل التغيرات الإضافية في الأبعاد إلى أدنى حد.

من المستحيل على الأرجح القضاء تمامًا على التغيرات في أبعاد الخشب، ولكن يمكن تقريب هذه العملية من خلال التعديل الكيميائي. على سبيل المثال، يمكن معالجة الخشب بمواد كيميائية لاستبدال مجموعات الهيدروكسيل بمجموعات وظيفية كارهة للماء أخرى من عوامل التعديل. ^{[ 12 ]} من بين جميع العمليات المتاحة، برز تعديل الخشب باستخدام أنهيدريد الخل لكفاءته العالية في مقاومة الانكماش أو التمدد دون إلحاق الضرر بالخشب. مع ذلك، كان انتشار عملية أستلة الخشب تجاريًا بطيئًا نظرًا لتكلفتها العالية، والتآكل، واحتجاز حمض الخل في الخشب. يوجد كمٌّ هائل من الدراسات المنشورة حول التعديل الكيميائي للخشب.

Drying timber is one method of adding value to sawn products from the primary wood processing industries. According to the Australian Forest and Wood Products Research and Development Corporation (FWPRDC), green sawn hardwood, which is sold at about $350 per cubic metre or less, increases in value to $2,000 per cubic metre or more with drying and processing. However, currently used conventional drying processes often result in significant quality problems from cracks, both externally and internally, reducing the value of the product. For example, in Queensland (Anon, 1997), on the assumption that 10% of the dried softwood is devalued by $200 per cubic metre because of drying defects, saw millers are losing about $5 million a year. In Australia, the loss could be $40 million a year for softwood and an equal or higher amount for hardwood. Thus, proper drying under controlled conditions prior to use is of great importance in timber use, in countries where climatic conditions vary considerably at different times of the year.

Drying, if carried out promptly after felling of trees, also protects timber against primary decay, fungal stain and attack by certain kinds of insects. Organisms, which cause decay and stain, generally cannot thrive in timber with a moisture content below 20%. Several, though not all, insect pests can live only in green timber.

In addition to the above advantages of drying timber, the following points are also significant:^[7]

1. Dried timber is lighter, and the transportation and handling costs are reduced.
2. Dried timber is stronger than green timber in most strength properties.
3. Timbers for impregnation with preservatives have to be properly dried if proper penetration is to be accomplished, particularly in the case of oil-type preservatives.
4. In the field of chemical modification of wood and wood products, the material should be dried to a certain moisture content for the appropriate reactions to occur.
5. Dry wood generally works, machines, finishes and glues better than green timber (although there are exceptions; for instance, green wood is often easier to turn than dry wood). Paints and finishes last longer on dry timber.
6. The electrical and thermal insulation properties of wood are improved by drying.

Prompt drying of wood immediately after felling therefore significantly upgrades and adds value to raw timber. Drying enables substantial long-term economy by rationalizing the use of timber resources. The drying of wood is thus an area for research and development, which concern many researchers and timber companies around the world.

ينتقل الماء في الخشب عادةً من المناطق ذات المحتوى الرطوبي الأعلى إلى المناطق ذات المحتوى الرطوبي الأقل. ^{[ 7 ]} تبدأ عملية التجفيف من السطح الخارجي للخشب وتتجه نحو المركز، كما أن التجفيف الخارجي ضروري لطرد الرطوبة من المناطق الداخلية للخشب. بعد ذلك، يصل الخشب إلى حالة توازن مع الهواء المحيط من حيث المحتوى الرطوبي.

تُستخدم ثلاث قوى دافعة رئيسية في مختلف نماذج الانتشار، وهي: محتوى الرطوبة، والضغط الجزئي لبخار الماء، والجهد الكيميائي للماء. ^{[ 13 ] [ 14 ]} وسيتم تناول هذه القوى هنا، بما في ذلك الخاصية الشعرية، وهي آلية لنقل الماء الحر في الأخشاب اللينة النفاذة. ويُعد فرق الضغط الكلي القوة الدافعة أثناء تجفيف الخشب بالتفريغ.

