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Umfangreiches Entwicklungsprojekt am Ziel angelangt
Die im Rahmen der dreijährigen schwedischen Forschungsinitiative IPOS durchgeführten Entwicklungsprojekte zur Holztrocknung wurden in der ersten Hälfte des Jahres 2030 abgeschlossen. Sechs Teilbereiche haben zusammen neue Kenntnisse geliefert, die den Trocknungsprozess verbessern werden.
„Es geht sowohl darum, wie schnell und energieeffizient wir trocknen, aber auch um intelligente Automatisierung bei hoher und gleichmäßiger Trocknungsqualität. Wenn wir auf diesem Weg kluge Schritte tun, erhalten die Sägewerke Voraussetzungen, um die Wertausbeute zu erhöhen“, sagt Thomas Wamming, Entwicklungsleiter bei Valutec.
Thomas Wamming hat gemeinsam mit Margot Sehlstedt-Persson, Professorin an der Technischen Universität Luleå, die Arbeit geleitet, zu der unter anderem Feldstudien in zwei schwedischen Sägewerken zählten.
„Wir haben Experimente im industriellen Maßstab durchgeführt, und diese würden sich ohne das Engagement und den Einsatz seitens der Unternehmen nicht durchführen lassen. Es war richtig eindrucksvoll zu sehen, wie alles reibungslos ablief und gemeinsam möchten wir an alle Beteiligten ein großes Dankeschön aussprechen“, sagen Thomas Wamming und Margot Sehlstedt-Persson.
Kürzere Aufwärmzeit
Die Studien haben zudem sofortige und konkrete Ergebnisse geliefert. Als Konsequenz aus dem Teilprojekt über die Aufwärmung wurden im Valmatics 4.0 für dünnere Abmessungen mit großem Splintholzanteil und hohem Feuchtigkeitsgehalt zu Beginn ein härteres Klima und eine kürzere Aufwärmzeit eingeführt.
„Zugleich ist es wichtig, darauf zu achten, welches Rohmaterial getrocknet werden soll. Diese Strategie ist bei zu Rissbildung neigendem Holz wie gröberen Kieferndielen nicht anwendbar“, sagt Thomas Wamming.
Im zweiten Teilschritt des Projektes wurden Zeiträume für die Umkehr in Kammern untersucht. Bei dem Projekt wurden Experimente im Maßstab 1:1 durchgeführt, bei denen Daten aus der Kappstation Feedback für den Trocknungsprozess lieferten. Es wurde die ausgewertet, wie ein längerer Zeitraum für die Umkehr in der Trocknungsphase sich auf das Erreichen des Feuchtigkeitsgehalts und die Streuung der Feuchtigkeitsquote auswirken kann. Der Anlass für die Studie war zum Teil, dass gerade die Umkehr in modernen Kammertrocknern dazu tendiert hat, immer eine Stunde zu dauern. Zugleich war die Auswirkung des Umkehrzeitraums auf das Holz nicht untersucht worden.
„Die Drehrichtung der Umwälzventilatoren lässt sich in den Steuersystemen leicht ändern. Die Ergebnisse lassen sich schnell umsetzen, wo von Vorteil ist, die Zeit zu verlängern“, erklärt Thomas Wamming.
Umkehr
Die Studien zeigten, dass ein auf 6 Stunden verlängerter Zeitraum bis zur Umkehr im Vergleich zu einer Umkehrzeit von 2 Stunden sich positiv auf das Erreichen des Zielfeuchtegehalts auswirkte und zu einer geringeren Streuung des Feuchtigkeitsgehalts führte. Bei verlängerten Umkehrzeiträumen wurde an den Randstapeln keine vermehrte Rissbildung festgestellt, was vor dem Projekt ein Problem darstellte.
„Bei nassen Abmessungen sind wir der Meinung, dass es Vorteile hat, die Zeit für die Umkehr der Drehrichtung auf bis zu sechs Stunden zu verlängern. Die Studie zeigt auch, dass eine längere Zeit bis zur Umkehr bei Holz bis zu 50 Millimeter eigentlich keine Nachteile hat, auch wenn der Einfluss gering ist, wenn über die gesamte Blastiefe hinweg genügend Luft da ist“, sagt Thomas Wamming.
Die Teilstudie war umfangreich. Die Trocknungstests wurden an drei modernen Kammertrocknern durchgeführt. Es wurden drei verschiedene Trocknungspläne mit einer Gesamttrocknungszeit von 60 Stunden und einem Zielfeuchtegehalt von 18 Prozent angewendet. In den Trocknern betrug die Blastiefe 10,5 Meter und jeder Trockner hatte sieben Stapel.
Auch im dritten Teilprojekt wurden Messdaten aus der Kappstation als Eingabewerte genutzt, um die Präzision des Trocknungsprozesses zu erhöhen. Es geht um die Zeit in der Diffusionsphase nach Leistungsabfall bei der Kammertrocknung von Fichtenbrettern. Ziel war hier eine Steigerung der Automatisierung, während zugleich die Kontrolle über die Energieeffizienz beibehalten wird.
„Die Studie war aufschlussreich und das erlangte Wissen ist ein Schritt auf dem Weg mit dem Endziel der Entwicklung von Valmatics 4.0, was die Automatisierung des Prozesses angeht“, so Thomas Wamming.
Teilstudien im Rahmen von IPOS:
- Die Aufheizphase beim Trocknen von Fichtenbrettern. Erste Studien im CT (Scanner und Tomograph für Materialstudien) mit anschließender Nachverfolgung im industriellen Maßstab.
- Optimierung des Zeitraums für die Umkehr in Kammern. Nachverfolgung der Trocknungsqualität anhand von Daten aus der Kappstation als Feedback zum Trocknungsprozess. Studie im industriellen Maßstab.
- Dauer der Diffusionsphase nach Leistungsabfall bei der Kammertrocknung von Fichtenbrettern. Nachverfolgung der Trocknungsqualität anhand von Daten aus der Kappstation als Feedback zum Trocknungsprozess. Studie im industriellen Maßstab mit Nachbereitung im CT im Labormaßstab.
- CT‐Studien zur Konditionierung nach Wärmebehandlung gemäß dem ThermoWood-Verfahren.
- CT‐Studien zur Feuchtigkeitsdynamik bei oszillierendem Trocknungsklima.
- Analyse von CT‐Daten bei der Konditionierung von Holz. Berechnung des Feuchtegradienten aus zwei früheren Projekten.