TROCKNUNGSVERFAHREN VON. R. Pecenka, H. Lenz, C. Idler HACKSCHNITZELN

Transkript

1 TROCKNUNGSVERFAHREN VON R. Pecenka, H. Lenz, C. Idler HACKSCHNITZELN

2 Inhalt Einleitung Erntetechnik Lagerung und Trocknung Zusammenfassung

3 Zielstellung Entwicklung von ressourceneffizienten Verfahren zur Bereitstellung von Holz aus KUP und AFS für die stoffliche und energetische Nutzung Arbeitsschwerpunkte Anbau und Ernte Lagerung, Trocknung und Logistik Umweltwirkungen und Kosten

4 Agrarholz - Verfahrenskette Ernte Transport ATB Lager Schweier Warum muss gelagert und getrocknet werden? Ernte im Winter bei Wassergehalten (Holz) von x = 5 6 %. Forderung Heizwerk: üblicherweise x < 35 %. Natürliche Trocknung im Lagerhaufen mit geringen Kosten möglich. ATB

5 Erntetechnik Einstufige Verfahren ATB ATB ATB A Feldhäcksler B Mähhacker Vorteile Hohe Flächenleistung Herkömmliche Maschinen (bekannte Abläufe) Optimale Nutzung der Reihenstruktur Eigene Abfuhrlogistik Nachteile Hohe Investitionskosten Regionale Verfügbarkeit Hoher Wassergehalt Probleme mit Doppelreihen Limitiert im Durchmesser 6

6 Erntetechnik Zweistufige Verfahren ATB Schweier FVA C Forsttechnik D Rutensammler E Motor-manuell Vorteile Forstliche Dienstleistung Arbeitsfortschritt ist unabhängig von Begleitfahrzeugen Längere Umtriebszeiten Niedrigere Lagerverluste und Wassergehalte (?) Nachteile Reduzierte Flächenleistung Höherer logistischer Aufwand Nachhacken erforderlich 7

7 Lagerung und Trocknung Probleme und Lösungsansätze

8 Einfluss der Hackschnitzelgröße Praxisversuche G3 / P31S G5 / P45S Ganzbaum Optimales Format für Trocknung und Lagerung?

9 Lagerversuche / Trocknungverhalten G3 / P31S G3 / P31S Vliesabdeckung G5 / P45S Dom-Belüftung Ganzbaummiete ~ 26 m³ G3 / P31S ~ 5 m³ Vliesabgedeckte Lagerhaufen/Silo

10 Ergebnisse Praxislagerversuch Febr. 214 Standort Altentreptow (MV) 2x >5m³ Mieten 5j. Pappel Max P31S Feldhäcksler 351kg/m³ FM P45S ATB-Mähhacker 341kg/m³ FM

11 Partikelgrößenverteilung 1 Summenhäufigkeit [Ma.-%] Max N = 6 Min Feldhäcksler mit KUP 13 FB traktormontierter ATB-Gehölzmähhacker UG P16S DIN EN ISO UG P31S/P45S DIN EN ISO OG P16S DIN EN ISO OG P31S DIN EN ISO OG P45S DIN EN ISO Siebweite- bzw. Hackschnitzellänge [mm]

12 Temperatur, Wassergehalt und Masseverlust Masseverlust [% T.M. ] Masseverlust [% T.M. ] P31S-Masseverlust P45S-Masseverlust P31S-Wassergehalt P45S-Wassergehalt P31S-Lagertemperatur P45S-Lagertemperatur Außentemperatur Jahr 214 Diff. WG: 14% Max Min- N = Wassergehalt [%] / Temperatur [ C] Wassergehalt [%] / Temperatur [ C] P31S: WG Ein : 59,9% (N = 6) WG 6M : 34% (N = 26) MV 6M : 17% P45S: WG Ein : 58,5% (N = 6) WG 6M : 31% (N = 29) MV 6M : 18%

13 Aschegehalt 9 Aschegehalt [Ma.-%] Max N = = Min- - Rinde natürliches Holz-Rinden-Verhältnis P31S- (fein) P45S (grob) Standort Ertrag Pflanzverband Ø P31S = 2,2 m-% Ø P45S = 1,6 m-% Holz Jahr