تكمن الصعوبة الرئيسية في تجفيف الأخشاب في ميل طبقاتها الخارجية إلى الجفاف بسرعة أكبر من الطبقات الداخلية. فإذا سُمح لهذه الطبقات بالجفاف إلى ما دون نقطة تشبع الألياف بينما لا تزال الطبقات الداخلية مشبعة، تتولد إجهادات (تُسمى إجهادات التجفيف) نتيجةً لتقييد انكماش الطبقات الخارجية بفعل الرطوبة الداخلية. ^{[ 13 ]} ويحدث تمزق في أنسجة الخشب، وبالتالي تشققات وانقسامات إذا تجاوزت هذه الإجهادات عبر الألياف قوة الترابط بينها.

يكمن التحكم الناجح في عيوب التجفيف في الحفاظ على توازن بين معدل تبخر الرطوبة من السطح ومعدل خروجها من داخل الخشب. وسنشرح الآن كيفية التحكم في عملية التجفيف. من أنجح طرق تجفيف الخشب أو ترطيبه التجفيف في الأفران، حيث يُوضع الخشب في حجرة الفرن على شكل أكوام ويُجفف بالبخار، ثم يُطلق البخار ببطء.

تتحكم ظروف التجفيف الخارجية (درجة الحرارة، والرطوبة النسبية، وسرعة الهواء) في الظروف الخارجية لعملية التجفيف، وبالتالي في معدل التجفيف، كما تؤثر على معدل حركة الرطوبة الداخلية. ويتأثر معدل التجفيف بظروف التجفيف الخارجية، كما سيتم توضيحه لاحقًا ^{[ 10 ] [ 13 ] .}

درجة حرارة

إذا بقيت الرطوبة النسبية ثابتة، فكلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد معدل التجفيف. تؤثر درجة الحرارة على معدل التجفيف من خلال زيادة قدرة الهواء على الاحتفاظ بالرطوبة، وكذلك من خلال تسريع معدل انتشار الرطوبة عبر الخشب.

درجة الحرارة الفعلية في فرن التجفيف هي درجة حرارة البصيلة الجافة (يرمز لها عادةً بـ Tg)، وهي درجة حرارة خليط البخار والغاز التي تُقاس بإدخال مقياس حرارة ذي بصيلة جافة. أما درجة حرارة البصيلة الرطبة (TW) فهي درجة الحرارة التي تصل إليها كمية صغيرة من السائل المتبخر في كمية كبيرة من خليط غير مشبع من الهواء والبخار. يُحافظ على رطوبة عنصر استشعار درجة الحرارة في هذا المقياس بواسطة غلاف من نسيج مسامي (قماش) يوضع عادةً في خزان ماء نظيف.  يلزم تدفق هواء لا يقل عن 2 م/ث لمنع تكون منطقة من الهواء الرطب الراكد حول الغلاف. ^{[ 10 ]} وبما أن الهواء يمر فوق الغلاف المبلل، يتبخر الماء ويبرد مقياس حرارة البصيلة الرطبة. يُستخدم الفرق بين درجتي حرارة البصيلة الجافة والرطبة، أي انخفاض درجة حرارة البصيلة الرطبة، لتحديد الرطوبة النسبية من مخطط رطوبة قياسي. ^{[ 10 ]} يشير الفرق الأكبر بين درجة حرارة الهواء الجاف ودرجة حرارة الهواء الرطب إلى انخفاض الرطوبة النسبية. على سبيل المثال، إذا كانت درجة حرارة الهواء الجاف 100  درجة مئوية ودرجة حرارة الهواء الرطب 60  درجة مئوية، فإن الرطوبة النسبية تُقرأ على مخطط قياس الرطوبة بنسبة 17%.

