Abstract
The black pine logs damaged by pine wilt disease in Jeju-do were heat-treated to extend the utilization of domestic trees damaged by pine wilt disease. The heat-treatment of wood requires wood to be heated to $56^{\circ}C$ for 30 min at the core. The average moisture content and top-diameter of the black pine logs were ranged from 46% to 141% and from 180 mm to 500 mm, respectively. And the basic specific gravity and oven-dry specific gravity of the black pine logs were 0.47 and 0.52, respectively. The time required for heat-treatment at $105^{\circ}C$ temperature was ranged from 7.7 h to 44.2 h, depending on moisture content and top-diameter. The temperature distribution was used to predict the time required for heat-treatment of black pine log with various moisture contents and top-diameters using finite difference method. The thermal properties of wood including the thermal conductivity and specific heat in accordance with moisture content were calculated. Heat transfer coefficient for mixed convection in form of adding natural convection and forced convection was used for heat transfer analysis. The error between the measured and predicted values ranged from 3% to 45%. The predicted times required for heat-treatment of black pine log with 50% moisture content and 200 mm, 300 mm, and 400 mm top-diameter were 10.9 h, 18.3 h, and 27.0 h, respectively. If the initial moisture content of black pine log is 75%, heat treatment times of 13.6 h, 22.5 h, and 32.8 h were predicted in accordance with top-diameter. And if the initial moisture content of black pine log is 100%, heat treatment times of 16.2 h, 26.5 h, and 38.2 h were predicted in accordance with top-diameter. When the physical properties of logs damaged by pine wilt disease are presented, these results can be applicable to the heat-treatment of red pine and Korean pine logs as well.
제주도 지역에서 소나무재선충병 피해를 받은 곰솔 원목의 이용확대를 위하여 열처리를 수행하였다. 열처리는 처리 원목의 중심부가 소나무재선충의 사멸온도인 $56^{\circ}C$를 30분간 유지하여야 한다. 곰솔 원목의 초기함수율과 말구지름은 각각 46% ~ 141%, 180 mm ~ 500 mm의 범위이고, 기본비중과 전건비중은 각각 0.47, 0.52이었다. $105^{\circ}C$ 조건에서 함수율과 말구지름에 따라 열처리에 소요되는 시간은 7.7 h ~ 44.2 h의 범위로 측정되었다. 다양한 함수율 및 지름을 갖는 곰솔 원목의 열처리 소요시간을 예측하기 위하여 열처리 진행 중 처리목 내부의 온도분포를 유한차분법을 적용한 2차원 열전달 해석을 통하여 제시하였다. 열전달 해석을 위한 목재의 열적 특성은 함수율에 따른 열전도계수와 비열을 적용하였으며, 자연대류와 강제대류를 합한 형태의 혼합대류에 의한 혼합대류계수를 적용하였다. 실험값과 예측 값의 오차는 3 ~ 45%의 범위로 분석되었다. 곰솔 원목에서 초기함수율이 50%이고, 말구지름이 200 mm, 300 mm, 400 mm인 경우, 예측된 열처리 소요시간은 각각 10.9 h, 18.3 h, 27.0 h이었다. 초기함수율이 75%일 때, 지름에 따라 각각 13.6 h, 22.5 h, 32.8 h이고, 초기함수율이 100%일 때, 지름에 따라 각각 16.2 h, 26.5 h, 38.2 h이었다. 이러한 열처리 소요시간의 예측방법에 소나무와 잣나무 등 다른 소나무재선충병 피해목의 물리적 특성을 적용하면, 함수율과 말구지름에 따른 열처리 소요시간을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
