Tuotekosteuden hallinta biomassan kuivauksessa

Abstract

Useimmat biomassan jalostusprosessit, mm. kaasutus ja pyrolysointi, edellyttävät biomassan kuivaamista tietylle tasolle. Näissä prosesseissa käytettävät biomassan kuivaimet ovat pääosin jatkuvatoimisia. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia syvällisemmin ja kokeellisesti tietynlaista menetelmää, jota voitaisiin hyödyntää tuotekosteuden hallintaan jatkuvatoimisessa puubiomassan kuivauksessa. Tutkittavaksi menetelmäksi valikoitui kuivaimen poistoilman ominaisuuksien hyödyntäminen tuotekosteuden hallinnassa. Sitä tukivat aiemmat kokemukseni biomassan kuivausprosesseista sekä alustavat kirjallisuustutkielmani aiheesta.

Työn alussa käsitellään erilaisia biomassoja ja perehdytään kuivaamisen teoriaan. Ensimmäisenä tehtävänä kokeellisen vaiheen alussa oli tutkimuslaitteiston suunnittelu ja rakentaminen pienoiskoossa. Tutkimuslaitteistolla tehtiin useita eräkuivauskokeita sahanpurulla ja kuoriraaka-aineilla. Laitteistoa oli tarpeen hieman kehittää tutkimusten aikana. Saaduissa tuloksissa esiintyi jonkin verran hajontaa, eikä aivan yksiselitteistä korrelaatiota poistoilman ominaisuuksien ja tuotekosteuden välille voitu siten kehittää kaikille tutkituille raaka-aineille. Sahanpurun kuivauskokeissa saavutettiin paras korrelaatio, kun taas kuoriraaka-aineilla oli runsaammin hajontaa. Isoimpana erona raaka-aineiden kesken oli murskausaste, joka varmastikin oli pääsyynä eroavaisuuksiin. Tutkimuksissa löydettiin kuitenkin tärkeitä asetusarvoja prosessin ohjaukseen kuoriraaka-aineillekin.

Erilaisten biomassojen kuivaamista on tutkittu erittäinkin paljon koskien lähinnä kuivumisaikoja ja kuivaukseen tarvittavaa energiaa. Tutkittua tietoa puubiomassojen kuivausprosessin hallinnasta tuotekosteuden suhteen löytyi erittäin rajallisesti tällaisella epäsuoralla mittauksella. Eräältä toiselta materiaalin käsittelyn alalta tämä oli jo ennestään tuttua ja koettua tekniikkaa. Tämä työ vahvisti näkemystä siitä, että samaa mittaustapaa voidaan hyödyntää myös puubiomassojen kuivaamisen hallintaan. Tämä työ myös tuotti uudenlaisen biomassan eräkuivausinnovaation, jota mahdollisesti tullaan myöhemmin paremmin tutkimaan ja kehittämään.