Projekt SWX-Energi

Rapport nr 22

Tillsatser som kvalitetshöjare för pellets

Jonas Berghel, Stefan Frodeson, Karin Granström, Roger Renström och Magnus Ståhl

2

FÖRORD Rapporten Tillsatser som kvalitetshöjare för pellets är framtagen av Jonas Berghel, Stefan Frodeson, Karin Granström, Roger Renström och Magnus Ståhl inom delpro-jekt pellets Syftet med studien är att undersöka hur olika tillsatser påverka pelletskedjan. Rapporten redovisar hur ett tiotal olika tillsatsämnen påverkar pelletering av sågspån. Olika kvalitetsaspekter på den färdiga pelletsen har utvärderas samt hur energian-vändningen påverkats vid pelleterningen. Ett varm tack riktas till medverkande företag. Lars Persson Jonas Berghel Projektchef, SWX-Energi Projektledare, delprojekt Pellets 0653-77211, 070-2117896 054-7001247 lars.persson@gde-kontor.se jonas.berghel@kau.se

3

SAMMANFATTNING Ett delprojekt inom projekt SWX-Energi är Pellets: Från råvara till färdig pellets, ett produktutvecklingsprojekt. I delprojekt Pellets ingår att testa olika tillsatsämnen vid tillverkning av pellets. Alla provkörningarna har genomförts på testanläggningen vid Karlstads universitet. Anläggningen är unik i sitt slag, där kan man hantera process-kedjan från fuktig råvara till färdigt bränsle i små kvantiteter. I detta arbete undersö-ker vi hur olika tillsatser och ”nya råvaror” påverkar kvalitet och energianvändning i pelletspressen vid tillverkning av träpellets i en mindre industriell pelletspress. De kvalitetsaspekter som tas upp är de som ingår i fastställda standarder. De studerade kvalitetsparametrarna är: mekanisk hållfasthet, pelletsfukthalt, andel finpartiklar, densitet, längd och oxidation vid lagring. De studerade energiparametrarna är: totalenergi- och ström(elektricitet)användning vid pelletstillverkning. Sex olika tillsatser och en ”ny” råvara har testats. Tillsatserna är: lignin torrt/fuktigt, rapsfrökaka, stärkelse, fuktigt ”rått” spån och granfiber. Utöver tillsatserna har råva-ran etanollignin testas som ensam råvara för 100 % ligninpellets. Resultatet visar att en minskning av energianvändningen i pelleteringssteget kan vara möjlig genom att använda rapsfrökaka eller stärkelse från vete eller potatis som till-sats. För rapsfrökaka finns en nackdel, den mekaniska hållbarheten minskade med ökande mängder av tillsatt rapsfrökaka. Troligtvis skulle detta kunna avhjälpas med att samtidigt blanda i sulfatlignin, vilket resultaten visar har en stärkande effekt på den mekaniska hållfastheten på pelletsen.

4

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

1 Inledning ............................................................................................................ 6 1.1 Bakgrund ......................................................................................................... 5

2 Utrustning och metodik vid testkörningar ........................................................... 8 2.1 Testanläggning ................................................................................................ 8 2.2 Experiment och mätningar ............................................................................. 10

3 Tillsats lignin i lösning ...................................................................................... 11 3.1 Metod ............................................................................................................ 11 3.2 Resultat och diskussion ................................................................................. 13

4 Tillsats lignin som pulver .................................................................................. 16 4.1 Metod ............................................................................................................ 16 4.2 Resultat och diskussion ................................................................................. 17

5 Pelletring av lignin från etanolproduktion ......................................................... 19 5.1 Metod ............................................................................................................ 20 5.2 Resultat och Diskussion ................................................................................ 20

6 Tillsats raps ...................................................................................................... 22 6.1 Metod ............................................................................................................ 22 6.2 Resultat och diskussion ................................................................................. 23

7 Tillsats fuktigt spån .......................................................................................... 25 7.1 Metod ............................................................................................................ 25 7.2 Resultat och diskussion ................................................................................. 25

8 Tillsats stärkelse .............................................................................................. 28 8.1 Metod ............................................................................................................ 28 8.2 Resultat och diskussion ................................................................................. 29

9 Tillsats granfiber ............................................................................................... 31 9.1 Metod ............................................................................................................ 31 9.2 Resultat och diskussion ................................................................................. 32

10 Analys ............................................................................................................ 34

11 Referenser ..................................................................................................... 37

5

1 INLEDNING I delprojekt Pellets ingår att testa olika tillsatsämnen vid tillverkning av pellets. Med framtidsscenariot mot ett långsiktigt hållbart energisystem är det bra att vi i Sverige och särskilt inom våra tre län (Värmland, Dalarna och Gävleborg) har goda möjlighe-ter att producera förnybar energi med hög kvalitet. Rapporten innehåller många olika tester och resultat och därför är en läsanvisning nödvändig. Inledningsvis finns en kort introduktion som avslutas med syftet med projektet samt vilka studier som gjorts i projektet ”Pellets”. Alla tester/studier som resultaten i den här rapporten baseras på är gjorda i vår forsk-ningsanläggning vid Karlstads universitet. I det första Metodkapitlet finns en utförlig beskrivning hur testanläggningen ser ut. Även metodiken för de generella tester som gjorts beskrivs i metodkapitlet. För att underlätta för läsaren har varje testserie/råvara fått ett eget kapitel, vilket innebär att samtliga råvaror har en egen metod, resultat och diskussionsdel. Avslutningsvis sammanfattar vi våra erfarenheter från projektet i ett analyskapitel i slutet av rapporten. Trevlig läsning önskar forskargruppen Från fuktig råvara till färdigt bränsle vid Karlstads universitet.

1.1 Bakgrund Forskning och utveckling inom pellets är idag ett snabbt växande område. I Europa är det främst i de nordiska länderna som forsknings- och utvecklingsprojekt kan hittas, men det finns även projekt i Mellaneuropa (Tyskland, Österrike, Italien). Sam-tidigt sker en stark ökning av tillverkningen av träpellets såväl i Sverige som i flera länder i Europa och det finns stor efterfrågan på kunskap om processen. Under år 2010 var den totala pelletsförbrukningen i Sverige 2,28 miljoner ton, vilket motsvarar ett energivärde på 10,7 TWh. Pellets används både i storskaliga och små-skaliga tillämpningar. Användningen av pellets för ändamålet hushållsuppvärmning ökade med cirka 50 % mellan år 2005 och år 2009. Många av hushållen som tidigt konverterade från olja till pellets var ”pionjärer”, som ville använda miljövänliga bränslen. För pionjäranvändare av ny teknik är det inte så viktigt med design, service och funktion, de är entusiaster. De tidiga pelletsanvändarna ville få igång miljövänli-ga uppvärmningssystem. Genom eget arbete fick de systemen att fungera och att de var mycket toleranta mot driftsstörningar. Efter år 2009 har en tydlig avmattning skett av antal hushåll som bytt till uppvärm-ning med pellets. För att få fler hushåll att konvertera måste branschen vända sig till en ny kundkategori. Denna kundkategori ställer ytterligare krav på hela kedjan, inte minst bekvämlighetsaspekter. För denna kundkategori ska det vara nära nog lika be-kvämt med pellets som att elda olja eller värma med el. De nya användarna vill sänka sina kostnader för energi, det vill säga, förbättra sin uppvärmningsekonomi genom att konvertera sina värmesystem.

6

De kräver underhållsfria värmeanläggningar. Brister i pelletskedjan från fuktig råva-ra till värme kan i detta kundsegment vara kritiskt liksom om det i media framkom-mer att någon länk i kedjan ger en oväntad miljöbelastning. Eftersom pelletsvärme idag konkurrerar med fjärrvärme och värmepumpar är det viktigt att problem i samband med användningen av pellets reduceras till ett mini-mum. Därför måste pellets till de nya hushållsanvändarna ha hög kvalitet för att und-vika problem vid användning. I en probleminventering från år 2009 drogs slutsatsen att höga halter av finpartiklar, ”smulad pellets” eller felaktiga utrustningsuppställ-ningar orsakar de flesta problemen hos pelletsanvändarna [1]. Kvalitet, eller tillräckligt hög kvalitet, måste definieras eftersom det är ett brett be-grepp med flera möjliga betydelser. Kvalitet kan definieras antingen som uppfyllande av krav enligt en standard, till exempel SS-EN 14961-1, eller det kan bestämmas av hushållen, det vill säga användaren av pellets. Det sistnämnda är viktigt, eftersom hushållens användare är kvalitetsmedvetna. Med nya användare kommer således nya krav på pelletsen. Efterfrågan på högre pelletskvalitet ställer krav på att pelletsprodu-center ständigt förbättrar sin produktion. Användning av tillsatser kan vara ett sätt att öka pelletskvalitet. En tillsats som an-vänts som bindningsmedel i pellets är stärkelse. Ordenberger och Thek fann i sin studie år 2003, att 7 av 23 pelletstillverkare (främst i Österrike) använde stärkelse för att öka bindningsegenskaperna i pelletsen [2]. Ett annat alternativt tillsatsmedel är lignin som naturligt bidrar till träets mekaniska styrka. Fördelen med lignin är att det är en restprodukt från etanolproduktion och pappers- och massaindustrin. Öhman et al. visade via laborationsförsök att kvaliteten på pellets kan förbättras med hjälp av en restprodukt, lignocellulosa, från etanolproduktion. Öhman et. al. visade i sina re-sultat förbättringar som rör egenskaper som högre värmevärden, lägre innehåll av aska, lägre slaggningstendenser och lägre utsläpp av fina partiklar vid förbränning jämfört med trä [3]. För en pelletsproducent är det inte bara kvaliteten på produkten som är viktig utan även att minimera energiförbrukningen i samband med pelletstillverkning. I dag an-vänds huvudsakligen fuktig råvara vilket innebär att råvaran måste torkas innan den kan pelleteras. Ser man till den totala energiförbrukningen så dominerar torkningen energianvändningen i pelletsfabriken följt av energianvändningen för pelletering. De pelletsfabriker som ligger integrerade med andra bruk kan ha tillgång till överskotts-värme eller rökgaser från aktuell process som kan används i torkarna. För andra pelletsfabriker är det elektricitet som är energikällan till torkarna, för samtliga pelletspressar är det elektricitet som används som energikälla. Mycket talar för att man ska försöka producera pellets som har en högre fukthalt än dagens. En pellet med högre fukthalt skulle sannolikt generera mindre dammbildning i hela kedjan från fabrik till slutanvändare. Den pellets man producerar idag återfuk-tas ofta före pelleteringssteget (konditionering) och även i lagret. Om torken är pel-letsfabrikens trånga sektor innebär dessa återfuktningar både minskad produktion och ökade kostnader. Detta innebär även att den energi man lagt ner på torkningen är bortkastad. Produktion av pellets med högre fukthalt skulle ge arbetsmiljömässiga fördelar, lägre produktionskostnader och högre produktion i en befintlig anläggning

