Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die technische Schnittholztrocknung wird von sch\u00e4dlichen Einfl\u00fcssen auf die Umwelt begleitet. Durch \u00f6kologische und \u00f6konomische Optimierung sollen diese Einfl\u00fcsse vermindert werden. Dazu werden Konzepte untersucht und L\u00f6sungen implementiert, die zu einer Senkung des Elektroenergiebedarfs f\u00fch-ren. Die verbesserte Modellierung des Trocknungsprozesses soll zu einer Verk\u00fcrzung der Trocknungszeiten und in der Folge zur Einsparung von Elektroenergie f\u00fchren. Qualit\u00e4tssicherungsma\u00dfnahmen sollen zur Minimierung von fehlerhaften Produkten beitragen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenMit fortgeschrittenen Methoden der Prozessanalyse werden die relevanten Einflussgr\u00f6\u00dfen auf den Elektroenergieverbrauch in den einzelnen Bereichen des S\u00e4gewerkes ermittelt. Auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse und der am Lehrstuhl erarbeiteten Simulationswerkzeuge werden die Trock-nungspl\u00e4ne optimiert. Probetrocknungen vor und nach der Optimierung zeigen den Erfolg der Ma\u00dfnahmen.
\nDurch str\u00f6mungstechnische Simulation der Trocknungskammern werden Schwachstellen aufgedeckt. Ma\u00dfnahmen zu deren Beseitigung werden aufgezeigt und soweit an bestehenden Anlagen m\u00f6glich implementiert.
\nMit der Nutzung von Prozessabw\u00e4rme zur Vortrocknung soll die Trocknungsdauer verringert werden. Entsprechende Einrichtungen werden projektiert und implementiert. Die Sicherung der Qualit\u00e4t wird dabei besonders ber\u00fccksichtigt.
\nDie schon jetzt zur W\u00e4rmeversorgung eingesetzte Hackschnitzelverbrennung soll hinsichtlich ihrer Eignung f\u00fcr die Eigenerzeugung von Elektroenergie durch W\u00e4rme-Kraft-Kopplung untersucht werden. Damit k\u00f6nnte ein Teil des bisher von au\u00dfen bezogenen Elektroenergiebedarfs durch den Einsatz nachwachsender Rohstoffe gedeckt werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
W\u00e4hrend der Durchf\u00fchrung des Projektes wurde der Energieverbrauch des gesamten Prozesses der Holzaufbereitung beginnend bei der Lagerung des Rundholzes, \u00fcber den Zuschnitt, die Zwischenlagerung, die Trocknung und die Endlagerung untersucht. Dabei konnten f\u00fcr den Betrieb Ma\u00dfnahmen abgeleitet werden, die zu einer Senkung des Elektroenergieverbrauchs und zu einer Verk\u00fcrzung der Trocknungszeiten bei gleichzeitiger Sicherung der Produktqualit\u00e4t f\u00fchrten. Damit verbunden ist eine Verringerung der Betriebskosten sowie eine Senkung der Investitionskosten durch effektivere Auslastung der vorhandenen Anlagen.
\nDie Untersuchungen ergaben, dass bei einem gut gef\u00fchrten Produktionsregime, die gr\u00f6\u00dften M\u00f6glichkeiten zur Einsparung von Elektroenergie in der unmittelbaren Trocknung liegen. Dies ist der zeitaufw\u00e4ndigste Prozessschritt, der die Qualit\u00e4t der Endprodukte am nachhaltigsten ver\u00e4ndert. Die Trockendauer ist von mehreren Faktoren abh\u00e4ngig, die nicht alle aktiv beeinflusst werden k\u00f6nnen. Au\u00dferdem ist Holz ein Naturprodukt, dessen Eigenschaften vielf\u00e4ltigen Schwankungen unterliegen. Die Trocknung ist ein komplizierter Prozess, der trotz eines hohen Automatisierungsgrades immer noch von den Erfahrungen des Betreibers abh\u00e4ngt. Die Kenntnisse der Betreiber und Hersteller von Trockenkammern flossen und flie\u00dfen in die Gestaltung der Apparate, die Festlegung von Trocknungspl\u00e4nen und die Umsetzung in der allt\u00e4glichen Praxis ein.
