Zu Hause – überall, wo Feuchte ist
Autor: Martin Stoll
Kapazitive Feuchtemessung fördert Wettbewerbsfähigkeit von biomasseverarbeitenden Betrieben. Ein großer Teil der Holzindustrie vertraut bei der Herstellung von Pellets bereits auf die Onlinefeuchtemessung von ACO Automation Components, Wutöschingen/DE. Durch die genaue Kontrolle des Feuchtegehalts können Effizienzsteigerungen, Kosteneinsparungen und eine Verbesserung der Produktqualität erzielt werden.
Die Einsatzmöglichkeiten von Holz sind vielfältig. Die Energiegewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnt immer mehr an Bedeutung, um die Klimaziele zu erreichen. Bei der Verarbeitung von Baumstämmen zu Schnittholz, wie beispielsweise Balken oder Brettern, fallen große Mengen an Nebenprodukten wie Sägespäne, Abschnitte an. Für die Herstellung von Pellets werden Sägespäne unter hohem Druck durch eine Stahlmatrize gepresst und diese stehen anschließend als Energieträger zur Verfügung. Damit die Pelletierung von Sägespänen sicher gelingt, müssen diese vor dem Pressen eine definierte Materialfeuchte aufweisen. Von der Anlieferung der Rohstoffe über die Trocknung, das Pressen bis hin zur Lagerung der fertigen Pellets ist die Feuchtemessung von entscheidender Bedeutung. Neben der zu erzielenden Produktqualität stehen Kostenminimierung und Effizienzsteigerung ganz oben auf der Agenda der Produzenten. Das Wissen, wo Verbesserungen möglich sind und schlankere Betriebsabläufe eingeführt werden können, führt unmittelbar zu positiven Ergebnissen im Prozess.
Warum Feuchtemessung?
Die Feuchtemessung bei der Pelletierung hat mehrere Vorteile:
- Kontinuierliche und dauerhafte Prozesskontrolle
- Steigerung der Effizienz
- Reduzierung der Energiekosten
- Verringerung von Ausschuss
- Qualitätssicherung der Endprodukte
- Zeitaufwendige manuelle Labortests werden minimiert
Die entscheidende Messposition
Die Messposition des Feuchtemesssensors ist entscheidend, da jede Produktionsanlage ihren eigenen Charakter hat und daher die Feuchtemessung an einer sinnvollen Stelle erfolgen muss, wie man seitens ACO betont. Eine zuverlässige Onlinefeuchtemessung setzt voraus, dass das zu messende Material homogen sowie mit konstanter Dichte an der Messfläche des Feuchtemesssensors vorbeigeführt wird. Konstante Messbedingungen sind entscheidend, und der richtige Einbauort ist daher von großer Bedeutung für die Qualität der Feuchtemessung.
Je nach gewünschter oder möglicher Messposition sowie den vorhandenen Förderorganen, beispielsweise Förderschnecken, Kratzkettenförderer oder Rutschen, und in Abhängigkeit von eventuellen Übergängen zwischen diesen, sind verschiedene Einbaumöglichkeiten realisierbar. Sehr oft kann die Onlinefeuchtemessung ohne großen Aufwand in eine bestehende Industrieanlage integriert werden. Der Einbau in ein Förderorgan, wie beispielsweise eine Förderschnecke, bietet sich besonders an, da hier eine große Menge an Material am Feuchtemesssensor vorbeigeführt und somit gemessen werden kann.
Durch den hohen Anteil des gemessenen Materials am gesamten Materialstrom ist das Messergebnis sehr aussagekräftig und stellt daher eine gute Regelgröße für die weiteren Verarbeitungsschritte dar. Für Anwendungen, bei denen eine geeignete Einbauposition nicht direkt zur Verfügung steht, hat ACO im Laufe der Jahre diverse Einbau-Kits entwickelt. So kann beispielsweise mittels einer Schneckenverdichtereinheit ein Teilstrom erzeugt werden oder Material im freien Fall mit einer Sammelvorrichtung entnommen und anschließend gemessen werden.
Die Einbau-Kits schaffen kontinuierlich konstante Messbedingungen und führen das gemessene Material anschließend wieder dem Produktionsprozess zu. Weitere Möglichkeiten der Feuchtemessung können darüber hinaus auch Silos oder Übergabestellen von Förderbändern sein.
Messpositionen in der Pelletsproduktion
In der Pelletsproduktion gibt es verschiedene relevante Messpositionen. Diese umfassen, neben der Materialanlieferung, auch die Trocknung, die Hammermühle, den Konditionierer und den Reifebehälter sowie Messpunkte vor und nach der Pelletspresse. Bereits bei der Annahme von Hackschnitzeln oder Sägespänen als Rohmaterial kann die Onlinefeuchtemessung im höheren Feuchtebereich eingesetzt werden, wodurch sie zuverlässige Messwerte für den weiteren Prozess liefert. Zudem trägt die Messung sowohl vor als auch nach dem Trockner wesentlich zur optimalen Regelung des Trockners bei, was wiederum die Effizienz steigert und nachweislich die Kosten des energieintensiven Produktionsprozesses senkt. Das getrocknete Material wird in der Regel zunächst in einer Hammermühle zerkleinert, anschließend in einem Paddelmischer konditioniert und schließlich in einem Reifebehälter zwischengelagert.