الرطوبة النسبية

تُعرَّف الرطوبة النسبية للهواء بأنها الضغط الجزئي لبخار الماء مقسومًا على ضغط البخار المشبع عند نفس درجة الحرارة والضغط الكلي. ^{[ 6 ]} عند ثبات درجة الحرارة، تؤدي الرطوبة النسبية المنخفضة إلى معدلات تجفيف أعلى نظرًا لزيادة تدرج الرطوبة في الخشب، الناتج عن انخفاض محتوى الرطوبة في الطبقات السطحية عند انخفاض الرطوبة النسبية للهواء. تُعبَّر الرطوبة النسبية عادةً كنسبة مئوية. أما بالنسبة للتجفيف، فإن المعيار الأساسي الآخر المرتبط بالرطوبة النسبية هو الرطوبة المطلقة، وهي كتلة بخار الماء لكل وحدة كتلة من الهواء الجاف (كيلوغرام من الماء لكل كيلوغرام من الهواء الجاف). ومع ذلك، تتأثر الرطوبة المطلقة بكمية الماء في الهواء الساخن.

معدل دوران الهواء

يعتمد وقت التجفيف وجودة الخشب على سرعة الهواء ودورانه المنتظم. عند ثبات درجة الحرارة والرطوبة النسبية، يُمكن الحصول على أعلى معدل تجفيف ممكن من خلال دوران الهواء بسرعة على سطح الخشب، مما يُؤدي إلى إزالة الرطوبة المتبخرة منه بسرعة. مع ذلك، لا يُعدّ معدل التجفيف المرتفع مرغوبًا دائمًا، خاصةً بالنسبة للأخشاب الصلبة غير المنفذة، لأن معدلات التجفيف المرتفعة تُولّد إجهادات أكبر قد تُسبب تشقق الخشب أو تشوهه. عند سرعات مروحة منخفضة جدًا، أقل من 1  متر/ثانية، يكون تدفق الهواء عبر المدخنة غالبًا تدفقًا صفائحيًا، ولا يكون انتقال الحرارة بين سطح الخشب وتيار الهواء المتحرك فعالًا بشكل خاص. ^{[ 10 ]} لا تُمثل الفعالية المنخفضة (خارجيًا) لانتقال الحرارة مشكلة بالضرورة إذا كانت حركة الرطوبة الداخلية هي العامل المحدد الرئيسي لحركة الرطوبة، كما هو الحال بالنسبة لمعظم الأخشاب الصلبة. ^{[ 15 ]}

يتم تصنيف الأخشاب على النحو التالي وفقًا لسهولة تجفيفها ومدى قابليتها للتلف أثناء التجفيف:

الأخشاب شديدة المقاومة للحرارة

تتميز هذه الأخشاب ببطء وسرعة تجفيفها، ما يجعل المنتج النهائي خالياً من العيوب، وخاصة الشقوق والانقسامات. ومن أمثلتها الأخشاب الإنشائية الثقيلة ذات الكثافة العالية، مثل خشب الكينا ذي اللحاء الحديدي ( Eucalyptus paniculata )، وخشب الكينا الأسود ( Eucalyptus pillularis )، وخشب الكينا الأزرق الجنوبي ( Eucalyptus globulus )، وخشب اللوبوستيمون ( Lophostemon cofertus ). وتتطلب هذه الأخشاب عناية فائقة وحماية من ظروف التجفيف السريع للحصول على أفضل النتائج. ^{[ 16 ]}

الأخشاب المقاومة للحرارة بشكل معتدل

تُظهر هذه الأخشاب ميلاً متوسطاً للتشقق والانقسام أثناء التجفيف. ويمكن تجفيفها دون عيوب باستخدام ظروف تجفيف سريعة نسبياً (أي  يمكن استخدام درجة حرارة قصوى تبلغ 85 درجة مئوية). ومن الأمثلة على ذلك خشب الكينا الأزرق ( E. saligna ) وأنواع أخرى من الأخشاب متوسطة الكثافة، ^{[ 16 ]} والتي تُعدّ مناسبة لصناعة الأثاث.

الأخشاب غير المقاومة للحرارة

يمكن تجفيف هذه الأخشاب بسرعة لتصبح خالية من العيوب حتى باستخدام درجات حرارة عالية (أكثر من 100  درجة مئوية) في أفران صناعية. إذا لم تُجفف بسرعة، فقد يتغير لونها ( بقع زرقاء ) وينمو عليها العفن. ومن أمثلتها الأخشاب اللينة والأخشاب منخفضة الكثافة مثل الصنوبر الشعاعي (Pinus radiata ).

