Die Schwedische Universität für Agrarwissenschaften (SLU) führte im Februar 2013 in Zusammenarbeit mit dem schwedischen Forschungsunternehmen Energidalen AB eine Studie durch, um die Qualität der Feuchtemessung mit dem System von INADCO Moisture Measurement im Vergleich zum Trockenschrank gemäß der Europäischen Norm (EN 14774-1:2009) zu bestimmen.
Ziel
Es besteht ein wachsendes Interesse am Handel von Biomasse als Brennstoff auf Grundlage des Energiegehalts anstelle des Handelsvolumens oder -gewichts. Daher ist es wichtiger zu wissen, welcher Feuchtigkeitsgehalt die Biomasse aufweist. Eine gängige Methode zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts ist die Verwendung eines Ofens im Labor. Diese Methode ist jedoch zeitaufwendig und die verwendeten Proben sind aufgrund ihrer geringen Größe nicht immer repräsentativ. Ziel dieser Studie war es herauszufinden, ob das System von INADCO Moisture Measurement zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Biomasse online verwendet werden kann.
Messsystem
Das Inline-Messsystem von INADCO Moisture Measurement besteht aus drei Teilen.
Der erste Teil ist der Probennehmer, eine horizontal bewegliche Platte, die kleine Proben aus einem fallenden Produktstrom entnimmt. Diese Probe wird in einen Zylinder mit einem Durchmesser von 315 mm und einem Volumen von 20 Litern gelegt. Der Probennehmer muss mehrmals kleine Proben entnehmen, bevor der Zylinder vollständig gefüllt ist. Auf diese Weise entsteht eine große Probe, die repräsentativ für die Menge des Produkts ist, das während des Füllens des Zylinders passiert ist.
Der zweite Teil ist das Echtzeitwiegen des Zylinders. Das Gewicht wird im Steuerungssystem verwendet, um festzustellen, ob der Zylinder vollständig gefüllt ist, und für die Bestimmung der Schüttdichte, die das Ergebnis der Division dieses Gewichts durch das bekannte Volumen von 20 Litern ist.
Der dritte Teil ist für die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts. Dafür ist der 20-Liter-Zylinder doppelwandig ausgeführt. Zwischen ihnen ist die Messsonde montiert. Diese Messsonde umfasst eine Fläche von etwa 85% des Zylinders und hat eine Eindringtiefe von 8-10 cm im Material auf der Grundlage einer Hochfrequenztechnik. Aufgrund des großen Volumens der Probe im Zylinder, der großen Messsonde und der hohen Eindringtiefe der Messsonde ist es möglich, den Feuchtigkeitsgehalt fast aller in dem Zylinder gesammelten Materialien zu bestimmen.
Sobald der Zylinder vollständig gefüllt ist, wird die Probenahme gestoppt, um kurz darauf eine zuverlässige Messung in einer stabilen Umgebung durchzuführen. Wenn die Messung abgeschlossen ist, öffnet der Probennehmer den Boden des Zylinders, damit das gesammelte Produkt in den immer noch durchfließenden Materialstrom zurückkehren kann. Wenn der Boden wieder geschlossen ist, wird die Probenahme wieder aufgenommen. Die Zykluszeit für eine vollständige Messung beträgt etwa 1 Minute. Die Ergebnisse werden in absoluten Werten (gr/l) oder Prozent angezeigt und an einen Prozesscomputer gesendet.
Der Test
Für die Studie haben SLU und Energidalen 80 verschiedene Proben von je 50 Litern in einem Bereich von 35%, 50% und 75% Feuchtigkeitsgehalt mit verschiedenen Materialfraktionen erstellt. Sie verwendeten verschiedene Arten von gehacktem Holz wie Fichte, Birke, Kiefer, Stammholz und Astholz sowie Mischungen dieser Materialien. Im Test wurden auch Rinde und Torf verwendet.
Jede vorbereitete Probe wurde immer 2-mal mit dem INADCO-System gemessen. Da dies ein Testaufbau war, wurde die Probe auf die horizontale Platte gelegt und dann wurde die Platte manuell in den Zylinder gedreht, damit das Produkt im Zylinder gesammelt werden konnte, bis der Zylinder vollständig gefüllt war. Aus jedem gefüllten Zylinder wurden unmittelbar nach der Messung 2 Proben entnommen, um sie mit dem Trockenschrank zu vergleichen. Auf diese Weise konnten 160 Messergebnisse und Referenzpunkte verglichen werden. Alle Ergebnisse wurden in Excel eingegeben, so dass eine Regressionslinie in einem Graphen ohne Klassifizierung nach Holzart, Feuchtigkeitsgehalt oder Partikelgröße bestimmt werden konnte.
Ergebnis
Der Test ergab, dass die in der INADCO-Messtechnik verwendete Technik mindestens genauso zuverlässig und genau ist wie der Trockenschrank, der zur Überprüfung der Messergebnisse verwendet wird. Der Korrelationsgraph zeigte deutlich, dass die Genauigkeit des INADCO-Messsystems signifikant zunimmt, wenn eine Klassifizierung verwendet wird.
Präsentation
Die ersten Ergebnisse dieses Tests wurden auf der ETA Biomass Conference and Exhibition vorgestellt, einer wissenschaftlichen Konferenz, die Anfang Juni in Kopenhagen, Dänemark, stattfand. Viele Teilnehmer bewerteten die Ergebnisse als “bemerkenswert gut”.
Nächster Schritt
Die Ergebnisse des Tests wurden von Energidalen als äußerst positiv bewertet, so dass sie sich verpflichtet haben, einen weiteren Test durchzuführen, bei dem das INADCO-System in eine echte Prozessanlage integriert wird und die SLU erneut die Tests durchführt und die Ergebnisse bewertet. Darüber hinaus wird die SLU ein “wissenschaftliches Papier” verfassen, das den bedeutenden Fortschritt mit dieser neuen Technologie beschreibt.