Der Feuchtegehalt nach der Konditionierung beeinflusst die Pelletierung maßgeblich. Bevor die Sägespäne in die Pelletspresse gelangen, messen wir ihren Feuchtegehalt. So stellen wir sicher, dass er den optimalen Wert erreicht. Sollte der Feuchtegehalt zu niedrig sein, können wir ihn durch Zugabe von Wasser anpassen. Zu trockene Sägespäne führen zu geringerer Produktionsleistung, starkem Verschleiß der Presse und erhöhen das Risiko von Verstopfungen oder Beschädigungen der Matrize. Ein zu hoher Feuchtegehalt hingegen beeinträchtigt die Qualität der Pellets und macht sie als Brennstoff ungeeignet. Die Feuchtemessung vor der Presse gewährleistet einen verschleißarmen Betrieb und eine hohe Qualität der Pellets. Auch nach dem Pressvorgang, im abgekühlten Zustand, messen wir den Feuchtegehalt der Pellets, um die Qualität zu sichern.
Optimierte Feuchtemesssysteme
ACO bietet kapazitive Feuchtemesssensoren an, die kontinuierlich und je nach Material und Verdichtung 10 bis 15 cm in das Material hinein messen. Die Messfläche aus Zirkonoxidkeramik schützt die empfindliche Messelektronik auch unter rauen Bedingungen. Dadurch stehen die Feuchtemesssensoren in direktem und permanentem Kontakt mit dem Material. Diese Art der Messung liefert ein Messsignal mit hoher Informationsdichte und Qualität. Mit der kontinuierlichen Onlinefeuchtemessung lassen sich geschlossene Regelkreise aufbauen und proaktiv in den Verarbeitungsprozess eingreifen. So werden mögliche Probleme durch Feuchte außerhalb der Toleranz vermieden. Die kapazitiven Feuchtemesssensoren sind unempfindlich gegenüber Verschmutzung, Fremdlicht und Materialfarbe. Zusätzlich sind die Feuchtemesssensoren aufgrund ihrer Größe und Bauform einfach nachträglich zu montieren. Nach einer einmaligen Kalibrierung liefern die Feuchtemesssensoren kontinuierlich zuverlässige Messwerte. Die Kalibrierung erfolgt komfortabel während der laufenden Produktion mit der intuitiv bedienbaren Kalibriersoftware.
Das kapazitive Messprinzip
ACO-Feuchtemesssensoren nutzen das rein kapazitive Messprinzip und arbeiten im optimalen Frequenzbereich für die Wassererkennung. Sie sind weit verbreitet, einfach zu integrieren und zu kalibrieren, da sie zuverlässig, genau und schnell reagieren, argumentiert der Hersteller. Ein kapazitiver Feuchtemesssensor besteht aus zwei flächigen Elektroden, vor denen sich das zu messende Material befindet. Wenn sich die Feuchte im Material ändert, ändert sich auch die Kapazität. Durch Anlegen von Wechselspannung an die Elektroden lässt sich die Kapazitätsänderung erfassen und auswerten. Wie die meisten industriell genutzten Feuchtemessverfahren gehört auch das kapazitive Messprinzip zu den indirekten Messverfahren, die eine materialspezifische Kalibrierung erfordern. Darüber hinaus ermöglicht die einfache Integration und Kalibrierung eine schnelle Implementierung in verschiedene Systeme.
Fazit
Die Onlinefeuchtemessung bietet daher eine Vielzahl von Vorteilen bei der Verarbeitung von Sägespänen, Hackschnitzeln, Pellets und anderer Biomasse. Durch die genaue Kontrolle des Feuchtegehalts können Effizienzsteigerungen, Kosteneinsparungen und eine Verbesserung der Produktqualität erzielt werden. Herkömmliche Methoden wie manuelle Probenahme und Laboranalysen sind zeitaufwendig und liefern keine Echtzeitdaten. Die kapazitive Feuchtemessung hingegen revolutioniert aus Sicht ACOs diesen Bereich, indem sie präzise und kontinuierliche Messungen direkt im Verarbeitungsprozess ermöglicht, auf die entsprechend zeitnah reagiert werden kann. Diese Technologie ist daher ein unverzichtbares Werkzeug für biomasseverarbeitende Unternehmen und trägt zur Nachhaltigkeit und Wettbewerbsfähigkeit der Branche bei, ist man sich bei ACO sicher.
Über ACO
ACO ist ein mittelständisches Unternehmen im Südschwarzwald, unweit der Schweizer Grenze. Seit über 22 Jahren hat sich das Unternehmen auf dem Gebiet der industriellen Feuchtemessung einen Namen gemacht. Dank langjähriger Erfahrung und umfangreichem Fachwissen bietet ACO eine breite Palette an Produkten und Lösungen zur Integration industrieller Feuchtemesssysteme.
Das Hauptaugenmerk liegt auf der Produktion und dem Vertrieb von Feuchtemessgeräten, die vorrangig zur Echtzeiterfassung der Materialfeuchte in Schüttgütern verschiedenster Art eingesetzt werden. ACO bedient dabei zahlreiche Industriezweige, darunter Baustoffe, Bergbau, Beton, Biomasse, Chemie, Düngemittel, Energie, Futtermittel, Gießerei, Pellets, Keramik, Lebensmittel, Molkerei, Pharma, Recycling und Saatgut.