7

Dessutom skulle kondensatet från mindre långt gången torkning av sågspån vara lät-tare att rena [4]. De positiva effekterna, hållfastare pellets och mindre slitage vid pel-leteringssteget av denna övertorkning med efterföljande återfuktning är väl kända i branschen. Det är även fullt klarlagt att träets struktur förändras i samband med tork-ning. Det är dock inte klarlagt om det är denna strukturförändring som medför att övertorkning och återfuktning är gynnsam för pelletsprocessen eller om det är brister i torkarnas styrsystem som är orsaken. Problemen med värmealstring och sönderfall i lagren kan kanske minska om pelletsen är lite fuktigare efter pelleteringssteget. Man kan ur flera synpunkter få en bättre pellets till ett lägre pris om man kan producera en fuktigare pellets med bibehållna transportegenskaper. Som sagt tidigare så kan användandet av tillsatser öka pelletskvaliteten, tillsatser kan även påverka strömförbrukningen på pelletspressen. Nielsen visade att specifika energibehovet för pelletering (kWh/h) kan variera mellan råvaror, vilket leder till skillnader i pelletsfabrikens kapacitet. Resultaten från Nielsens studie där två olika råvaror pelleterades visade på en skillnad på 70 kWh/h och runt 2 ton/h i kapacitet mellan de två materialen [5]. Det är således viktigt att inte bara kontrollera hur nya material/tillsatser påverkar pelletskvaliteten utan även energi- och produktionskapa-citeten i pelletspressen. Genom tillsatser kan man troligtvis åstadkomma en störningsfri och effektiv drift hos pressarna vid varierande egenskaper hos råvaran. Då energiåtgång och slitage är sto-ra kostnader vid pelletering av skogsråvaror är det av viktigt att undersöka om det finns tillsatser som minskar energiåtgången, ökar kvaliteten på pelletsen och minskar slitaget på pressarna. Det kan finnas tillsatser som, förutom att de förbättrar pellete-ringsegenskaperna, också förbättrar lagringsstabilitet och/eller förbättrar förbrän-nings- och askningsegenskaper hos pelletsen. Sågspån som används i samband med pelletering lagras ofta i stora högar utomhus. Det är vanligast är att lagra sågspån i flera månader. Detta sker eftersom tillgången på sågspån varierar över året, medan pellets tillverkas kontinuerligt. Pellets lagras beroende på säsongsmässiga variationer i efterfrågan, antingen i silos, planlager eller förpackade i stora säckar. Vid lagring av sågspån och pellets förekommer oxida-tionsprocesser som kan påverka pelletskvaliteten och orsaka kostsamma och farliga bränder [6, 7]. Oxidation kan också ge illaluktande föreningar som ogillas av arbeta-re på pelletsfabriken och av pelletsanvändare [7]. Minskad oxidation förbättrar lag-ringshållbarhet, vilket skulle gynna såväl producenter som användare. Det är därför nödvändigt att undersöka hur tillsatser påverkar lagringshållbarheten i den produce-rade pelletsen. En studie hur tillsatsen påverkar lagringsbarheten har gjorts vid Karl-stads universitet inom SWX-Energi-projektet och resultatet går att läsa i rapporten [4]. I detta arbete undersöker vi hur olika tillsatser och ”nya råvaror” påverkar kvalitet och energianvändning i pelletspressen vid tillverkning av träpellets i en mindre in-dustriell pelletspress. Kvalitet definieras som uppfyllandet av standardparametrar och de är: mekanisk hållfasthet, pelletsfukthalt, andel finpartiklar, densitet, längd och oxidation vid lagring. De studerade energiparametrarna är: energi- och strömanvänd-ning vid pelletstillverkning.

8

2 UTRUSTNING OCH METODIK VID TESTKÖRNINGAR Alla provkörningarna har genomförts på testanläggningen vid Karlstads universitet. Anläggningen är unik i sitt slag då vi hanterar hela processkedjan från fuktig råvara till färdigt bränsle.

2.1 Testanläggning Torkanläggningen i pilotskala har en överhettareffekt av 20 kW och kan torka cirka 1 kg spån per minut från en fukthalt på ca 50 % ner till 10 %. Pilottorken är en ”spo-uted bed” tork vilket innebär att merparten av torkningen sker när varje spånpartikel svävar fritt inne i torktornet. Torksystemet består en fläkt, cyklon, överhettare samt system för att hantera materialet före och efter torkning. Vått spån matas kontinuer-ligt in i torken där det möter en uppåtgående ström av torkgas. Spånet torkar i tork-tornet där det vartefter torkningen fortgår minskar i vikt. Torkgasens hastighet är så avpassad att när den enskilda spånpartikeln torkat klart transporteras den pneumatiskt ut ur torktornet till cyklonen. Där avskiljs spånet och matas ut från torken via en cellmatare.

Figur 1. Torksystemet med mätsystemet indikerat. Mätsystemet har två temperaturgivare ST 1-2 och flödesgivare SP1. Torktornet har en diameter av 0.3 m och är 1.9 m högt. Reglersystemet består av tre PID-regulatorer som är justerade för att hålla torkgas-flöde, temperatur efter överhettare och temperatur efter cyklon på förutbestämda vär-den. Energi tillförs torksystemet i överhettaren, i fläkten och genom den lagrade värmen i spånet. Energin lämnar torksystemet genom övertrycksventilen, förluster (konvektion och strålning) samt genom den lagrade värme som finns i spånet som matas ut. Förändringar i kemisk energi försummas. Spånet som använts i testerna när vi använt torken kom från ett sågverk strax utanför Karlstad som använder ramsågar. Pelletsen producerades i en produktionsenhet som ligger vid Avdelningen för energi, miljö- och byggteknik vid Karlstads universitet, (se figur 2 och 4). Den består av: (1) en blandare, (2) en transportskruv, (3) en skruvmatare där befuktning och dosering sker vid behov, (4) en Amandus Kahl C33-390 pelletspress med en planmatris med

9

en maximal kapacitet av 300 kg/h, och (5) en volymetrisk doserar för tillsatser. Efter pelletspressen finns möjlighet till kylning av den producerade pelletsen.

Tillsatsen blandas in i sågspånet i matarskruven (3). Det kan matas in manuellt eller via en volymetrisk doserare (5) som blandar in tillsatsen cirka 2 dm innan materialet faller ner i pelletspressen (4). Den volymetriska doseraren består av en behållare, en växellåda och en agitator som roterar ovanför skruven för att hålla en konstant flöde. Doserarens genomströmning beror på skruvhastigheten och på typ av tillsats. Detta innebär att doseraren måste kalibreras. Utgången för tillsatsen fastställdes som en funktion av frekvensen av skruven. Två olika plana matriser har använts i testerna, en med presslängd på 30 och en på 38 mm. Matrisen har nio rader med 52 hål i varje rad, totalt 468 hål, se figur 3. Matrisen har en arbetsbredd på 75 mm, en effektiv kompressionslängd 30 eller 38 mm, en to-taltjocklek på 50 mm. Hålen har en diameter på 8 mm, inloppsdiametern är 10,2 mm och konvinkeln är 17°. Den öppna andelen av matrisen är 64 % av det totala arbets-området. Kniven som skär av pelletsen strax under matrisen är demonterad för att studier av tillsatsernas påverkan på längd ska bli tydligare.

Figur 3. Pelletsmatris 38 mm.

Figur 2. Pelletsanläggning vid Karlstads Universitet.

5

3

12

4

10

Figur 4. Pelletspress av märket Kahl med skruvmatare och blandare. Följande mätvärden registrerades som medelvärden var 10:e sekund: presstryck, matristemperatur, inmatningsskruvens frekvens och energiförbrukning. Manuell provtagning gjordes på ingående materials fukthalt, utgående pellets fukthalt och utgående pelletsflöde. Analyser gjordes på medellängd enligt (SS187120) volymvikt (uppmätning av massan pellets i ett 2-liters mätrör) och hållfastighet enligt (SS187180).

2.2 Experiment och mätningar Pelletspressen kördes till stationära förhållanden erhölls. Inför varje nytt test var det en inkörningsperiod på minst 5 minuter med den aktuella tillsatsen för att få säkra, stationära förhållanden. Varje testkörning varade i 5 minuter om inget annat nämns. Under testerna registrerades kollerhjulens presstryck, matrisens temperatur, blandar-skruvens frekvens och strömförbrukningen i pelletsmaskinen var tionde sekund. Matristemperaturer mättes med Pt-100, med noggrannheten ± 0,5° och strömför-brukningen mättes med en noggrannhet på ± 1 %. Den producerade pelletsen kyldes ner till rumstemperatur och siktades innan den analyserades. Analysen gjordes genom att testa och jämföra den producerade pellet-sen med den svenska standarden. De testade parametrarna var: 1) Vattenhalten (% vb) för sågspån, sulfatlignin och pellets bestäms enligt SS 187170. 2) Den genomsnittliga längden (mm) bestämdes genom mätning av två prover av minst 20 slumpmässigt utvalda pellets. 3) Skrymdensitet (kg m-3) bestämdes genom att mäta vikten på en, 1 liters hink fylld med pellets på alla tester utom stärkelsetesterna där en 5 liters burk enligt SS-EN 15103:2010 användes. 4) Den mekaniska hållbarheten bestäms enligt SS 187180. Den presenteras som pro-cent av fina partiklar (<3mm) utom för stärkelsetesterna där testerna följer SS-EN 15210.