تعتمد سرعة جفاف الخشب على عدة عوامل، أهمها درجة الحرارة، وأبعاد الخشب، والرطوبة النسبية. وقد طوّر سيمبسون وتشيرنيتز ^{[ 17 ]} نموذجًا بسيطًا لتجفيف الخشب كدالة لهذه المتغيرات الثلاثة. ورغم أن التحليل أُجري على خشب البلوط الأحمر، إلا أنه يمكن تطبيق هذه الطريقة على أي نوع من أنواع الخشب بتعديل الثوابت في النموذج.

ببساطة، يفترض النموذج أن معدل تغير محتوى الرطوبة M بالنسبة للزمن t يتناسب طرديًا مع مدى بُعد عينة الخشب عن محتوى الرطوبة المتوازن.${\displaystyle M_{e}}$، وهو دالة لدرجة الحرارة T والرطوبة النسبية h :

${\displaystyle {\frac {dM}{dt}}=-{\frac {M-M_{e}}{\tau }}}$

أين${\displaystyle \tau }$هي دالة لدرجة الحرارة T وبُعد نموذجي للخشب L ووحداتها زمنية. البُعد النموذجي للخشب هو تقريبًا أصغر قيمة لـ (${\displaystyle L_{r},\,L_{t},\,L_{L}/10}$وهي الأبعاد القطرية والمماسية والطولية على التوالي، بوحدة البوصة، مع قسمة البعد الطولي على عشرة لأن الماء ينتشر بسرعة أكبر بعشر مرات تقريبًا في الاتجاه الطولي (على طول الألياف) مقارنةً بالاتجاه العرضي. حل المعادلة أعلاه هو:

${\displaystyle {\frac {M-M_{e}}{M_{0}-M_{e}}}=e^{-{\frac {t}{\tau }}}}$

أين${\displaystyle M_{0}}$يمثل محتوى الرطوبة الأولي. وقد وُجد أنه بالنسبة لخشب البلوط الأحمر، فإن "الثابت الزمني"${\displaystyle \tau }$وقد تم التعبير عنه بشكل جيد على النحو التالي:

${\displaystyle \tau ={\frac {L^{n}}{a+bp_{\text{sat}}(T)}}}$

حيث أن a و b و n ثوابت و${\displaystyle p_{\text{sat}}(T)}$يمثل ضغط بخار الماء عند درجة الحرارة T. للزمن المقاس بالأيام، والطول بالبوصات، و${\displaystyle p_{\text{sat}}}$تم قياس القيم التالية للثوابت بوحدة مليمتر زئبقي (mmHg) لخشب البلوط الأحمر.

أ = 0.0575

ب = 0.00142

ن = 1.52

وبحل المعادلة لإيجاد وقت التجفيف نحصل على:

${\displaystyle t=-\tau \,\ln \left({\frac {M-M_{e}}{M_{0}-M_{e}}}\right)={\frac {-L^{n}}{a+bp_{\text{sat}}(T)}}\,\ln \left({\frac {M-M_{e}}{M_{0}-M_{e}}}\right)}$

على سبيل المثال، عند درجة حرارة 150  فهرنهايت، وباستخدام معادلة أردن باك ، وُجد أن ضغط بخار الماء المشبع يبلغ حوالي 192 ملم زئبق (25.6 كيلو باسكال) . وبالتالي، فإن ثابت الزمن لتجفيف لوح من خشب البلوط الأحمر بسمك بوصة واحدة (25 ملم) عند درجة حرارة 150 فهرنهايت هو    ${\displaystyle \tau =3.03}$يستغرق الأمر أيامًا، وهو الوقت اللازم لخفض محتوى الرطوبة إلى 37% من انحرافه الأولي عن حالة التوازن. إذا كانت الرطوبة النسبية 0.50، فباستخدام معادلة هايلوود-هوروبين، يكون محتوى رطوبة الخشب عند التوازن حوالي 7.4%. وبالتالي، يستغرق خفض محتوى الرطوبة في الخشب من 85% إلى 25% حوالي 4.5 أيام. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تسريع عملية التجفيف، ولكنها تزيد أيضًا من إجهاد الخشب نظرًا لزيادة تدرج الرطوبة . لا يمثل هذا مشكلة بالنسبة لحطب التدفئة، ولكن في أعمال النجارة، يؤدي الإجهاد العالي إلى تشقق الخشب وعدم صلاحيته للاستخدام. تتراوح أوقات التجفيف الطبيعية للحصول على أقل قدر من تشققات التتبيل في خشب البلوط الأحمر بسمك 25  مم (  بوصة واحدة أو 4/4) بين 22 و30 يومًا، وفي خشب بسمك 8/4 (50  مم أو  بوصتين) تتراوح بين 65 و90 يومًا.

