Feuchtemessung - ein Muss in der Holzindustrie
28.04.2017 | von Michael Stoll
Das Einsatzgebiet von Holz ist äußerst breit gefächert. Eine seit Jahren signifikant wachsende Nachfrage von Holz als Energielieferant, steigert den Bedarf an effizienten Produktionsprozessen für die Verarbeitung des Rohstoffs Holz in die verschiedenen Brennstoffformen (z.B. Hackschnitzel, Pellets, Briketts). Die Energiegewinnung durch den nachwachsenden Rohstoff ist CO2 neutral. Die CO2 Aufnahme von Holz, über den gesamten Lebenszeitraum, deckt sich mit dem Ausstoß an CO2 bei deren Verbrennung. Aufgrund dieses schlagkräftigen Arguments wird Holz als Energielieferant in Zukunft noch wichtiger werden, als es heute bereits ist.
Warum eine Feuchtemessung für Holz in einer Produktionsanlage sinnvoll ist?
Um Holz bequem als Energiequelle nutzen zu können, durchläuft es im Herstellungsprozess verschiedene Materialformen. Holz, das als Biomasse verwendet wird, wird in der Regel zu Hackschnitzeln oder Pellets verarbeitet. Beim Verbrennen von Hackschnitzeln muss ein optimaler Heizwert erreicht werden. Dieser Heizwert hängt unter anderem stark vom Feuchtegehalt der Hackschnitzel ab. Bei der Herstellung von Pellets ist die Restfeuchte ein kritischer Faktor für die Qualität der Holzpellets. Zur Pelletproduktion werden Sägespäne oder klein gehackte Holzstücke unter hohem Druck durch eine Stahlmatrize gepresst. Die so geformten Presslinge werden anschließend auf eine definierte Länge abgebrochen.
Wird die Pelletpresse mit zu trockenen Sägespänen beschickt, sinkt die Produktionsleistung, der Verschleiß der Presse steigt erheblich, und die Matrize kann sogar verstopfen. Ist der Feuchtegehalt der Sägespäne hingegen deutlich zu hoch, entsteht hinter der Matrize statt hochwertiger Pellets lediglich ein holzartiger Brei.
Um die oben genannten Probleme bei der Verbrennung von Hackschnitzeln und der Herstellung von Holzpellets zu vermeiden, ist der Einsatz eines Feuchtemesssystems äußerst hilfreich. Qualität, Lagerfähigkeit und Wirtschaftlichkeit von Pellets und Hackschnitzeln werden durch die Installation einer Feuchtemessung erheblich verbessert. Zusätzlich zur Steigerung der Produktqualität bietet ein Feuchtemesssystem die Möglichkeit, aufwendige und kostenintensive Trocknungs- oder Befeuchtungsprozesse zu optimieren.
Wie installiere ich einen Feuchtesensor im Produktionsprozess?
Ein sehr wichtiger Aspekt bei der Implementierung einer Feuchtemessung ist die Identifizierung einer geeigneten Messposition für den Feuchtesensor im Produktstrom beziehungsweise im Produktionsprozess. Um bestmögliche Messwerte bei der Bestimmung des Wassergehalts von Materialien wie Hackschnitzeln, Pellets oder Sägespänen zu erzielen, ist es entscheidend, dass diese Materialien gleichmäßig und mit konstanter Materialhöhe über die Sensoroberfläche gefördert werden.
Hierfür stehen speziell entwickelte Einbaukits für Sägemehl, Hobelspäne und Hackschnitzel zur Verfügung, die auf dem Markt erhältlich sind. Ein Beispiel für ein solches Einbaukit ist die Integration von Feuchtemesssensoren in pneumatisch betriebenen Verdichtereinheiten oder in Schneckenverdichtern. Feuchtemesssysteme können jedoch ebenso in verschiedene Förderanlagen einer bestehenden Produktionslinie integriert werden. Da jede Anlage ihre eigenen individuellen Eigenschaften besitzt und die Feuchtemessung an einer sinnvoll gewählten Stelle erfolgen muss, ist eine individuelle Beratung mehr als empfehlenswert.
