Metody Pomiaru Wilgotności Zrębki Wierzby Energetycznej
- Szczegóły
Ponieważ zapotrzebowanie na surowce drzewne, takie jak zrębki, trociny oraz produkty gotowe, takie jak pelety, stale rośnie, to coraz większego znaczenia nabiera usprawnienie pomiaru wilgotności biomasy. Procentowa zawartość wilgotności w materiałach drzewnych jest istotnym czynnikiem w określaniu zawartości energii przy danej objętości surowca.
Wbrew pozorom, pomiar wilgotności materiałów roślinnych jest skomplikowanym zadaniem. Zasadniczo istnieją dwie metody pomiaru wilgotności dowolnego materiału lub produktu z biomasy: analiza próbek lub ciągła analiza materiałów podczas ich przemieszczania się, czy to na wejściu do zakładu czy podczas przetwarzania.
Metody Pomiaru Wilgotności
Znane są 4 metody pomiaru wilgotności materiałów sypkich, wykorzystujące różne zjawiska fizyczne, różniące się stopniem złożoności układu pomiarowego czy możliwościami montażu, dobierane zawsze do konkretnego rodzaju materiału, do konkretnej aplikacji.
Analiza Próbek
Metoda pobierania wybiórczo próbek jest powszechnie stosowana. Polega na ważeniu próbek surowca pobranych z ciężarówki, suszeniu ich przez 24 do 48 godzin, a następnie ponownym ważeniu. Chociaż jest to bardzo dokładna metoda, to oczywiście istnieje duże opóźnienie w uzyskiwaniu wyników. Poza tym, pomimo, że wyniki są bardzo precyzyjne, to dotyczą tylko zbadanych próbek i mogą nie być reprezentatywne dla materiału w całej jego objętości.
Szybkie Pomiary Specjalistycznymi Urządzeniami
Rozwiązaniem są szybkie pomiary przy pomocy specjalizowanych urządzeń. Firma Schaller opracowała miernik do szybkiej analizy zrębków BMA-2, który dokonuje pomiaru w czasie krótszym niż 60 sekund, natomiast firma MoistTech oferuje urządzenie do ciągłego pomiaru wilgotności biomasy IR-3000W.
Przeczytaj także: Pomiar jakości wody: poradnik eksperta
Aby uzyskać wiarygodny wynik pomiaru, potrzebne jest wystarczająco dużo próbek materiału. Przy czym próbki powinny być możliwie reprezentatywne dla wszystkich materiałów w partii. Dodatkowo wydajny system pomiaru wilgotności musi oferować dużą objętość pomiarową, znacznie większą niż przenośne / doręczne urządzenia dostępne na rynku. Jednak konsystencja, rozmiar i gęstość nasypowa stanowią wyzwanie dla dokładnego pomiaru wilgotności materiałów drzewnych. Sprzęt oferowany przez firmę Schaller pozwala kategoryzować zrębki drzewne pod względem ich rozmiaru i rozdrobnienia. Pomiar uwzględnia wypełnienie komory pomiarowej z wagą, kompensację temperaturową i zastosowanie dedykowanych krzywych kalibracyjnych. Firma opracowała krzywe wilgotności w oparciu o różne rodzaje materiału drzewnego. Cały asortyment produktów Schaller można również dostosować do specyfikacji klienta.
Jednak jeśli surowiec jest zanieczyszczony innymi materiałami, to wyzwanie pomiarowe staje się jeszcze większe. Jeśli zanieczyszczenie pozostaje takie samo dla wszystkich partii towaru, to można w laboratorium producenta dostosować do niego krzywą pomiarową. Jednak często tak nie jest i wtedy pomiar staje się bardzo trudny lub wręcz niemożliwy. Ogólnie rzecz biorąc, każdy miernik jest skonstruowany do danego zastosowania i danego materiału.
Klient może stosować w zakładzie kilka różnych metod pomiarowych, z których każda ma swoje zalety i wady. Dlatego firmy oferuja szeroki zakres instrumentów ręcznych, przenośnych oraz pracujących w trybie ciągłym z natychmiastowymi odczytami. Seria urządzeń humimeter do drewna jest odpowiednia dla wiórów drzewnych, trocin, peletów, kory i tym podobnych. W przypadku montażu systemu ciągłego pomiaru wilgotności zrębków BLO na przenośnikach można stosować różne konfiguracje czujników dobranych na podstawie materiału (np. wiórów drzewnych lub trocin).
Dokładność jaką można osiągnąć w zakresie odczytów wilgotności zależy od prawidłowo opracowanej krzywej kalibracyjnej dla danego materiału i spójności materiału, który przesuwa się nad czujnikiem wilgotności materiału drzewnego. Czujniki działają online, niektóre mogą być stosowane w przenośnikach ślimakowych lub na przenośnikach taśmowych.