11

3 TILLSATS LIGNIN I LÖSNING I syfte att öka kvaliteten på pelletsen testades sulfatlignin från LignoBoost-processen som tillsats. Lignin är en av huvudkomponenterna i ved och som i sitt naturliga till-stånd bidrar till träets mekaniska styrka. Detta sätt att utvinna lignin ur svartlut, har utvecklats av Innventia AB och Chalmers tekniska högskola. I dessa tester har ligni-net tillsats i olika blandningar baserat på vatten och glycerin. Det finns två anled-ningen till att vi testar om man kan tillsätta ligninet som en lösning/slurry: genom att spruta på ligninet vid inloppet till pelletspressen så kan man undvika igensättningar i skruvar och transportörer och om ämnet man löser ligninet i kan bidra till kvalitets-förbättringar.

3.1 Metod Sex testserier utfördes, ett 0-prov samt fem olika ligninlösningar. Råvaran var tall-sågspån. Sågspånet var sållat tallsågspån som torkades ner till en fukthalt på 8-17 %. Torkning gjorde i en ångtork med temperaturen på ingående ånga 240°C och utgåen-de ånga 135°C. Sågspånet siktades före torkning på ett såll med håldiametern 5 mm. Pelletsen producerades på en matris med en presslängd på 38 mm. Metodiken att tillföra ligninlösningarna var att droppa alternativt spraya direkt på sågspånet och för att detta skulle vara möjligt var det tvunget att minska viskositeten på lösningen. Olika lösningsmedel och/eller metoder användes och i tabell 1 står vald metod under rubrik ”lösningsmedel”. Test A, Glycerin/lignin blandades ut med vatten 1:1 på viktandel, lösningen skakades för att sedan tillföras vid rumstemperatur ca 20°C. Test B, Sulfonerat lignin värmdes till ca 40°C för att minska viskositeten, detta med-förde att man kunde spraya på ligninet. Test C, Ligninpulver blandas med vatten under kraftig omrörning. Lösningen stod under omrörning hela tiden, droppades på med en slangpump vid 20°C. Omrörningen var till för att undvika sedimentering Test D, Sulfonerat lignin, värmdes till ca 70°C för att minska viskositeten, detta gjorda att man kunde spraya på ligninet, ingen omrörning. Test E, Glycerin/lignin, droppades på med slang pump vid rumstemperatur 20°C, ingen omrörning. Tabell 1. Beskrivning av flytande Kraft lignin.

Test Tillsats Lösnings-medel

Vikt% lignin

Utseende, egen-skaper pH Typ

A Glycerin/Lignin glycerin 29 ligninet sedi-menterar 5 slurry

B Sulfonerat lignin 40°C 22 mörkt, tjockt, trögflytande

10-12 löst

C Ligninpulver vatten 20 påminner om o’boy 7 slurry

D Sulfonerat lignin 70°C 25 mycket mörkt och trögt

svår mätt löst

E Glycerin/Lignin glycerin 43

små korn i jämn lösning, konsi-stens som chokladfondue 5-6 slurry

12

Tillförseln av ligninblandningen har skett i konditioneraren (skruven fram till pelletspressen) 2-3 dm före pelletspressen, se figur 5. Testerna B och D har sprayats på sågspånet och testerna A, C och E har droppats på med hjälp av en slangpump. För båda metoderna har man inte uppnått en jämn tillförsel av lösningarna och mängden lignin som tillförts har begränsats av kapaciteten i utrustningen.

Figur 5. Pelletspress med konditionerare.

Figur 6. Doseringsutrustning för testerna B och D.

Tabell 2. Matris av tester och kördata för tillsatserna.

Test Tillsats [ml/min]

Tillsats fukthalt [%]

Sågspån flöde kgTS/min

Sågspån fukthalt [%]

0 0 - 1,6 17,7 A 100±20 - 1,4 17,7 B 50±5 - 1,1 16,0 C 35±20 - 0,7 8,8 D 25±5 - 1,8 8,8 E 50±20 - - -

13

3.2 Resultat och diskussion Vid test B och D har lignin sprayats på spånet med en godtagbar fördelning över såg-spånet. Det som varit svårt är att hålla ett konstant flöde av lösningen till sågspånet. Variationen i flödet beror på att viskositeten förändras kraftigt med temperaturen vilket gav en tendens till igensättning av munstycket. Genom att droppa på lösningen fås inte en jämn fördelning av ligninlösning på såg-spånet. Vid några tester har försöket avbrutits på grund av igensättning av ligninpar-tiklarna i slangar och kopplingar. Alla sex tester har gjorts under olika förutsättningar, se tabell 3. Målet var att under-söka ligninets effekt på pelletskvaliteten, inte att i detta skede optimera pelletskvali-tet. Tabell 3. Medelvärden av registrerade mätdata för pelletspressen.

Test Inblandning av tillsats

(%)

Presstryck

Bar

Matris temperatur

(°C)

Pellets fukthalt

(%)

Bulk densitet (kg/m3)

0 - 83 91 5,8 657 A 0,92 95 94 5,1 670 B 0,79 59 89 2,8 544 C 0,62 83 118 1,5 621 D 0,89 125 147 0,8 694 E - - - - -

Testerna C och D har en lägre fukthalt in än övriga tester. Detta beror på att man inte lyckats producera en acceptabel pellets vid högre fukthalt, se tabell 2. Resultatet av-seende bulkdensitet visar att alla utom B klarar svensk standard grupp 1, se tabell 3.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 0 2 A 1 A 2 B 1 B 2 C D

And

el f

inpa

rtik

lar

(%)

Test Diagram 1. Andel finfraktion i pelletsen för de olika testerna. Dubbla längdmätningar på test 0, A och B har genomförts.

14

När det gäller andelen finpartiklar klarar testerna 0, A och B svensk standard grupp 1, se diagram 1. Alla tester klarar svensk standard grupp 1 när det gäller längd, se diagram 2.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 0 2 A 1 A 2 B 1 B 2 C 1 C 2 D 1 D 2

Läng

d m

m

Test

Diagram 2. Pelletslängd för de olika ligninlösningarna. Dubbla längdmätningar av varje test har genomförts. När ligninlösningarna tillsätts sågspånet ökar energianvändningen i pelletspressen, se diagram 3. Anledningar till ökad energianvändning kan vara att en ökad mängd fukt tillförs sågspånet och/eller att ligninet ökar friktionsmotståndet i matrisen.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 A B C D

Ener

gian

vänd

ning

(kJ

/kg

TS)

Test

Diagram 3. Energiförbrukning i pelletspressen för olika inblandningar av flytande lignin. Ett antal tester har avbrutits på grund av att temperaturen i matrisen stiger fort när man tillsatt ligninlösningen. En typisk testkörning ser ut enligt diagram 4. Press-trycket är inte helt stabilt utan varierar och matristemperaturen ökar sakta.

15

Vid många testkörningar sker en snabb temperaturstegring i matrisen då ligninlös-ningen tillsätts. Körningarna har då fått avbrytas och nya inställningar har provats. Det finns ett tiotal testkörningar med tillsatsämnet där vi inte lyckades producera ordinär pellets. En av anledningarna till detta är att ligninet inte fäster vid sågspånet utan lagras upp i pressen. Detta har observerats då försöket har avbrutits och raps/havre/spån har matats in, då kommer ett fint torrt pulver ut ur pressen. En för-klaring till upplagringen i pressen kan vara ligninets partikelstorlek (kolloider: 10-3μm < p< 1 μm) som är mycket liten jämför med övrig råvara. Detta medför att det är partikelstorleken som avgör vidhäftningsförmågan och inte vilket ämne det är. Det kan även hända att ligninpartiklarna fäster lättare mot fettlösliga ämnen typ hart-ser, som finns i på väggarna inne i pressen, än på sågspånet.

80

90

100

110

120

130

0 100 200 300 400 500 600 700

Presstryck [Bar]Temp matr °C

Tid [sec] Diagram 4. Matristemperatur och presstryck i pelletspressen vid inblandning av test B. I de testkörningar som genomförts finns resultat som visar att ligninet har möjlighet att förbättra hållfastheten i pelletsen. Det finns ytterligare behov av att undersöka vilken inblandningsgrad som är bra. Alla testerna är körda med en låg inblandningen av lignin (< 1 vikt-%). Högre inblandningsgrad har därmed inte undersökts. Dessut-om behövs en del ingenjörsarbete för att konstruera ett lämpligt system för att spraya på ligninlösningen. Vad vore en bra lösning för lignin? Lignin löste sig inte i vatten eller glycerin vid rumstemperatur. Uppvärmt sulfonerat lignin var homogent men mycket trögflytande. Lignin har en del hydroxylgrupper på ytan men större delen av molekylen är opolär med många aromatringar. Lignin är i det närmaste olösligt i vatten, men något mer lösligt vid starkt basiska pH eftersom det innebär att hydroxylgrupperna är jonisera-

16

de. Sulfonerat lignin har dessutom sulfonatgrupper, i varierande mängd beroende på sulfoneringsprocess, som ökar vattenlösligheten. Test E verkade konsistensmässigt lovande men fungerade inte alls ihop med sågspånet. Eftersom det inte verkar funge-ra att använda polära lösningsmedel som vatten och glycerol, så skulle det kunna vara läge att byta strategi och blanda ut ligninet i något mer opolärt lösningsmedel, kanske efter att ha sänkt pH för att göra ligninet så opolärt som möjligt. Det har visat sig fungera att pelletera med viss inblandning av rapsrest, så ett opolärt lösningsme-del borde inte förhindra pelletering.

Kan lignin fås att binda in till trä eller åtminstone blandas med träspån i pelletsen? Det är osäkert vad ytan på sågspånen har för egenskaper. Å ena sidan kan vedytor få så kallade hartsfilmer, vilket innebär att harts- och fettsyror anrikas i ytan på ved. Ytan blir då hydrofob. Detta påskyndas vid värmebehandling [8]. Studier visar att torktemperaturer över 160 °C medför en sådan inaktivering av vedytorna [9]. Å andra sidan kan hydrofila, lågmolekylära substanser i veden vid torkning diffundera ut med vattnet till ytan och anrikas där. De kan bidra till vätebindningar, men är inte förankrade i vedmaterialet och utgör därmed svaga bindningslänkar [8].

4 TILLSATS LIGNIN SOM PULVER Sulfatlignin från LignoBoost processen användes som en tillsats. Detta sätt att utvin-na lignin ur svartlut har utvecklats av Innventia AB och Chalmers tekniska högskola. Processen bygger på gradvis sänkning av svartlutens pH och resultatet blir ett mate-rial med hög energitäthet och låg askhalt. Andra åtgärder som ingår i denna process är filtrering, tvättning och avvattning. Omkring 50-70 % av ligninet i det behandlade svartluten kan utvinnas på detta sätt.

4.1 Metod Sågspånet som användes var sållat gransågspån och det hämtades från Stora Enso Timber AB vid Gruvön. Sågspånet var malt och färdigttorkat vid lågtemperatur (cir-ka 60-80°C) på en bandtork till cirka 10 % fukthalt. Spånet konditionerades på KaU genom tillsättning av vatten till vald fukthalt, se tabell 5. Tabell 4. Typiska materialegenskaper för Kraft lignin från LignoBoostprocessen. Egenskap Storhet Värde Övre värmevärde MJ/kg TS, askfritt 25–27 Nedre värmevärde MJ/kg TS, askfritt 24–26 Fukthalt vb% 30–40 % direkt från processen eller

torkats ned till under 10 % Bulkdensitet kg/m3 500 direkt från processen eller 700

torkats ned till under 10 % Askhalt vb% TS 0,2–1,4 Svavel vb% TS, askfritt 2–3 Klor vb% TS, askfritt 0,01 Natrium g/kg aska 100–200 Kalium g/kg aska 10–100 Kalcium g/kg aska 1–100 pH pH 2–4

17

Egenskaperna hos sulfatlignin från LignoBoost processen visas i tabell 4. Tillsatser-na som används för detta arbete är både torkat lignin (<10 % fukthalt) och lignin som den tas emot direkt från LignoBoost processen (30-40 % fukthalt). Lignin tillsattes med hjälp av doserare, se figur 2. De materialflöden som användes för tillverkning av pellets med sulfatlignin redovisas i tabell 5. Den matris som an-vändes har en presslängd på 30 mm. Tabell 5. Ingående material vid tillverkning av pellets med Kraft lignin.

Test Tillsats Lignin flöde (gTS/min)

Lignin fukthalt

(%)

Sågspån flöde

kg TS/min

Sågspån fukthalt

(%) A 0 - 1,4 12,2 B 15 9,0 1,4 12,2 C 30 9,0 1,4 12,2 D 45 9,0 1,5 12,2 E 0 - 1,4 12,2 F 60 9,0 1,5 12,2 G 0 - 1,5 12,7 H 21 32,3 1,5 12,7 I 41 32,3 1,5 12,7 J 60 32,3 1,5 12,7 K 79 32,3 1,5 12,7 L 0 - 1,5 12,7

4.2 Resultat och diskussion Mätdata från körningar sammanfattas i tabell 6. Resultaten redovisas som medelvär-den från loggade data för presstryck och matristemperatur samt pelletsens fukthalt och bulkdensitet. Bulkdensiteten påverkades inte på något uppenbart sätt genom en ökad mängd tillsatt sulfatlignin. Det ska påpekas att det finns en stor osäkerhet i mät-ningarna av bulkdensitet som kan dölja en möjlig påverkan av ligninet. Tabell 6. Mätdata från test av Kraft lignin som tillsats vid tillverkning av pellets från granspån.

Test Tillsats Lignin

(%)

Presstryck

(Bar)

Matris temperatur

(°C)

Pellets fukthalt

(%)

Bulk densitet (kg/m3)

A 0,0 66,3 99 7,4 631 B 1,1 69,5 108 6,7 632 C 2,1 78,0 117 5,7 671 D 3,1 83,4 123 5,1 648 E 0,0 84,9 114 6,7 637 F 4,2 91,3 122 5,7 641 G 0,0 58,7 95 8,3 603 H 1,1 61,4 101 9,0 607 I 2,0 63,5 103 8,6 593 J 2,9 66,0 107 8,3 625 K 3,9 67,6 112 7,9 618 L 0,0 58,7 95 8,5 578

18

Analysen av hållbarhet visade att både torkat och fuktigt lignin ger ökad hållfasthet på pelletsen. Redan vid 1 % tillsats av sulfatlignin minskar andelen finpartiklar. Det fuktiga ligninet verkar stegvis öka hållbarheten, se diagram 5.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 1 2 3 4 5

Torkat ligninFuktigt lignin

And

el f

inpa

rtik

lar

(%)

Andel Kraf t lignin (%)

Diagram 5. Hållfasthet för pellets redovisat som andel finfraktion för olika inblandning Kraft lignin. 0-testerna ger samma värde därav 10 punkter istället för 12. Diagram 6 visar hur pelletslängden påverkas av tillsatsen av sulfatlignin. Längden ökade med ökande mängd tillsatt sulfatlignin. Det finns ingen tydlig tendens om hu-ruvida torrt eller fuktigt lignin är mest effektivt på att producera långa pellets

0

5

10

15

20

0 1 2 3 4 5

Torkat ligninFuktigt lignin

Läng

d (m

m)

Andel Kraf t lignin (%)

Diagram 6. Pelletslängd för olika inblandning av Kraft lignin. 0-testerna för fuktigt lignin ger samma värde därav bara 11 punkter.

19

Energianvändningen i pelletspressen påverkades inte genom tillförsel av Kraft lignin, se diagram 7.

520

540

560

580

600

620

640

660

680

0 1 2 3 4 5

Torkat ligninFuktigt ligninEn

ergi

anvä

ndni

ng (

kJ/k

g TS

)

Andel Kraf t lignin (%) Diagram 7. Energianvändning per kg torrsubstans pellets för olika inblandning av Kraft lignin. Testerna visade att en ökad mängd av sulfatlignin i pellets tycks öka deras mekaniska hållbarhet och längd, vilket tyder på att även som tillsats stärker ligninet bindnings- mekanismer i trä på samma sätt som i sitt naturliga tillstånd. Resultaten visar också att fuktigt lignin ger pellets med högre hållbarhet än torkat lignin. Kan det vara en allmän effekt av extra vatten som man får vid konditionering? Resultatet i denna studie visar att pellets som utan tillsats inte skulle klara de krav som finns i enligt standard med 2 % tillsats av torkat sulfatlignin klarar den nya europeiska standarden och med 4 % tillsats av torkat sulfatlignin klarar både svensk och europeisk standard. Även om testmetoder i standarderna skiljer sig åt, visar resultatet att tillsättning av sulfatlignin ökar den mekaniska hållbarheten hos pellets och minskar mängden av finpartiklar.

5 PELLETERING AV LIGNIN FRÅN ETANOLPRODUKTION Vid framställning av etanol av cellulosa blir restprodukten lignin, ett möjligt tillsats-ämne vid till pelletsproduktion. I kapitlen Tillsats lignin som lösning och Tillsats lignin som pulver visar resultaten att små inblandningar av lignin stärker hållfasthe-ten och skapar längre pellets. Men är det möjligt att göra pellets med höga halter av lignin, kanske rent av 100 % lignin? Vilka problem skapar det? Enligt Bradfield och Levi (8) som gjort en studie i laboratorieskala så finns ett tröskelvärde på inblandning av lignin, över detta värde blir pelletsens hållfasthet sämre.

20

Om ligninet går att pelletera utan inblandning av sågspån alternativt i höga inbland-ningar skulle pelletsen vara ett alternativ till koleldning, eftersom lignin har ett ener-giinnehåll motsvarande ca 25 kJ/kg, vilket kan jämföras med rent trä som har 18 kJ/kg. Syftet med testerna var att utreda om biprodukten lignin från etanolproduktion kan vara ett alternativ till sågspån vid pelletsproduktion. Målet var att undersöka om eta-nollignin går att pelletera i en industripelletspress.

5.1 Metod Vid studien gjordes 6 olika tester med lignin från etanolframställning neutraliserat med Mg(OH)2 respektive NaOH. Ligninet testades både rent vid olika fukthalter och inblandat med andra råvaror. Materialtillgången var anpassad för två provkörningar och för de övriga testerna blev råvaran begränsade, vilket föranledde att inkörnings-perioderna blev kortade och testkörningarna varierade mellan 3 och 10 minuter. Testerna A, B och C kördes med 100 % lignin i pulverform. Under körning C tillsat-tes ytterligare vatten. På grund av att materialmängden lignin var begränsad återan-vändes materialet och testades fler gånger, vilket innebar att vid test D, E och F till-fördes ligninet i pelletsform. Efter test av kvalité och hållfasthet på pelletsen från test A-C torkades materialet ner till fukthalter motsvarande de som återfinns i normal träpellets och ytterligare testkörningar gjordes, D och E. Test D var 100 % lignin medan test E mixades med 50 % granspån. Test D och E fick avbrytas och materialet uppfuktades innan test F kördes. Ligninet tillfördes direkt i skruvmataren, nr 3 i figur 2. Tabell 7. Matris över tester och ingående fukthalt

Test Prov Ingående fukthalt

(%)

A 100 % lignin neutraliserat med Mg(OH)2 21,6

B 100 % lignin neutraliserat med NaOH 23,7

C 100 % lignin neutraliserat med NaOH med extra vatten tillsatt under pelleteringen 23,7

D 100 % lignin neutraliserat med Mg(OH)2 8,0

E 50 % lignin neutraliserat med NaOH mixat med 50 % granspån 11,9

F En blandning av 50 % lignin neutraliserat Mg(OH)2 och 50 % lignin neutraliserat med NaOH 19,8

5.2 Resultat och Diskussion Alla testkörningarna har gjorts under olika förutsättningar och problematiken att ma-terialet var begränsat och fick återanvändas medförde att testkörningarna skiljer sig från varandra, se tabell 8. Vid testerna A, B och C som gjordes i serie efter varandra gick pelletspressen bra och producerade pellets.

21

Fukthalten på pelletsen som producerades var hög och innan pelletsen tumlas så sål-las den och via sållning (sållets håldiameter, 5 mm) reducerades drygt 30 % av mate-rialet bort. Andelen småpartiklar som sållas bort vid sållningen finns inte som krav i standarden och i vanlig industriell verksamhet så återförs denna del åter till pellets-pressarna och blandas in med nytt material. Resultatet av hållfasthettesterna visade på en för stor andel finpartiklar jämfört med standard samt att den höga fukthalten på pelletsen föranledde mögelpåväxt på pellet-sen efter några dagar. Tabell 8. Medelvärden av registrerade mätvärden för pelletspressen samt resultat från kvali-tetstesterna.

Kör-ning

Matris tempera-

tur °C

Pellets fukthalt

(%)

Bulkden-sitet

(kg/m3)

Andel finpartik-

lar (%)

Längd (mm)

Energi- använd-

ning (kJ/kg TS)

A 107 17,4 565 6,5 18,1 738

B 106 21,2 580 5,1 16,8 699

C 103 24,6 581 4,5 16,0 673

D 93

E 99

F 97 16,7 558 4,2 19,3 372 Inför körningarna D och E torkades materialet ner till nivåer motsvarande vad nor-mal träspån ligger på vid traditionell pelletsproduktion. När materialet nådde matri-sen fick körningarna avbrytas ganska omgående, presstryck och strömförbrukning ökade markant. Diagram 8 visar på strömförbrukningen som funktion av tid från samtliga tester och testerna D och E uppnår ca 80A innan pressen stoppades. Resul-tatet i test D och E visar på vikten att ha koll på fukthalten och temperatur vid pelle-tering av rent lignin.

Diagram 8. Strömlastens variation under testkörningarna där det framgår hur strömlaster ökar markant när torrt lignin under testerna D och E når matrisen.

22

Inför test F fuktades materialet upp och bristen på material medförde att man blanda-de ihop återstående av de etanollignin till en sats som mixades med 50 % av vardera lignin neutraliserat med Na(OH) och 50 % lignin neutraliserat med Mg(OH)2. Pelletspressen gick under testkörning F lika bra som under testkörningarna A-C och producerade bättre pellets än tidigare med en utgående fukthalt under 17 %. Även om testerna visar att pelletsen har låg hållfasthet jämfört med standard så visar resultatet på att det går att pelletera 100 % lignin i en mindre industriell pelletspress. Vilket innebär att en restprodukt från massa- och etanolindustrin skulle kunna vara ett alternativ att ersätta fossila bränslen i stora pannanläggningar. Mer studier behövs för att utreda optimala förutsättningar för pressen.

6 TILLSATS RAPS För att minska energianvändningen i pelletspressen kan raps fungera som smörjme-del i matrisen. Tillsatsen raps är en rapsfrökaka (i form av pulver) från Ecoil Compa-ny, med en vattenhalt på 7,4 %. Rapsfrökakan kom från produktion av Ecoil som är en kemiskt oförändrad olja som raffineras ur kallpressad rapsolja. Analys gjordes för att bestämma mängden rapsolja som finns kvar i rapskakan. En provmängd på 10 g av rapsfrökakan extraherades med 50 ml aceton i en Soxhlet extraktion i 6 timmar. Resultatet visade att andelen rapsolja i rapsfrökakan var 18 % (vb).

6.1 Metod Testserien bestod av 9 stycken tester där inblandningen av raps varierades från cirka 5 % till 30 %, se tabell 9. Testkörningarna 1-4 är körda i en matris med presslängden 30 mm och 5-9 med presslängden 38 mm. Sågspånet som användes var sållat gransågspån och det hämtades från Stora Enso Timber AB vid Gruvön. Sågspånet var malt och färdigttorkat vid lågtemperatur (ca 60-80°C) på en bandtork till ca 10 % fukthalt. Spånet konditionerades på KaU ge-nom tillsättning av vatten till vald fukthalt, se tabell 9. Tabell 9. Ingående material vid tillverkning av pellets med inblandning av rapsfrökaka. Test Tillsats

rapsfrökaka (gTS/min)

Tillsats fukthalt

(%)

Pellets-flöde

(kgTS/min)

Sågspån fukthalt

(%) A 225,6 7,4 1,51 14,1 B 106,8 7,4 1,51 14,1 C 343,7 7,4 1,68 14,1 D 48,6 7,4 1,39 14,1 E 225,6 7,4 1,58 14,1 F 106,1 7,4 1,41 14,1 G 343,7 7,4 1,68 14,1 H 49,0 7,4 1,34 14,1 I 225,6 7,4 1,57 14,1

23

6.2 Resultat och diskussion Mätdata från körningar sammanfattas i tabell 10. Resultaten redovisas som medel-värden från loggade data för presstryck och matristemperatur samt pelletsens fukthalt och bulkdensitet. Resultatet av kvalitets testerna visar att bulkdensiteten minskar med ökad mängd rapsfrökaka, men ökar med ökad presslängd. Tabell 10. Mätdata från test av rapsfrökaka som tillsats vid tillverkning av pellets från gran-spån.

Test Inblandningrapsfrökaka

(%)

Presstryck

Bar

Matris temperatur

(°C)

Pellets fukthalt

(%)

Bulkdensitet

(kg/m3) A 19,3 65,8 92,1 8,7 615 B 8,3 78,3 96,0 7,7 608 C 28,3 76,9 98,1 8,6 608 D 3,9 84,4 98,8 6,6 637 E 18,2 56,6 99,3 8,9 661 F 8,8 72,7 102,8 6,9 673 G 28,5 75,6 104,0 9,5 648 H 4,1 93,5 111,7 3,5 671 I 18,4 77,1 105,4 7,0 649

Kvalitetstesterna visar vidare att andelen finpartiklar minskar med en ökad mängd rapsfrökaka i pelletsen. Resultaten är dock inte entydigt, se diagram 9. Kan det vara så att rapsfrökakan påverkar andra bindningsmekanismer som finns i sågspånet? De extraktivämnen som finns i rapsfrökakan verkar inte fungera som ett bindemedel.

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30

Matris 30mmMatris 38mm

And

el f

inpa

rtik

lar

(%)

Andel Raps (%) Diagram 9. Hållfasthet för pellets redovisat som andel finfraktion för olika inblandning av raps.

24

6

7

8

9

10

11

12

0 5 10 15 20 25 30

Matris 30mmMatris 38mm

Läng

d (m

m)

Andel raps (%) Diagram 10. Pelletslängd för olika inblandning av rapsfrökaka. När inblandningen rapsfrökaka i sågspån ökar, minskar energiförbrukningen i pellet-spressen oavsett om presslängden i matrisen är 30 eller 38 mm, speciellt när man har längre matris, se diagram 11. Branschen eftersträvar energieffektiva lösningar för sin produktion, eftersom dessa inte bara sparar energi utan också pengar. Vi fann att energianvändningen i pelletspressen minskade med en ökande mängd rapsfrökaka. Det är troligen oljan i rapsfrökakan som gör att det blir mindre friktion mellan matri-sen och materialet, vilket också borde minska slitaget på matrisen. Den mängd energi som sparas genom att använda rapsfrökakan kan vara betydande för en storskalig producent av pellets.

450

500

550

600

650

700

750

800

850

0 5 10 15 20 25 30

Matris 30mmMatris 38mm

Ener

gian

vänd

ning

(kJ

/kg

TS)

Andel raps (%) Diagram 11. Energianvändning per kg torrsubstans pellets för olika inblandning rapsfrökaka.

25

7 TILLSATS FUKTIGT SPÅN Mycket talar för att man ska försöka producera pellets som har en högre fukthalt än dagens. En pellet med högre fukthalt skulle sannolikt generera mindre damm i hela kedjan från fabrik till slutanvändare. Genom att blanda torkat sågspån med fuktigt sågspån studeras hur fukthalten påverkar pelleteringen samt hur blandning torkat och ”rått” sågspån påverkar kvaliteten.

7.1 Metod Sållat gransågspån hämtades fuktigt och torkades vid avdelningens torkanläggning, se figur 1. Sågspånet siktades före torkning på ett såll med håldiametern 5 mm. Torkning gjordes i en ångtork med temperaturen på ingående ånga 240°C och på utgående ånga 135°C. Tillsatsen fuktigt spån var ”rått” granspån med en fukthalt på 49,8 % sållat på ett 5 mm såll. Det ”råa” spånet tillsattes i doseraren, se figur 2. Genom att stegvis öka andelen inblandat ”rått” spån kommer ingående fukthalt att öka. Testserien bestod av 2 nollprov där ingen inblandning skedde av fuktigt spån och 10 olika inblandningar av fuktigt spån, se tabell 11. Tabell 11. Ingående material vid tillverkning av pellets med inblandning av fuktigt spån.

Test Tillsats ”rått” sågspån gTS/min

Tillsats fukthalt

%

Pellets-flöde

kgTS/min

Sågspån fukthalt

% A 0,0 - 1,17 12,2 B 13,8 49,8 1,19 12,2 C 30,3 49,8 1,23 12,2 D 49,5 49,8 1,24 12,2 E 68,8 49,8 1,26 12,2 F 88,1 49,8 1,29 12,2 G 107,3 49,8 1,31 12,2 H 107,3 49,8 1,33 12,2 I 101,8 49,8 1,35 12,2 J 121,1 49,8 1,35 12,2 K 137,6 49,8 1,35 12,2 L 0,0 - 1,25 12,2

7.2 Resultat och diskussion Mätdata från körningar sammanfattas i tabell 12. Resultaten redovisas som medel-värden från loggade data för presstryck och matristemperatur samt pelletsens fukthalt och bulkdensitet. I tabell 12 visas också att bulkdensiteten inte påverkas av hur stor andel fuktigt spån som blandas in.

26

Tabell 12. Mätdata från test av fuktigt granspån som tillsats vid tillverkning av pellets från granspån.

Test Tillsats ”rått” sågspån

(%)

Blandningens fukthalt in

(%)

Presstryck

(Bar)

Matris- temperatur

(°C)

Pellets fukthalt

(%)

Bulk- densitet (kg/m3)

A 0,0 12,2 65,2 101,9 6,1 636 B 1,2 13,0 77,7 108,2 5,9 639 C 2,5 14,1 84,9 110,9 5,7 638 D 4,0 15,2 90,0 113,7 5,3 632 E 5,5 16,4 92,0 114,9 5,7 645 F 6,8 17,5 92,2 115,2 5,7 627 G 8,2 18,6 88,9 116,2 5,3 H 8,1 18,6 88,2 116,8 4,6 652 I 7,5 18,3 87,3 107,7 6,9 629 J 9,0 19,3 95,5 110,1 6,0 642 K 10,2 20,2 97,6 112,9 6,0 640 L 0,0 12,2 95,9 116,3 4,5 652

Andelen finpartiklar minskar med en ökad mängd fuktigt spån i pelletsen, se diagram 12. Kan det vara så att det otorkade sågspånet innehåller mer extraktivämnen som bidrar till att bindningsmekanismer blir starkare? Eller är det bildad vattenånga som mjuknar upp det lignin som finn naturligt i träet, så att dess bindningsförmåga ökar?

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

12 14 16 18 20 22

And

el f

inpa

rtik

lar

(%)

Beräknad ingående fukt halt (%) Diagram 12. Hållfasthet för pellets redovisat som andel finfraktion för olika ingående fukthalt på sågspånet. I diagram 13 redovisas att längden på pelletsen inte tydligt påverkas av en ökad an-del inblandning av otorkat sågspån.

27

5

6

7

8

9

10

12 14 16 18 20 22

Läng

d (m

m)

Beräknad ingående fukt halt (%) Diagram 13. Pelletslängd för olika inblandning fukthalt på sågspånet.

Vid inblandning av otorkat sågspån kan man inte påvisa att energianvändningen i pelletspressen påverkas, se diagram 14. Den lilla variation man ser kan förklaras av variationer hos pressen och materialet.

800

820

840

860

880

900

920

12 14 16 18 20 22

Ener

gian

vänd

ning

(kJ

/kg

TS)

Beräknad ingående fukt halt (%) Diagram 14. Energianvändning per kg torrsubstans pellets för olika ingående fukthalt på sågspånet.

28

8 TILLSATS STÄRKELSE Stärkelse används redan i pelletsindustrin i exempelvis Österrike. I Sverige har det testats men nästa alla producerar pellets utan tillsatser. Mycket talar för att nya råva-ror kommer att introduceras, eftersom de efterfrågade råvarorna torrt och blött såg-spån är en bristvara och dessa nya råvaror kan kräva tillsatser i form av exempelvis stärkelse från grödor. Stärkelsen i våra tester är levererad från SOLAM GmbH, ett bolagskooperativ av företagen Emsland Stärke GmbH och Lyckeby Industrial AB. Solam GmbH är specialiserade på utveckling och försäljning av stärkelse att använ-das i pappersindustrin, spånplatteindustrin och närliggande verksamheter, exempelvis pelletsindustrin. Den oxiderade majsstärkelsen är exempelvis framtagen för att för-bättra tryckbarheten på papper genom att öka papperets styrka samt minska damning.

8.1 Metod För egenskaperna hos stärkelsen från Solam GmbH, se tabell 13. Pelletstillsatser som används för detta arbete är nativ potatisstärkelse och vetestärkelse samt oxiderad potatistärkelse och majsstärkelse. Handelsnamnen för stärkelsesorterna är Solpearl P och Solsize P TSC samt Solpearl W och Solsize M TSC. All stärkelse är vit och i pulverform. Tabell 13. Typiska materialegenskaper för stärkelse från Solam GmbH. Egenskap Potatis Majs Vete Fukthalt (%) 19 13 13 Bulkdensitet kg 700 600 600 Partikelstorlek (μm) 5-100 2-30 0,5-45

Sågspånet som användes var sållat gransågspån och det hämtades från Stora Enso Timber AB vid Gruvön. Sågspånet var malt och färdigttorkat vid lågtemperatur (cir-ka 60-80°C) på en bandtork till cirka 10 % fukthalt. Spånet konditionerades på KaU genom tillsättning av vatten till vald fukthalt, se tabell 14. För alla testkörningar med stärkelse användes sågspån från samma batch och på varje stärkelsesort gjordes 5 tester, ett nollprov och fyra inblandningar. Detta ger totalt 20 tester i serien. Tabell 14. Ingående material vid tillverkning av pellets med inblandning av stärkelse. Tillsats Tillsats

stärkelse (gTS/min)

Tillsats fukthalt

(%)

Pellets-flöde (kgTS/min)

Sågspån fukthalt

(%)

Vet

e n

ativ

t

0 - 1,27 12,1 10 12,7 1,30 12,1 15 12,7 1,30 12,1 28 12,7 1,32 12,1 43 12,7 1,32 12,1

Maj

s ox

ider

ad

0 - 1,32 12,1 11 12,5 1,36 12,1 14 12,5 1,34 12,1 29 12,5 1,36 12,1 42 12,5 1,39 12,1

29

Po

tatis

na

tivt

0 - 1,34 12,1 12 13,6 1,33 12,1 15 13,6 1,37 12,1 31 13,6 1,39 12,1 46 13,6 1,38 12,1

Pota

tis

oxid

erad

0 - 1,37 12,1 12 11,9 1,34 12,1 15 11,9 1,37 12,1 31 11,9 1,34 12,1 48 11,9 1,38 12,1

8.2 Resultat och diskussion Inblandningen av stärkelse blev 0,7-3,1 % beräknat på torrsubstans (%TS). Testkör-ningarna med de fyra olika sorters stärkelse som tillsats gjordes under stabila förhål-landen. Matristemperaturen varierade ca 2°C under hela provkörningen, se tabell 15. För bulkdensiteten kan man utläsa att det sker en liten ökning när man blandar in stärkelse oavsett sort. Ingen skillnad mellan de olika stärkelsesorterna kan utläsas, se tabell 15. Förbättringen man får är ca 5 % och den sker redan vid den lägsta inbland-ningen av stärkelse. Tabell 15. Mätdata från testkörningar av fyra olika sorters stärkelse som tillsatsämne vid tillverkning av pellets från granspån. Tillsats Inblandning

(%)

Presstryck Bar

Matris-temperatur

°C

Pellets fukthalt

(%)

Bulk-densitet (kg/m3)

Vet

e N

ativ

t

0,0 110 106,8 6,9 638 0,7 115 107,8 7,1 655 1,1 117 108,0 7,0 653 2,0 118 108,2 7,6 664 3,0 118 108,6 8,2 666

Maj

s O

xide

rad

0,0 120 108,4 6,7 631 0,8 120 108,3 7,1 662 1,0 120 107,8 8,7 659 1,9 119 107,7 8,9 658 2,8 117 106,1 8,5 650

Pota

tis

Nat

ivt

0,0 119 106,3 7,0 623 0,8 120 106,8 6,9 639 1,0 122 107,2 7,3 641 2,1 123 107,3 7,5 646 3,1 124 107,4 7,2 654

Pota

tis

oxid

erad

0,0 125 107,6 7,0 620 0,8 126 108,0 7,4 648 1,0 126 108,0 7,6 643 2,1 125 108,1 8,6 653 3,1 124 107,6 9,4 654

30

För den mekaniska hållfastheten sker en tydlig förbättring vid inblandning av stärkel-se, se diagram 15. Oxiderad majsstärkelse sker den största förbättringen av mekanisk hållfasthet, följt av oxiderad potatisstärkelse. För de fyra stärkelsesorterna är trenden att ännu högre inblandning ger högre mekanisk hållfasthet, testerna har inte visat vad maximal inblandning är.

80

85

90

95

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Vet eOxiderat MajsPot at isOxiderat Pot at is

Hål

lfast

het

(%)

Andel St ärkelse (%) Diagram 15. Hållfasthet för pellets redovisat som andel hel pellets för olika inblandning av stärkelse sorter. Längden på pelletsen påverkas av inblandningen av stärkelse se diagram 16. För vete- och potatisstärkelse ökar längden på pelletsen marginellt med ökad andel stär-kelse. För oxiderad majs- och potatisstärkelse är det en markant längd ökning hos pelletsen. Trenden för oxiderad potatisstärkelse visar att man troligtvis får ytterligare ökning av längden då andelen stärkelse ökar.

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Vet eOxiderat MajsPot at isOxiderat Pot at is

Läng

d (m

m)

Andel St ärkelse (%)

Diagram 16. Pelletslängd för olika inblandning av olika stärkelsesorter.

31

Även på energianvändningen har stärkelsen positiv effekt, ökad andel stärkelse ger lägre energianvändning, se diagram 16. Här påvisar de fyra olika stärkelsesorterna ungefär samma förbättring. Vid ca 3 % inblandning av stärkelse har energianvänd-ningen minskat med ca 13 %.

520

540

560

580

600

620

640

660

680

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Vet eOxiderat MajsPot at isOxiderat Pot at is

Ener

gian

vänd

ning

(kJ

/kg

TS)

Andel St ärkelse (%)

Diagram 17. Energianvändning per kg torrsubstans pellets för olika inblandning av olika stär-kelse sorter. Rekommendationen blir att oxiderad majs sammantaget är den stärkelsesort som ur kvalitets- och energiaspekter är mest intressant att blanda in i gransågspån vid pelle-tering. Det är därmed oxiderad majsstärkelse som vi främst rekommenderar som till-sats i pellets.

9 TILLSATS GRANFIBER Granfiber skulle kunna den skapa en armering som gör att pelletsen binds ihop och håller ihop bättre. Den fiber som används här kommer från en termomekanisk massa process, (TMP). Termomekanisk massa framställs genom att flis mals sönder i skiv-raffinörer. Flisen krossas och fibrerna friläggs allteftersom flisen värms och bearbe-tas på sin väg mot periferin. Elenergin till motorerna omvandlas till värme och stora mängder ånga utvecklas från den fuktiga flisen. Ångan används internt i systemet för att basa och förvärma flisen.

9.1 Metod Sågspånet som användes var sållat gransågspån och det hämtades från Stora Enso Timber AB vid Gruvön. Sågspånet var malt och färdigttorkat vid lågtemperatur (cir-ka 60-80°C) på en bandtork till cirka 10 % fukthalt. Spånet konditionerades på KaU genom tillsättning av vatten till vald fukthalt, se tabell 16. Fyra olika tester genom-fördes, ett nollprov, ett där doseraren ger maximalt flöde av granfiber samt ytterliga-re två där doserarens granfiberflöde minskats.

32

Tabell 16. Ingående material vid tillverkning av pellets med inblandning av granfiber. Test Tillsats

granfiber (gTS/min)

Tillsats fukthalt

(%)

Pellets-flöde

(kgTS/min)

Sågspån fukthalt

(%) A 0 - 1,43 12,1 B 19 7,8 1,46 12,1 C 24 12,7 1,47 12,1 D 28 12,7 1,43 12,1

9.2 Resultat och diskussion De mätdata, som loggades för de olika körningarna, redovisas som medelvärden för varje körning, se tabell 17. Tabell 17. Mätdata från test av granfiber som tillsats vid tillverkning av pellets från granspån.

Test Inblandning(%)

Presstryck Bar

Matris temperatur

(°C)

Pellets fukthalt

(%)

Bulk densitet (kg/m3)

A 0,0 106 105,4 5,9 627 B 1,3 129 108,1 5,4 601 C 1,6 126 107,9 6,3 605 D 2,0 118 107,2 5,9 623

I tabell 17 visas att bulkdensiteten inte påverkas av hur stor andel granfiber som blandas in. Den mekaniska hållfastheten påverkas inte av inblandning av granfiber, se diagram 18. Även längden på pelletsen är opåverkad av granfiber som tillsats, se figur 19.

80

82

84

86

88

90

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Hål

lfast

het

(%)

Andel granf iber (%) Diagram 18. Hållfasthet för pellets redovisat som andel hela pellets för olika inblandning av granfiber.

33

5

6

7

8

9

10

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Läng

d (m

m)

Andel granf iber (%) Diagram 19. Pelletslängd för olika inblandning granfiber.

Vid låg andel, ca 1 % inblandning av granfiber sjunker energianvändningen jämfört med ingen inblandning. Vid högre inblandning ökar sedan energianvändningen till samma nivå som 0-provet.

595

600

605

610

615

620

625

630

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Ener

gian

vänd

ning

(kJ

/kg

TS)

Andel granf iber (%) Diagram 20. Energianvändning per kg torrsubstans pellets för olika inblandning granfiber. Inblandning av granfiber framställt från TMP påverkade inte pelletskvaliteten som vi hoppades. Vi trodde att fibern skulle fungera som en armering och kunna binda ihop sågspånet på ett bra sätt. En anledning kan vara för kort presslängd i matrisen eller att fukthalten på granfibern var för låg och fibern därmed var för spröd. Mängden granfiber som vi kunnat blanda in har begränsats av inmatningsutrustningen. Då granfibern har en mycket låg densitet klarade vi bara att få till 2 % inblandning.

34

10 ANALYS Vi har genomfört en studie i effekterna av att pelletera sågspån med olika tillsatsäm-nen. Resultaten visar att det finns en stor potential att öka kvaliteten på pelletsen och/eller minska energianvändningen vid pelletering. Alla provkörningar är gjorda i samma försöksanläggning, en industriell pelletspress, och under liknande förutsättningar. Förutsättningen att det är en industriell pellet-spress i fullskala orsakar en del svårigheter. För att få jämförbara resultat bör förhål-landen när det gäller att presstryck, matristemperaturer och vattenhalten i råvaror vara konstanta. Tittar man till exempel på matristemperaturen så varierar den med olika material, vilket medför att den varierar stundtals under en del tester. En varie-rande matristemperatur gör i sin tur att vattenhalten i den producerade pelletsen vari-erar. Matristemperaturen och råvarans fukthalt påverkar båda ligninets plastisering i vedråvaran. Det finns få forskningsrapporter som presenterar fullskaliga tester med olika tillsat-ser. När vi jämför våra resultat med andra forskningsresultat måste detta göras med försiktighet. I vår försöksanläggning finns svårigheter att styra alla faktorer, till ex-empel matristemperaturer och således är detta något som vi, måste räkna med i våra analyser av resultaten. De forskningsartiklar som behandlar samma problematik som vi har helt andra pelletspressar. De flesta använder bordspress där pelletsen pressas en och en, vilket innebär att det är lättare att konstanthålla yttre faktorer som tempe-raturen. I gengäld tillkommer skalproblematiken när resultaten ska omsättas till verk-lig produktion, något som vi slipper. Vår forskning är starkt kopplad till industrin och de problem som vi stöter på är också de samma som industrin skulle möta. En annan faktor försvårar jämförelser av resultat mellan olika forskargrupper är det faktum, att den sågspånsråvara som används varierar. Vidare är det ofta svårt att utlä-sa information kring försöksanläggningars design och ofta saknas även grundläggan-de information om konstruktionsdata för matrisen. Våra mål var att testa olika tillsatsers påverkan på pelletskvalitet samt att se hur till-satsen påverkar energiförbrukning i produktionen. Kvalitet har i våra resultat kopplats till standarden. Ett problem som förekommit under projektet är att vi bytt testrutiner rörande bulk- och finpartiklars analyser. Vi använde i början på projektet den svenska standarden och har under projektet övergått till europeiska. Nedan följer sammanfattande analyser från samtliga tester fördelat på: bulkdensitet, finpartiklar, längd och energi. Bulkdensitet Bulkdensiteten på pellets har liten eller ingen korrelation mellan de tillsatser som blandats in. Att vi inte har hittat några tydliga trender kan bero på att mätmetoden ger stora felmarginaler. Vilken eller vilka parametrar som påverkar bulkdensiteten är en fråga som måste undersökas ytterligare. I enlighet med Lehtikangas [11], hittades ingen korrelation mellan längd av pellets och skrymdensitet. För bestämning av bulkdensiteten för testerna med stärkelse och granfiber som tillsatsämnen har en ny standard för bulkvikt används. Där ger mätmetoden en större noggrannhet. Resulta-

35

ten för stärkelsetesterna visar en tydlig ökning av bulkdensiteten redan vid lägsta inblandningen av stärkelse. Finpartiklar Den kvalitetsfaktor som orsakar de flesta problem hos pelletsanvändare är höga hal-ter av finpartiklar eller att pelletsen faller sönder i lager eller i samband med trans-port i matarskruvar. De tillsatsämnen som testats visar på en ökad mekanisk hållfast-het, andelen finpartiklar minskar, jämfört med ”rent sågspån”. Detta visar att det finns goda möjligheter att minska problemen med finpartiklar i pelletsen. Det som begränsar möjligheten är dels en kostnadsfråga, tillsatsämnet medför en ökad pro-duktionskostnad, dels att man inte har försäljningsargumentet att detta är en produkt av ”rent trä”. Det bör påpekas att tillsatsämnena vi testat inte är miljöstörande. Längd Resultaten från längdmätningarna visar att för olika tillsatser får man en ökad längd med ökad inblandning av de ämnen vi testat. Däremot gäller att vid inblandning av fuktigt spån kan ingen påverkan på pelletslängden påvisas. Ingen pellets som produ-cerats var längre än vad som anges i standard. Pellets av för kort längd kan orsaka samma problem som finpartiklar gör i matningsskruvar, till exempel stopp. Detta kan kräva en förändring i standarden, så att den förutom att ange en maximal längd även anger en miniminivå på pelletslängd. Energianvändning I pelleteringsprocessen måste elektricitet användas. Detta innebär att även små minskningar av den elektricitet som används i processen kan leda till betydande kostnadsminskningar. Nielsen [5] hävdar att kapaciteten på pelletspressen begränsas av pelletspressen maximala effektförbrukning. Detta skulle innebära att en minskad användning av elektricitet i pelletsprocessen antingen kan leda till kostnadsminsk-ningar, ökad kapacitet, eller båda delarna. Material (eller blandningar av material) som kräver mer elektricitet för pelletstillverkning innebär lägre produktionskapacitet och högre underhållskostnader. Därför är det viktigt att visa att tillsatser eller bland-ningar av material som introduceras på marknaden inte ökar den mängd elektricitet som används i pelletsmaskinen. Resultaten visar att energiförbrukningen inte har påverkats av tillsatt sulfatlignin. Dessa resultat motsäger Nielsens resultat [5] som visar en ökning av energianvänd-ningen med ökande mängder lignin. Vi ser fram emot att göra ytterligare studier av lignin, denna gång i en kommersiell anläggning, för att verifiera våra resultat. En minskning av energianvändningen kan vara möjlig genom att använda rapsfröka-ka eller stärkelse från vete eller potatis som tillsats. För rapsfrökaka finns en nackdel i att den mekaniska hållbarheten minskade med ökande mängder av tillsatt rapsfrö-kaka. Kan man lösa detta med en inblandning av både sulfatlignin och rapsfrökaka och på så sätt producera en hållbarare pellets på ett mer energieffektivt sätt? Ett pelletsverk i Sverige kan producera 90 000 ton pellets per år, varav själva pellete-ringssteget har en energiförbrukning på 50-130 kWh/ton [5]. Denna typ av industri skulle kunna minska sin elförbrukning med ca 10 % eller 450-1170 MWh per år med en inblandning av 3 % stärkelse. Det totala energivärdet av den mängd pellets som producerats är ca 420 GWh. Men hur stor andel tillsatsämne som är intressant blanda