Welches Einbaukit ist das richtige für meinen Messpunkt?
Je nach Messsituation in einer Produktionsanlage können unterschiedliche Einbaukits verwendet werden, wobei bereits vorhandene Förderelemente (z. B. Schneckenförderer, Kratzkettenförderer, Rutschen, Becherwerke) genutzt werden können.
Installation einer Feuchtemessung im freien Materialfall:
Befindet sich das Material im freien Fall in einem Fallschacht, bietet sich die Installation einer pneumatischen Verdichtungseinheit an. Für eine problemlose Integration in die Produktionsanlage sollte der freie Fall des Materials mindestens einen Meter betragen. In diesem Fall wird die Verdichtungseinheit mit integriertem Feuchtesensor im freien Fall des Materials positioniert. Dort erfasst sie einen Teilstrom der Sägespäne, verdichtet ihn mittels eines pneumatischen Zylinders und fördert ihn homogen über die Messfläche des Feuchtesensors. Das Ergebnis ist eine exakt arbeitende Feuchtemessung mit äußerst geringen Schwankungen im Messwert.
Einbau einer Feuchtemessung in eine Schneckenverdichtereinheit
Ist eine Installation des Feuchtesensors im freien Fall nicht möglich, besteht alternativ die Möglichkeit, einen Teil der Sägespäne mit einer Schneckenverdichtungseinheit aufzunehmen und über den Feuchtesensor zu fördern. Eine SFM4-Schneckenverdichtungseinheit erzeugt kontinuierliche, konstante Messbedingungen und führt das gemessene Material anschließend wieder dem Produktionsprozess zu. Der speziell angepasste Schneckenförderer schafft ideale Voraussetzungen für die Feuchtemessung. Dadurch liefert der integrierte Feuchtesensor präzise und reproduzierbare Feuchtewerte des verdichteten Materials.
Kann ich meine Produktionsanlage mit einer Feuchtemessung nachrüsten?
Oft bietet eine Industrieanlage zahlreiche geeignete Messpositionen für die Installation eines Feuchtemesssystems. So können die Feuchtesensoren beispielsweise in einen bereits vorhandenen Schneckenförderer integriert werden. Je nach Materialverhalten erfordert dies eine Anpassung der Schraubenwendel. Weitere Möglichkeiten für eine Feuchtemessung sind auch Silos oder Übergabepunkte von Förderbändern.
Feuchtemesstechnik steigert die Nachhaltigkeit, die Qualität und die Wirtschaftlichkeit
Einer der vielen Vorteile des Einsatzes von Feuchtemesstechnik in der Pelletproduktion ist die enorme Verbesserung der Produktqualität. Ein gut integriertes Feuchtemesssystem kann nicht nur die Qualität des Endprodukts deutlich steigern, sondern auch die Produktionskosten erheblich senken.
Optimierung der Produktqualität:
- permanente Qualitätskontrolle direkt im Produktionsprozess
- Qualitätsmanagement wird transparenter und kann digital archiviert werden
- der Wassergehalt des Materials kann präzise für spätere Lagerungsanforderungen eingestellt werden
- fehlerhafte Chargen können erkannt und ausgeschleust werden
- die Herstellung hochwertiger Pellets (z. B. DIN-plus, EN-plus) wird möglich
Kosteneinsparungen durch Feuchtesensoren:
- energieintensive Trocknungs- oder Befeuchtungsprozesse können optimiert werden
- der Wassergehalt im Endprodukt kann wirtschaftlich optimiert werden
- zeitaufwendige und kostenintensive Labortests können auf ein Minimum reduziert werden
Dokumentationsvideo des Pelletwerks in Falun (Schweden)
Die Einbaupositionen der Feuchtesensoren im Swiss-Combi-Trockner befinden sich im Materialeinlauf und im Materialaustrag. Weitere Feuchtemessungen wurden im Konfektionierungsprozess integriert.
Weitere Anwendungsbeispiele für Feuchtemessungen und Feuchtesensoren in der Biomasse- und Holzindustrie:
