Purun, hakkeen, kauran oljen ja ruokohelven pelletöityminen

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää miten puru, hake, kauran olki ja ruokohelpi soveltuvat pelletöintiin ja millaiset seokset ovat parhaita näillä raaka-aineilla. Pellettien ominaisuuksista tutkittiin irtotiheyttä, kosteuspitoisuutta, mekaanista kestävyyttä, tuhkapitoisuutta sekä lämpöarvoa. Tutkittavia seoksia oli mukana kaikkiaan 30 kappaletta. Työn toimeksiantaja oli Oulun ammattikorkeakoulun Luonnonvara-alan yksikön Ekopelletti T&K –hanke.

Pelletöinti- ja polttokokeet oli tehty opinnäytetyön ulkopuolella Ekopelletti T&K –hankkeen puitteissa, joten opinnäytetyöhön kuului ainoastaan mittausten analysointi. Käytettävissä oli pelletöinti- ja polttokokeista saadut laajat tulokset.

Jokaista ominaisuutta tarkasteltiin erikseen. Tarkastelu tehtiin pylväsdiagrammeissa, joissa osaa ominaisuuksista jouduttiin tarkastelemaan raaka-aineittain pellettien runsaan määrän vuoksi. Näistä diagrammeista voitiin verrata eri seoksia keskenään ja löytää helposti tarkasteltavaa raaka-ainetta sisältäneistä pelleteistä paras ja huonoin seos. Lopuksi kaikkien pellettien tuloksia verrattiin vielä Suomen standardisoimisliiton puupelleteille määriteltyihin laatuvaatimuksiin.

Tuloksista havaittiin, että puru on tutkituista raaka-aineista selvästi paras. Varsinkin poltto-ominaisuuksiltaan puru on ylivoimainen muihin raaka-aineisiin verrattuna. Hakepelletit kärsivät heikosta mekaanisesta kestävyydestä sekä irtotiheydestä. Poltto-ominaisuuksiltaan hakepelletit ovat lähimpänä purua. Ruokohelpipellettien mekaaninen kestävyys vaihteli kokeen heikoimmasta kokeen parhaaksi. Myös tuhkapitoisuus oli ruokohelpipelleteillä heikohko. Sen sijaan muilta ominaisuuksiltaan ruokohelpipelletit olivat hyviä. Kokeen raaka-aineista kauran olki oli selvästi huonoin pelletöinnin raaka-aine, sillä yksinään se ei menestynyt oikein missään ominaisuudessa.

Kahden eri raaka-aineen seoksista paras oli hakkeen ja ruokohelven seos. Tässä seoksessa hake ja ruokohelpi saivat usein parempia tuloksia kuin yksinään. Seos sai myös lähes purun veroisia tuloksia ominaisuuksistaan, joten se vaikuttaisi olevan erittäin toimiva seos. Kauran olki toimi parhaiten seoksena purun tai hakkeen kanssa, kun seoksesta suurin osa on jotain muuta kuin kauran olkea.

The objective of thesis was to find out how sawdust, wood chips, oat’s straw and reed canary grass are suitable for pelletizing and what kind of mixtures work best with these materials.The properties that were studied from pellets were bulk density, moisture content, mechanical strength, ash content and calorific value. There were 30 mixtures to be studied. The subscriber of this thesis was Oulu University of Applied Sciences School of Renewable Natural Resources EkoPelletti T&K-project.

The work included only the analysis of the measurements. Pelletizing and combustion tests were made outside of this thesis in EkoPelletti T&K-project. Extensive results of pelletizing and combustion experiments were available to be used in this thesis.

Every feature were examined separately. Examination was done in bar charts, where some of the features had to be examined by raw materials due to large amount of pellets. From these diagrams different mixtures could be compared to each other and it’s easy to find the best and the worst mixture from the diagrams. Finally all the pellet test results were compared to Finnish standards of wood pellet’s quality standards.

The results showed that sawdust is by far the best of the raw materials that were studied. In particular the combustion characteristics of saw dust is superior compared to other raw materials. Pellets that were made of wood chips suffered from weak mechanical strength and weak bulk density. By combustion characteristics wood chip pellets were almost as good as saw dust. Pellets made of reed canary grass had lot of variation in mechanical strength as it had the worst and the best mechanical strength. Reed canary grass pellets also had high ash content. Instead the other characteristics of pellets made of reed canary grass were good. The worst pellet of this test was oat’s straw because when pellet included only straw it wasn’t good at any property.

The best mixture that included two raw materials was wood chip’s and reed canary grass’s mixture. In this mixture wood chip and reed canary grass gained better results than what they had when they were the only raw material. This mixture also got almost as good results as saw dust so it’s a very good mixture. Oat’s straw worked best in mixture with saw dust or wood chips, when most of the mixture was something else than oat’s straw.