Przykłady Urządzeń do Pomiaru Wilgotności
Wspomniany wcześniej humimeter BMA, to narzędzie przeznaczone specjalnie dla firm, które kupują duże ilości zrębków drzewnych i płacą za tonę. BMA jest miernikiem dokonującym pomiaru w pełni automatycznie po umieszczeniu zasobnika z próbką materiału w urządzeniu przez operatora. System waży próbkę, a następnie ściska do określonego ciśnienia, przy którym wykonywany jest pomiar a jego wynik wyświetlany na wbudowanym ekranie. Opcjonalnie system może również wyliczyć wagę tony ATRO (tona suchego materiału).
Przeczytaj także: Jak prawidłowo mierzyć wilgotność drewna?
Podobnie jak system BLO miernik wilgotności zrębków MoistTech IR-3000W zapewnia natychmiastowe wyniki. To urządzenie pomiarowe pracuje w bliskiej podczerwieni (NIR) i może być używany do pomiaru wilgotności w różnych rodzajach materiałów z biomasy, pod warunkiem, że próbki materiałów (surowce lub produkty gotowe) są uwzględnione w kalibracji urządzenia. Re-kalibracja miernika powinna być wykonywana w przypadku wystąpienia zmian w materiałach lub środowisku procesu.
IR-3000W może być zainstalowany bezpośrednio nad taśmą przenośnika w celu analizy wilgotności w czasie rzeczywistym. Pozwala to na pomiar biomasy w czasie rzeczywistym. Pomiar taki daje lepszą dokładność niż pojedynczo, wyrywkowo badane próbki, ponieważ rozwiązanie online monitoruje praktycznie cały materiał przesuwający się pod bezkontaktowym czujnikiem.
Firma MoistTech oferuje dodatkowo oprogramowanie na systemem Windows. Pozwala to zintegrować IR-3000 z dowolnym komputerem zakładu, dzięki czemu wyniki są przekazywane i zapisywane automatycznie na dysku wybranego komputera.
IR-3000 jest sprawdzonym w wielu zastosowaniach urządzeniem MoistTech do pomiaru wilgotności online, opracowanym do natychmiastowej, bezdotykowej analizy w najtrudniejszych warunkach produkcyjnych. Bezkontaktowy czujnik optyczny urządzenia jest niewrażliwy na zmiany w materiale, takie jak wielkość cząstek, ich wysokość i kolor. Instrument zapewnia ciągłe, wiarygodne odczyty przez długie lata bez konieczności ponownej kalibracji.
Inne Metody Pomiaru Wilgotności Materiałów Sypkich
- Pomiar mikrofalowy: Metoda bezkontaktowa, stosowana w przypadku materiałów sypkich nieprzewodzących.
- Pomiar neutronowy: Polega na pomiarze szybkich neutronów spowalnianych przez atomy wodoru. Najczęściej stosowana do pomiaru wilgotności koksu, piasku i rudy żelaza.
- Pomiar w oparciu o podczerwień: Metoda bezkontaktowa, wykorzystująca zjawisko pochłaniania fal podczerwieni przez mierzone materiały.
- Pomiar pojemnościowy wilgotności: Jedyna metoda kontaktowa, bazująca na pomiarze stałej dielektrycznej materiałów sypkich.
Badania nad Pomiarem Wilgotności Wierzby
W pracy przedstawiono analizę możliwości wykorzystania istniejących urządzeń do określania wilgotności pędów i zrębków wierzby. W przypadku wilgotności pędów testowano wilgotnościomierz rezystancyjny do drewna, natomiast w przypadku zrębków wierzby analizie poddano urządzenie pojemnościowe do oznaczania wilgotności materiałów sypkich oraz urządzenie rezystancyjne do określania wilgotności pasz objętościowych (siana, słomy). Uzyskane wyniki zostały porównane z wynikami pomiaru metodą suszarkowo-wagową. Stwierdzono że, do pomiaru wilgotności pędów wierzby energetycznej możliwe jest wykorzystanie mierników rezystancyjnych po wcześniejszej ich kalibracji. Natomiast przy pomiarze wilgotności zrębków wierzby nie jest możliwe zastosowanie istniejących urządzeń pomiarowych. Konieczne jest opracowanie nowej metody pomiaru ze szczególnym uwzględnieniem sposobu przygotowania materiału przed badaniem.
Przeczytaj także: Wilgotność posadzki: poradnik
Znaczenie Kontroli Wilgotności
Wilgotność materiałów sypkich odgrywa często niebagatelną rolę dla całego procesu. Wszędzie gdzie zmiana wilgotności materiału podnosi koszty produkcji poprzez wydłużenie procesu suszenia czy dodawanie wody; powoduje dodatkowe zużycie energii; zwiększa masę produktu czy też negatywnie wpływa na jakość produktu końcowego, konieczna jest jej kontrola.
Tradycyjnie zrębki drzewne były traktowane jako produkt uboczny, wykorzystywany głównie do produkcji papieru lub jako materiał do ściółkowania. Wilgotność zawarta w zrębkach drzewnych ma bezpośredni wpływ na ilość energii, którą można z nich uzyskać. Proces konwersji zrębków na energię wymaga dodatkowej energii, jeśli wilgotność materiału jest wysoka.
tags: #metody #pomiaru #wilgotnosci #zrebki #wierzby #energetycznej