36

in är en ekonomisk avvägning. Även andra effekter av inblandningen kan påverka ekonomin, till exempel om slitaget på matrisen minskar. Fortsatta studier I detta arbete har målet varit att titta på tillsatsernas påverkan på kvalitet och energi-förbrukning. Det vi inte har tittat på är vilken effekt de olika tillsatsämnena får i samband med förbränningen av pelletsen, vilket är nästa steg och något som måste utredas innan tillsatserna tillämpas. När det gäller testerna som gjorts i detta arbete så kan vi se även andra intressanta frågeställningar som behöver utredas. Till exempel så konstaterar vi att vid tillsätt-ning av lignin i lösning visade det sig att lösningen glycerin/lignin producerade över-lag den bästa pelletsen. Vidare studier behövs för att utreda:

• lämplig inblandnings mängd av flytande lignin. • bästa lösningskoncentration av lignin i förhållande till spånets fukthalt. • lämpligt doserningssystem för ligninet. • synergieffekter med något annat tillsatsämne. • Lämplig temperatur och presslängd hos matrisen.

När det gäller att pelletera etanollignin så konstaterade vi att det går att pelletera 100 % lignin men innan detta kan bli kommersiellt måste mer forskning/studier utfö-ras. Frågeställningar som måste besvaras är:

• Vilken temperatur på matrisen och fukthalt är optimal? Resultaten visar på vikten att ha rätt temperatur vid rätt fukthalt, man får inte få in för torrt mate-rial i pressen.

• Vilken presslängd är optimal? I våra tester har vi använt en presslängd på 35 mm. Vid en längre presslängd kommer troligtvis bulkdensiteten att öka samt lite högre temperaturer uppnås.

• Finns det en optimal mix med något annat material? Testerna visar att mixa en råvara med mer än 34 % inblandning av lignin som enligt Bradfield och Levi [10] skulle vara ett tröskelvärde och producera pellets är möjligt. Intres-sant vore att testa skillnaderna över respektive under detta tröskelvärde samt vilka material är bra som råvara att mixa med.

Slutligen så kan vi konstatera att det går att öka kvaliteten på pelletsen genom att använda olika tillsatser i produktionen. Vi tror att pelletsbranschen måste börja arbe-ta hårdare för att öka pelletsens mekaniska hållfasthet och minimera smulnings-problmatik för villakund. När nu fler och fler ”nya” användare kommer att välja mel-lan värmepump, fjärrvärme och pellets är det av yttersta vikt att branschen inte blir förknippad med problem. Vi har visat via våra försök att lignins stärkande egenska-per tillsammans med rapsens smörjande skulle kunna vara en lyckad kombination för att uppnå starkare pellets med lägre energipåverkan vid pelleteringen samt att stär-kelse har många positiva effekter. Det krävs dock mer studier och vi ser fram emot våra kommande tester i fullskala i fabrik. Vi tror på en framtid med en stark pelletsbransch som har tagit till sig nya idéer för att lyfta kvaliteten till högre höjder. Vi hoppas att ni som läst denna rapport har fått några idéer kring vad som kan förbättra och vill du testa dina idéer är du välkommen att höra av dig till Karlstad och Karlstads universitet.

37

11 REFERENSER 1. Ståhl M, Wikstrom F. Swedish perspective on wood fuel pellets for household heating: A modified standard for pellets could reduce end-user problems. Biomass and Bioenergy 2009;33:803.

2. Thek G, Obernberger I. Wood pellet production costs under Austrian and in com-parison to Swedish framework conditions. Biomass and Bioenergy 2004;27:671.

3.Öhman M, Boman, C, hedman, H, Eklund, R. 2006. Residential Combustion Per-formance of Pelletized Hydrolysis Residue from Lignocllulosic Ethanom Production, Energy & Fuels, Vol. 20, 1298-1304.

4. Granström, K, Sandberg M. 2011. Miljöeffekter av biobränslen från spån till pel-lets. SWX-Energi Delrapportserie nr. 25.

5. Nielsen NPK. Importance of raw material properties in wood pellet production - Effects of differences in wood properties for the energy requirements of pelletizing and the pellet quality. Forest & Landscape Denmark, Faculty of Life Sciences. Co-penhagen: university of Copenhagen; 2009.

6. Arshadi M, Gref R. Emission of volatile organic compounds from softwood pellets during storage. For Prod J 2005;55:132.

7. Blomqvist P, Persson, H. Self-heating in storages of wood pellets. World Bioener-gy Conference and Exhibition on Biomass for Energy. Jönköping, Sweden; 2008, p. 172.

8. Back E, Gellerstedt G. 1983. Aktiverad bindning av träytor. Svenska Träforsk-ningsinstitutet. STFI. Med. Serie D. Nr 184.

9. Glasser WG, Kamke FA, Sernek M. 2004. Comparative analysis of inactivated wood surface. Holzforschung, Vol. 58: 22-31.

10. Bradfield J, Levi MP. 1984. Effects of spicees and wood to bark ratio on pellet-ing of southern woods. Forest Products Journal 1984;34:61-3

11. Lehtikangas P. Quality properties of pelletised sawdust, logging residues and bark. Biomass & Bioenergy 2001;20:351. 12. SIS SSI. SS 187120 Biobränslen och torv – Bränslepellets – Klassificering. (Biofuels and peat – Fuel pellets - Classification). Stockholm, Sweden: SIS Förlag AB, 118 80 Stockholm, Sweden; 1998. 13. SIS SSI. SS 187170 Biobränslen och torv – Bestämning av Total fukthalt. (Biofuels and peat – Determination of total moisture). Stockholm, Sweden: SIS Förlag AB, 118 80 Stockholm, Sweden; 1997. 14. SIS SSI. SS 187180 Biobränslen och torv - Bestämning av mekanisk hållfasthet hos pellets och briketter. (Biofuels and peat - Determination of mechanical strength for pellets and briquettes). Stockholm, Sweden: SIS Förlag AB, 118 80 Stockholm, Sweden; 1999.

38

15. SIS SSI. SS-EN 15210 Solid biofuels – Determination of mechanical durability of pellets and briquettes – Part 1: Pellets. Stockholm, Sweden: SIS Förlag AB, 118 80 Stockholm, Sweden; 2010. 16. SIS SSI. SS-EN 15103:2010 Fasta biobränslen - Bestämning av skrymdensitet. (Solid biofuels - Determation of bulk density). Stockholm, Sweden: SIS Förlag AB, SE 118 80 Stockholm, Sweden; 2010. 17. SIS SSI. SS-EN 15210-1:2010. Fasta biobränslen - Bestämning av mekanisk hållfasthet hos pellets och briketter - Del 1: Pellets. (Solid biofuels-Determation of mechanical durability of pellets and briquettes). Stockholm, Sweden: SIS Förlag AB, SE 118 80 Stockholm, Sweden; 2010.

39

RAPPORTER 1) Säffle biogas – Förstudie 2) Skogsskötselmodeller anpassade för skogsbränsleuttag – några exempel 3) Framtidens pelletsfabrik 4) Småhusens framtida utformning – Hur påverkar Boverkets nya byggregler? 5) Långa toppar 6) Ackumulerande fällaggregat i gallringsbestånd 7) Undersökning av efterfrågan på GRÖN grot 8) Studie av storbuntaren Rogbico 9) Marknadspotential för sol- och biovärmesystem 10) Byggregler och småhustillverkare. Husens framtida utformning. 11) Möten med husföretag 12) Solvärme i nybyggda hus 13) Husköpares val av värmesystem – Hinder och möjligheter 14) Användning och vidaretransport av skogsenergisortiment 15) Vidaretransport av skogsenergisortiment – Tidsstudier och kostnadskalkyler 16) Utveckling av logistiken för skog 17) Transport av skogsenergisortiment – Företags- och samhällsekonomiska kostnader 18) Beräkning och analys av skogsbränslepotentialer i Värmland 19) Ekonomi vid skogsskötsel inriktad mot energi- och industrisortiment 20) Biogas Säffle – Förstudie Värmlandsnäs 21) Småskalig rökgasrening – metoder för att minska utsläppen från småskalig bio-

bränsleeldning 22) Tillsatser som kvalitetshöjare för pellets

40

Projekt SWX-Energi omfattar Värmlands, Dalarnas och Gävleborgs län. Projektägare: Region Gävleborg Delprojektansvariga: Högskolan Dalarna och Karlstads Universitet Projektbudget: 32 miljoner kronor Projekttid: 2008-2011 www.regiongavleborg.se/verksamhet/swxenergi Projektet delfinansieras av Europeiska Unionen.

Finansiärer Offentliga Privata EU, Norra Mellansverige Region Gävleborg Region Dalarna Högskolan Dalarna Karlstads Universitet Gävle Dala Energikontor Värmlands Energikontor

Energimyndigheten Banverket Säffle kommun Gävle Energi Hofors Energi Borlänge Energi Fortum Värme AB

Neova Mellanskog Naturbränsle Bruks Klöckner