التجفيف الهوائي هو عملية تجفيف الأخشاب بتعريضها للهواء. وتعتمد هذه التقنية بشكل أساسي على تكديس الأخشاب المنشورة (مع فصل طبقات الألواح بمواد لاصقة) على قواعد مرتفعة، في مكان نظيف وبارد وجاف ومظلل. وتعتمد سرعة التجفيف بشكل كبير على الظروف المناخية وحركة الهواء (التعرض للرياح). ولنجاح عملية التجفيف الهوائي، يجب توفير تدفق هواء مستمر ومنتظم عبر كومة الأخشاب. ^{[ 7 ]}

يمكن التحكم في معدل فقدان الرطوبة بتغطية الألواح بأي مادة غير منفذة للرطوبة نسبيًا؛ وعادةً ما يكون الزيت المعدني العادي فعالًا جدًا. كما أن تغطية أطراف جذوع الأشجار بالزيت أو الطلاء السميك يُحسّن من جودتها عند جفافها. ويُجدي تغليف الألواح أو الجذوع بمواد تسمح بمرور بعض الرطوبة نفعًا كبيرًا، شريطة معالجة الخشب أولًا ضد العدوى الفطرية بتغطية سطحه بالبنزين أو الزيت. وعادةً لا يتغلغل الزيت المعدني لأكثر من 1-2  مم تحت السطح، ويمكن إزالته بسهولة بالتسوية عندما يجف الخشب تمامًا.

• الفوائد: قد يكون استخدام طريقة التجفيف هذه أقل تكلفة (لا تزال هناك تكاليف مرتبطة بتخزين الخشب، وببطء عملية إيصال الخشب إلى السوق)، وغالبًا ما ينتج عن التجفيف بالهواء خشب ذو جودة أعلى وأسهل في العمل مقارنة بالتجفيف في الأفران.
• العيوب: اعتمادًا على المناخ، يستغرق تجفيف الخشب بالهواء عدة أشهر إلى عدة سنوات.

تعتمد عملية التجفيف الاصطناعي أو "التجفيف في الفرن" بشكل أساسي على تسخين الأخشاب. ويمكن تحقيق ذلك مباشرةً باستخدام الغاز الطبيعي و/أو الكهرباء، أو بشكل غير مباشر من خلال مبادلات حرارية تعمل بالبخار. كما تُعد الطاقة الشمسية خيارًا متاحًا. وفي هذه العملية، يُسهم التحكم الدقيق في درجة الحرارة والرطوبة النسبية ودوران الهواء في خلق ظروف متغيرة لتحقيق خصائص تجفيف محددة. ولتحقيق ذلك، تُكدس الأخشاب في غرف مُجهزة بأجهزة للتحكم في درجة حرارة الجو والرطوبة النسبية ومعدل دوران الهواء ^{[ 7 ] [ 10 ]} .

يُتيح التجفيف في غرف خاصة التغلب على القيود التي تفرضها الظروف الجوية المتقلبة. في التجفيف بالأفران، كما هو الحال في التجفيف الهوائي، يُستخدم الهواء غير المشبع كوسيط للتجفيف. تُجفف جميع الأخشاب التجارية تقريبًا في العالم في أفران صناعية. فيما يلي مقارنة بين التجفيف الهوائي، والتجفيف التقليدي بالأفران، والتجفيف الشمسي:

1. يمكن تجفيف الأخشاب إلى أي نسبة رطوبة منخفضة مرغوبة عن طريق التجفيف التقليدي أو التجفيف الشمسي في الأفران، ولكن في التجفيف بالهواء، يصعب الوصول إلى نسب رطوبة أقل من 18٪ في معظم المواقع.
2. تكون أوقات التجفيف أقل بكثير في التجفيف التقليدي بالأفران مقارنة بالتجفيف الشمسي بالأفران، يليه التجفيف بالهواء.
   • هذا يعني أنه في حال وجود استثمار رأسمالي، فإن هذا الاستثمار يبقى لفترة أطول عند استخدام التجفيف بالهواء. من جهة أخرى، يُعدّ تركيب وتشغيل وصيانة فرن صناعي مكلفاً.
   • بالإضافة إلى ذلك، فإن الخشب الذي يتم تجفيفه بالهواء يشغل مساحة، مما قد يكلف المال أيضاً.
3. في التجفيف بالهواء، لا يوجد تحكم كبير في ظروف التجفيف، لذلك لا يمكن التحكم في معدلات التجفيف.
4. تؤدي درجات الحرارة المستخدمة في تجفيف الأخشاب في الأفران عادةً إلى القضاء على جميع الفطريات والحشرات الموجودة في الخشب إذا تم استخدام درجة حرارة قصوى للهواء الجاف تزيد عن 60 درجة مئوية في برنامج التجفيف. وهذا غير مضمون في التجفيف الهوائي.
5. إذا تم التجفيف بالهواء بشكل غير صحيح (التعرض لأشعة الشمس)، فقد يكون معدل التجفيف سريعًا للغاية في أشهر الصيف الجافة، مما يتسبب في التشقق والانقسام، وبطيئًا جدًا خلال أشهر الشتاء الباردة.

تشمل المزايا الهامة للتجفيف التقليدي في الأفران زيادة الإنتاجية وتحسين التحكم في نسبة الرطوبة النهائية. يُمكّن كل من التجفيف التقليدي والتجفيف الشمسي من تجفيف الخشب إلى أي نسبة رطوبة بغض النظر عن الظروف الجوية. بالنسبة لمعظم عمليات التجفيف واسعة النطاق، يُعد التجفيف الشمسي والتجفيف التقليدي في الأفران أكثر كفاءة من التجفيف الهوائي.

تُستخدم أفران التجفيف ذات الحجرات بشكل شائع في شركات الأخشاب. يُملأ هذا النوع من الأفران بكمية ثابتة من الأخشاب، ويُمرر الهواء عبرها. في هذه الأفران، تبقى الأخشاب ثابتة. وتُعدّل ظروف التجفيف تدريجيًا وفقًا لنوع الخشب المراد تجفيفه. تُناسب هذه الطريقة احتياجات شركات الأخشاب، التي يتعين عليها تجفيف أنواع وأحجام مختلفة من الأخشاب، بما في ذلك الأخشاب الصلبة المقاومة للحرارة، والتي تكون أكثر عرضة للتشقق والانقسام من غيرها.

العناصر الرئيسية للتجفيف في الغرف هي:

مواد البناء

تُبنى هذه الحجرات عادةً من الطوب أو ألواح الخرسانة المجوفة. كما تُستخدم الصفائح المعدنية أو الألمنيوم المُسبق الصنع في بناء مزدوج الجدران مع عزل حراري مُركب، مثل الصوف الزجاجي أو رغوة البولي يوريثان، في بعض أفران الأخشاب الحديثة. مع ذلك، تُستخدم حجرات الطوب، المُغطاة من الداخل بالجير والجص (الملاط) والمطلية بطبقات مانعة للتسرب، على نطاق واسع، وقد أثبتت كفاءتها في العديد من التطبيقات.

التدفئة

تتم عملية التدفئة عادةً بواسطة مبادلات حرارية بخارية وأنابيب ذات أشكال مختلفة (مثل الأنابيب العادية أو ذات الزعانف (العرضية أو الطولية)) أو بواسطة أنابيب تهوية كبيرة تمر عبرها الغازات الساخنة من فرن يعمل بحرق الخشب. ونادراً ما يُستخدم الكهرباء أو الغاز للتدفئة.

الترطيب

تُجرى عملية الترطيب عادةً بإدخال البخار الحي إلى الفرن عبر أنبوب رش البخار. وللحد من رطوبة الهواء والتحكم بها عند تبخر كميات كبيرة من الرطوبة بسرعة من الخشب، يُجهز الفرن عادةً بنظام تهوية في جميع أنواعه.