14 Heizwert 2, 19,5 P31S (fein) P45S (grob) 15, P31S (fein) P45S (grob) Heizwert (H u(wf) ) [MJ/kg T.M. ] 19, 18,5 18, 17,5 17, 16,5 16, 15,5-2, % - 2,3 % Heizwert (H u ) [MJ/kg F.M. ] 12,5 1, 7,5 5, 2, % + 39 % 15, , Jahr

15 Ergebnisse Feinhackschnitzel (Köllitsch 212) G3 / P31S G3 / P31S Vliesabdeckung Dom-Belüftung Kondensatschicht (Auslagerung nach 12 Monaten)

16 Ergebnisse Feinhackschnitzel (Köllitsch 212) G3 / P31S G3 / P31S Vliesabdeckung Dom-Belüftung Kondensatschicht (Auslagerung nach 12 Monaten)

17 Ergebnisse Vliesabdeckung G3 / P31S Mass Trockenmasseverlust loss pile Silotemperatur temperature ambient Außentemperatur temperature * calorific Heizwertvalue water Wassergehalt content Max Min Masseverlust loss (% [m-%] dm ) Net calorific Heizwert value [MJ/kgFM] (MJ/kg wb ) Water Wassergehalt content (% [%] wb ) Pile Silo- and und ambient Außentemperatur temperature [ C] (C ) Jahr Year * verlustbereinigt

18 Ergebnisse Dom-Belüftung G3 / P31S Mass Trockenmasseverlust loss pile Silotemperatur temperature ambient Außentemperatur temperature * calorific Heizwertvalue water Wassergehalt content 31,6 Max Min 28, Masseverlust [m-%] Heizwert [MJ/kg FM ] * verlustbereinigt Jahr Wassergehalt [%] Silo- und Außentemperatur [ C]

19 Lagerergebnisse nach 6 Monaten Vliesabdeckung Masseverlust loss (% [m-%] dm ) Net calorific Heizwert value [MJ/kgFM] (MJ/kg wb ) Mass Trockenmasseverlust loss pile Silotemperatur temperature ambient Außentemperatur temperature calorific Heizwertvalue water Wassergehalt content Max Min Water Wassergehalt content (% [%] wb ) Pile Silo- and und ambient Außentemperatur temperature [ C] (C ) G3 / P31S Masseverlust 15 % Wassergehalt 29,4 % Jahr Year 212 Dom-Belüftung Masseverlust [m-%] Heizwert [MJ/kg FM ] Mass Trockenmasseverlust loss pile Silotemperatur temperature ambient Außentemperatur temperature calorific Heizwertvalue water Wassergehalt content 31,6 Max Min 28, Wassergehalt [%] Silo- und Außentemperatur [ C] G3 / P31S Masseverlust 22 % Wassergehalt 29, % Jahr

20 Ganzbaumlagerung Praxismaßstab 11x8x3 m ~ 26 m³ Verbesserte Trocknung und reduzierte Lagerverluste?

21 Ergebnisse Ganzbaumlagerung 5 1 Masseverlust [% T.M. ] Masseverluste Wassergehalt Außentemperatur 7,3 9,4 2,7 3,1 3,7 6,1 7,1 N = Wassergehalt [%] / Temperatur [ C Masseverlust Ca. 9 % Wassergehalt Ca. 42 % Jahr

22 Wie Lagern? G5 G3 Feinhackschnitzel V P U Grobhackschnitzel

23 Wie Lagern? 1 3 m³ G3 G5 5 1 m³

24 Zusammenfassung Verbesserte Technologien insbesondere im Bereich Ernte und Lagerung von Agrarholz sind Grundvoraussetzung für eine Etablierung von KUP in der Landwirtschaft. Die Lagerung von Hackschnitzeln in unbelüfteten Haufen ist unweigerlich mit Schimmelpilzbefall und TM-Verlusten von bis zu 25 % p.a. verbunden. Nach 6-monatiger Hackschnitzellagerung trocknen Hackschnitzel auf Wassergehalte von ca. 3 % verbunden mit einem Heizwertanstieg um 4 %. Grobhackschnitzel zeigen im Vergleich zu Feinhackschnitzeln leicht verbesserte Lagereigenschaften. Ganzbaumlagerung ermöglicht eine Reduzierung der Verluste auf 1 % bei allerdings deutlich schlechterer Trocknung. Weitere Praxisversuche zur Optimierung der Lagergestaltung geplant

25 Dr.-Ing. Ralf Pecenka Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.v., Abteilung Technik der Aufbereitung, Lagerung & Konservierung Vielen Dank!