\nEs sind mehrere Varianten der Energieeinsparung untersucht worden. Die Vortrocknung bewirkt eine Absenkung der Eingangsfeuchte, erh\u00f6ht aber auch die Gefahr einer Qualit\u00e4tsminderung. Die Modifizierung der Trockenpl\u00e4ne f\u00fchrt unmittelbar zu einer Verringerung der Trockenzeit, muss aber den aktuellen Zustand des Holzes einbeziehen. Die Art der Stapelung und Luftf\u00fchrung im Trockner effektiviert den Umsatz der zugef\u00fchrten Energie, ist aber auch vom Zuschnitt der zu trocknenden Ware abh\u00e4ngig. Die Regelung der L\u00fcfterdrehzahlen minimiert unn\u00f6tigen Energieeinsatz und die Vergleichm\u00e4\u00dfigung der Feuchteunterschiede im Stapel bewirkt eine Verbesserung der Qualit\u00e4t des Schnittholzes und eine Verk\u00fcrzung der Trockenzeit.
\nDurch die Umsetzung der Ergebnisse konnte das Ziel der Senkung des Elektroenergieverbrauches erreicht werden. Allerdings bleibt festzustellen, dass im industriellen Ma\u00dfstab keine Trocknung wie die andere verl\u00e4uft. Dies und die dynamische Entwicklung des S\u00e4gewerkes, verbunden auch mit einer neu eingef\u00fchrten, auf Energieeinsparung zielenden Prozesssteuerung, erschwerte die exakte Quantifizierung der Energieeinsparung. Neben den oben aufgef\u00fchrten \u00f6kologischen Vorteilen sind folgende \u00f6konomische Effekte eingetreten, teilweise mit bedingt durch steuerungstechnische Verbesserungen au\u00dferhalb des Projekts:
\n–\tVerringerung der Betriebskosten durch Elektroenergieeinsparung
\n–\tVerringerung der Investitionskosten durch die effektivere Auslastung der vorhandenen Anlagen (Senkung der Trocknungszeiten um ca. 20%)
\n–\tVerringerung der Verluste durch Trocknungsfehler durch Prozessanalyse und -optimierung bez\u00fcglich der Kriterien Energieverbrauch, Kosten und Qualit\u00e4t
\nIn der Antragsphase waren Arbeiten geplant, die wegen der zwischenzeitlichen Beschaffung neuer Steuerungstechnik durch das S\u00e4gewerk nicht mehr erforderlich bzw. nur noch eingeschr\u00e4nkt sinnvoll waren. Um den Energieverbrauch weiter als mit konventionellen Methoden senken zu k\u00f6nnen, wurden Trocknungsversuche mit einer Vakuummikrowellenanlage durchgef\u00fchrt, durch die die Dauer der Trocknung um Gr\u00f6\u00dfenordnungen (von Wochen und Monaten auf Minuten) verk\u00fcrzt werden. Es konnte gezeigt werden, dass Vakuum-Mikrowellentrocknung von Laubholz einen Weg zu nochmaliger nachhaltiger Reduzierung des Strombedarfs der Trockner erm\u00f6glicht.
\nZur weiteren Verifizierung der Ergebnisse und f\u00fcr die Anwendung neuerer Forschungsergebnisse werden die Projektpartner auch in Zukunft zusammenarbeiten.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Projekt wurde auf der internationalen Fachmesse Ligna 2000 im Verbund mit der Dresdner Interessengemeinschaft Holz vorgestellt. Teilaspekte des Projektes zur Str\u00f6mungssimulation sind auf dem 1. Holztrocknungsseminar Biel 2000 vorgetragen worden. Der Teilaspekt Vakuum-Mikrowellentrocknung wurde auf der 8th IUFRO WOOD DRYING CONFERENCE, BRASOV, ROMANIA, 24 – 29 AUGUST 2003 vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Zusammenarbeit des Lehrstuhles Thermische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der TU Dresden mit dem S\u00e4gewerk Fa. Heidrich, Deutscheinsiedel, hat sich f\u00fcr beide Seiten als fruchtbar erwiesen. Eine weiterf\u00fchrende Zusammenarbeit findet bei einem gegenw\u00e4rtigen und einem zuk\u00fcnftigen Projekt statt. Die Aufgabe der Senkung des Energieverbrauchs ist noch nicht endg\u00fcltig abgeschlossen, Teilaspekte dieser Problematik werden in den n\u00e4chsten Jahren Gegenstand einer Forschungskooperation sein. Insbesondere sollen Qualit\u00e4tsfragen der Vakuum-Mikrowellentrocknung n\u00e4her untersucht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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