دوران الهواء

تُعدّ دورة الهواء وسيلة لنقل الحرارة إلى جميع أجزاء الحمولة وإبعاد الرطوبة عنها. وتُعدّ أفران الدوران القسري الأكثر شيوعًا، حيث يتم تدوير الهواء بواسطة مراوح أو نافخات، والتي قد تُركّب خارج حجرة الفرن (فرن المروحة الخارجية) أو داخلها (فرن المروحة الداخلية).

خلال هذه العملية، من الضروري مراقبة نسبة الرطوبة بدقة باستخدام نظام قياس الرطوبة للحد من التجفيف الزائد، ولتمكين المشغلين من معرفة الوقت المناسب لسحب الشحنة. يُفضل أن يحتوي مقياس الرطوبة الموجود داخل الفرن على خاصية الإيقاف التلقائي.

يمكن أن تكون حجرة إزالة الرطوبة نظامًا مغلقًا (حلقة مغلقة) أو نظامًا مفتوحًا جزئيًا يستخدم مضخة حرارية لتكثيف الرطوبة من الهواء باستخدام الجانب البارد من عملية التبريد (المبخر). تُرسل الحرارة المُجمّعة إلى الجانب الساخن من عملية التبريد (المكثف) لإعادة تسخين الهواء، ثم يُعاد هذا الهواء الأكثر جفافًا ودفئًا إلى داخل الفرن. تقوم المراوح بدفع الهواء عبر أكوام الفحم كما هو الحال في الفرن العادي. تعمل هذه الأفران عادةً في نطاق  درجات حرارة من 100 إلى 160  درجة فهرنهايت، وتستهلك حوالي نصف الطاقة التي يستهلكها الفرن التقليدي. ^{[ 18 ]}

تُعدّ هذه الأفران الأسرع في التجفيف والأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. في بيئة مفرغة من الهواء، يغلي الماء عند درجة حرارة أقل. إضافةً إلى زيادة السرعة، يُمكن لفرن التجفيف المفرغ من الهواء أن يُحسّن جودة الخشب.

يؤدي انخفاض الضغط الجوي إلى خفض درجة غليان الماء، لكن كمية الطاقة اللازمة لتحويل السائل إلى بخار تبقى ثابتة. ويتحقق التوفير من خلال الاستغناء عن تدفئة مبنى ضخم، والاستغناء عن تهوية الحرارة، مع خفض الرطوبة.

بما أنه يمكن إزالة جميع المياه الحرة عند درجة حرارة أقل من 115  درجة فهرنهايت، فإن الجودة تتحسن.

بينما تستخدم طرق التجفيف التقليدية الهواء الدافئ والجاف لإزالة الماء من السطح، تستطيع أفران التجفيف الفراغية غلي الماء من داخل الخشب. وهذا ما يمكّن فرن التجفيف الفراغي الجيد من تجفيف الأخشاب السميكة جدًا بسرعة فائقة. فمن الممكن تجفيف خشب البلوط الأحمر بسمك 12/4 بوصة، بعد قطعه مباشرة من المنشار، ليصل محتواه من الرطوبة إلى 7% خلال 11 يومًا.

بما أن تجفيف الخشب يتم بتدرج بخاري - من ضغط البخار إلى الضغط الجوي - يمكن الحفاظ على رطوبة عالية جدًا. ولهذا السبب، يمكن لفرن تجفيف فراغي جيد أن يجفف خشب البلوط الأبيض بسمك 4.5 بوصة، حديث النشر، إلى نسبة رطوبة 8% في أقل من شهر، وهو إنجاز كان يُعتقد سابقًا أنه مستحيل.

الفرن الشمسي هو مزيج بين التجفيف في الأفران والتجفيف الهوائي. وهو عبارة عن دفيئة مزودة بمراوح عالية الحرارة، إما بفتحات تهوية أو بنظام تكثيف. يتميز الفرن الشمسي ببطء عملية التجفيف وتأثرها بالطقس، ولكنه منخفض التكلفة. ^{[ 18 ]} ولا يعتمد على الكهرباء من الشبكة العامة.

