Ahşap korumada entegre kazan sistem tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of integrated boiler system in wooden protection
Yazar: KADİR KAYAHAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN YÖRÜR
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mobilya ve Dekorasyon Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Endüstri Ürünleri Tasarımı = Industrial Design ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Ağaç malzeme dış ortamda kullanıldığında kimyasal, fiziksel, biyotik ve abiyotik
faktörlerin etkisine maruz kalmaktadır. Bu faktörlere karşı en yaygın koruma yöntemi
emprenye uygulamasıdır. Emprenye uygulamasının kalitesi ve başarısı emprenye
maddesinin oduna nüfuzu ve retensiyon değeri ile ilişkilidir.
Bu çalışmada, ahşap korumada kullanılan mevcut emprenye kazan sistemlerine ek
olarak sıvı azot sisteminin entegre edilmesi ile retensiyon miktarının ve nüfuz
derinliğinin artırılması amaçlanmıştır. Üretilen bu sistem az yer kaplayan, PLC ile
kontrol edilebilen ve retensiyon miktarını arttırmada kullanılacak sıvı azot sistemine
sahiptir. Çalışma kapsamında hava kurusu ve tam kuru halde Doğu ladini (Picea
orientalis L.) ve Uludağ göknarı (Abies bornmullerianamattf.) odunları, emprenye
maddesi olarak Tanalith-E 3492 ve retensiyon arttırmak için kriyojenik uygulamalarda
sıklıkla kullanılan -196 °C deki sıvı azot kullanılmıştır. 
Emprenye uygulaması için deney örnekleri, entegre kazanda 15 dakika sıvı azot
uygulamasından sonra dış ortamda bir hafta bekletilmiştir. Emprenye uygulamasında
örnekler, ön vakum, basınç ve son vakuma tabi tutulmuştur. Sıvı azot ve emprenye
uygulanan örneklerin kontrol grupları ile retensiyon miktarları karşılaştırılmıştır.
Çalışmada, sıvı azotun mekanik özellikler üzerindeki etkisini incelemek için eğilme
direnci, liflere paralel basınç direnci, dinamik eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet
modülü değerleri belirlenmiştir. Ayrıca sıvı azotun odun üzerindeki etkisini incelemek
için yoğunluk, denge rutubet miktarı, görüntü analizi, SEM, EDX ve penetrasyon
değerleri incelenmiştir.
Sonuç olarak; sıvı azot ön uygulamasının ağaç malzemenin emprenye kabiliyetini
arttırmasının yanı sıra ağaç malzemenin istenmeyen özelliği olan rutubet alışverişinide
azalttığı belirlenmiştir. Sıvı azota tabi tutulan odunların yoğunluklarının ve denge
rutubet miktarlarının azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca odunun retensiyon miktarını ve
mekanik özelliklerini artırdığı tespit edilmiştir. Tasarlanan entegre kazan sisteminin
verimli çalışması, az yer kaplaması, iş gücü ve zamandan tasarruf sağlaması en önemli
avantajlarıdır.

Anahtar Sözcükler : Emprenye, Retensiyon, Sıvı azot, Geçirgenlik, SEM, EDX,
Mekanik özellikler, kriyojenik.

Abstract:
The wooden material is exposed to chemical, physical, biotic and abiotic factors when
used in outdoor environment. The most common protection method against these
factors is impregnation. The quality and the success of the impregnation is related to
the penetration to wood and retention value of the impregnation material.
In this study, it has been aimed to increase retention amount by integrating liquid
nitrogen system in addition to existing impregnation boiler systems used in wood
protection. This produced system has a space-saving liquid nitrogen system that can
be controlled by PLC and used to increase the retention amount. In the scope of the
study, air dried and oven dried Oriental Spruce (Picea Orientalis L.) and Uludağ Fir
(Abies bornmulleriana mattf.) woods, Tanalith-E 3492 as impregnation material and
liquid nitrogen at -196 °C which is frequently used in cryogenic applications to
increase retention have been used. 
For the impregnation, the test specimens have been kept for one week in outdoor after
fifteen minutes liquid nitrogenization in the integrated boiler. In the impregnation,
specimens have been subjected to pre-vacuum, pressure and final vacuum. Control
groups and retention amounts of liquid nitrogenised and impregnated specimens have
been compared.
In this study, the bending resistance, compression strength parallelto grain, the
dynamic bending resistance and the modulus of elasticity in bending have been
determined to investigate the effect of the liquid nitrogen on the mechanical resistance.
In addition, density, equilibrium moisture content, image analysis, SEM, EDX and
Penetration values have been examined to investigate the effect of liquid nitrogen on
wood.
As a consequence, the liquid nitrogen pre-treatment increased the wooden material's
impregnation ability and reduced the undesirable property of the wooden material, the
moisture exchange. It has been determined that the densities and equilibrium moisture
amounts of the woods subjected to liquid nitrogenization decreased. It has also been
found that it improved the wood's retention amount and mechanical properties. The
designed integrated boiler system's efficient operation, space-saving, labor force and
saving time are the most important advantages.

Key Word : Impregnation, Retention, Liquid nitrogen, Permeability, SEM,
EDX, Mechanic properties, cryogenic.