يؤدي غمر الخشب في الماء الجاري إلى إزالة العصارة بسرعة، ثم يُجفف في الهواء. "...يُقلل ذلك من مرونة الخشب ومتانته، ويجعله هشًا أيضًا." ^{[ 19 ]} ولكن توجد آراء أخرى، فمثلاً، "يذكر دوهامل، الذي أجرى العديد من التجارب حول هذا الموضوع المهم، أن أفضل طريقة لاستخدام الأخشاب في النجارة هي غمرها في الماء لفترة من الوقت، ثم تجفيفها؛ لأن ذلك يجعلها أقل عرضة للالتواء والتشقق أثناء التجفيف؛ ولكنه يضيف: "عندما تكون القوة مطلوبة، لا ينبغي غمر الخشب في الماء." ^{[ 20 ]}

يُسرّع غمر الخشب في الماء المغلي أو تعريضه للبخار من عملية التجفيف. ويُقال إن هذه الطريقة تُقلل من انكماشه "... لكنها مكلفة الاستخدام، وتُضعف قوة الخشب ومرونته." ^{[ 21 ]}

تتلخص عملية تجفيف الخشب بالملح في غمره في محلول من اليوريا ونترات الصوديوم، وكلها تعمل كعوامل مجففة. ثم يُجفف الخشب في الهواء. ^{[ 22 ]}

تتضمن عملية التجفيف الكهربائي تمرير تيار كهربائي عبر الخشب مما يؤدي إلى توليد الحرارة وتجفيفه. هذه الطريقة مكلفة ولكنها سريعة وذات جودة موحدة. ^{[ 22 ]}

تتم عملية التجفيف بالتجميد عن طريق خفض الضغط داخل حجرة تحتوي على الخشب إلى بضعة مليبار، مع خفض درجة حرارة الحجرة إلى ما دون نقطة الانصهار للمادة. تُضاف الحرارة عادةً ببطء إلى المادة للسماح للماء الموجود في الخشب بالتسامي مباشرةً إلى بخار، ويترسب على جدران حجرة التفريغ أو في المصيدة الباردة التي تُفرغ الحجرة من خلالها. يتطلب التجفيف بالتجميد عن طريق التسامي عادةً حوالي عشرة أضعاف الطاقة اللازمة لتبخير الماء بالحرارة. عمليًا، يمكن تجفيف الخشب بالتجميد عن طريق وضعه في درجة حرارة الغرفة داخل حجرة تفريغ يمكن تبريدها إلى -30 درجة مئوية أو أقل، ثم تفريغ الحجرة إلى بضعة مليبار، وفي الوقت نفسه تبريدها إلى درجة التجمد. ستخرج الحرارة الكامنة للجليد في الخشب عبر بخار الماء، الذي سيتكثف على شكل جليد على الجدران الداخلية للحجرة. بعد بضع ساعات من التجفيف بالتجميد تحت الفراغ، يُعاد ضغط الحجرة إلى الضغط الطبيعي، ثم يُخرج الخشب ويُغلف بكيس بلاستيكي لمنع تكثف الماء عليه، ويُترك ليعود إلى درجة حرارة الغرفة خلال بضع ساعات إلى يوم. تُكرر هذه العملية، وفي كل مرة تُزال الحرارة الكامنة في الخشب من خلال تبخر الماء الموجود فيه وتكثفه على جدران الحجرة وفي مصيدة التبريد. تُكرر هذه الدورات حتى يصل محتوى الرطوبة في الخشب إلى مستوى مقبول مُحدد مسبقًا. بدلًا من تدوير الخشب في الحجرة، يمكن إضافة الحرارة إليه بمعدل يُطابق معدل تبخر الجليد فيه إلى بخار ماء، والذي يترسب داخل الحجرة أو في مصيدة التبريد. من مزايا تجفيف الخشب بالتجميد الحفاظ على شكله، وعدم حدوث انكماش عادةً. قد يحدث انكماش بمرور الوقت بعد تجفيف الخشب بالتجميد، لكن هذا لا يُسبب عادةً أي عيوب فيه.