האם גריסה של עץ נגוע מפחיתה את הערך הקלורי שלו לדלק ביומסה?

השימוש בביומסה עצית לייצור חום וכוח הוא אבן יסוד במעבר לאנרגיה מתחדשת. עם זאת, חלק ניכר מחומרי הזנה הזמינים-במיוחד מעצים שניזוקו בסערה-, יערות חולים, או אדמות יער מנוהלות-נגוע בפטריות, חיידקים בשלבי עיבוד או חרקים נפוצים זה. סתתים), מה שמקטין את גודל החלקיקים לטיפול ובבעירה קלים יותר. הדבר מעלה שאלה קריטית עבור מפעילי ביומסה: האם פעולת גריסה של עץ נגוע פוגעת עוד יותר בערכו הקלורי?
התשובה הישירה היא לא-הגריסה עצמה אינה משנה כימית את העץ או מפחיתה את תכולת האנרגיה הטבועה בו. עם זאת, זיהום לעיתים קרובות משפיל את העץ לפני הגריסה, ותהליך הגריסה יכול להשפיע בעקיפין על מידת היעילות של הדלק -האיכות הנמוכה יותר. מאמר זה בוחן את המדע שמאחורי התפרקות העץ וההשפעה של ריקבון העץ, השפעת הביומסה נטו.
1. האשם האמיתי: ריקבון ביולוגי, לא גריסה מכנית
כדי להבין את הערך הקלורי, עלינו להסתכל תחילה על מה נשרף. האנרגיה בעץ מגיעה בעיקר מליגנין ותאית. כאשר עץ נגוע-בדרך כלל מריקבון-גורם לפטריות כמו Heterobasidion(ריקבון שורש) או Ganoderma(ריקבון חום)-את האנזימים הללו מפרקים אורגניזמים אלו למזון.
• ריקבון חום: פטריות מפרקות תאית תוך השארת ליגנין שלם ברובו. העץ הופך שביר וכהה אך שומר על שלמות מבנית מסוימת.
• ריקבון לבן: פטריות מפרקות גם ליגנין וגם תאית, והופכות את העץ לגוש חוטי וחיוור.
• ריקבון רך: נפוץ בתנאים רטובים מאוד, זה תוקף תאית בדפנות התא המשניות.
בכל המקרים, המטבוליזם המיקרוביאלי הופך תרכובות פחמן דליקות מוצקות לביומסה של CO₂, מים וביומסה פטרייתית. הפירוק הביולוגי הזה הוא שמפחית את הערך הקלורי. מחקר שפורסם ב-Forest Products Journal מצא שעץ שנשפך בכבדות יכול לאבד בין 15% ל-50% מתכולת האנרגיה המקורית שלו{4} וסוג האנרגיה היבשה שלו{4}.
גריסה היא תהליך מכני בלבד. היא מפרקת חתיכות גדולות לקטנות יותר באמצעות כוחות גזירה והשפעה. היא אינה שורפת פחמן או מתנדפת תרכובות נדיפות; לכן, היא אינה מורידה ישירות את הערך הקלורי הגולמי (GCV) לק"ג חומר יבש. אם יש לך 1 ק"ג של שבבי עץ, אם הם מכילים את אותה כמות עץ יבשה, נגוע באנרגיה אחת. נתח או מגורר לאבק.
2. השפעות עקיפות: איך גריסה מתקשרת עם עץ נגוע
גריסה אמנם אינה משנה את הכימיה, אך היא משנה משמעותית את התכונות הפיזיקליות של החומר הנגוע, מה שמשפיע על שחזור האנרגיה האפקטיבי במהלך הבעירה.
תכולת לחות מוגברת
לעץ נגוע יש לעתים קרובות יכולת גבוהה יותר לשמור מים עקב פירוק דפנות התא. גריסה מגדילה באופן דרמטי את יחס הנפח-פני השטח-ל-נפח. למרות שזה עוזר לייבוש אם הדלק מאוחסן כראוי, זה גם אומר שהחומר יכול לספוג מחדש לחות אטמוספרית הרבה יותר מהר מאשר הלחות העיקרית של הלחות המוצקים. יעילות, שכן אנרגיה מבוזבזת בהרתחה למים במקום לחמם את הבית או לייצר קיטור.
ב.השפלה מואצת
גריסה חושפת משטחים טריים לחמצן ופעילות מיקרוביאלית. אם עץ נגוע נגרס ואז נשאר בערימה למשך שבועות או חודשים, חיידקים אירוביים ופטריות יכולים להאיץ את תהליך הפירוק שהחל ביער. ריקבון "אחרי-גריסה" זה יכול להוביל לירידה ניתנת למדידה בערך הקלורי.
C.Ash Content and Slagging
צמיחה פטרייתית תורמת לתכולת האפר המינרלי של העץ. כאשר עץ נגוע נגרס, אדמה וחצץ שנאספים במהלך הקטיף מעורבבים בצורה יסודית יותר לתוך החלקיקים העדינים. תכולת אפר גבוהה יותר מורידה את הערך הקלורי הנקי (NCV) מכיוון שמינרלים אינם נשרפים. יתרה מכך, פטריות אלקליות מסוימות יכולות לרכז (כמו פטריות אלקליות מסוימות). מגורר לאבק דק, יכול לתרום לסיגים והתכלות בדוודים-להפחתת היעילות התפעולית גם אם תכולת ה-BTU התיאורטית של הדלק נשארת ללא שינוי.
3.יתרונות של גריסה ליעילות בעירה
חשוב לציין שלמרות החסרונות הקשורים לזיהום קיים-, גריסה מועילה בדרך כלל לשימוש בעץ בדרגה נמוכה-:
1. קינטיקה בעירה משופרת: חלקיקים קטנים יותר נדלקים מהר יותר ונשרפים בצורה מלאה יותר. זה יכול לעזור לקזז את צפיפות האנרגיה הנמוכה יותר של עץ רקוב על ידי הבטחת פחות יציאות פחמן בלתי נשרף דרך הצינור.
2. הומוגניות: גריסה מערבבת עץ רקוב וצלול יחד, ויוצרת דרגת דלק עקבית יותר מאשר מיון ידני של בולי עץ.
3. לוגיסטיקה: ציפוף חומר מגורר לכדורים או לבניות יכול למעשה להגן עליו מפני ספיגת לחות נוספת והתקפה ביולוגית במהלך האחסון.
4. המלצות מעשיות ליצרני ביומסה
אם אתה מעבד עץ נגוע לדלק ביו-מסה, שקול את השיטות המומלצות הבאות:
• הערכת חומרת: בדוק חזותית את העץ. עץ שהוא "פאנקי" (מתפורר בקלות תחת לחץ אצבע) כנראה איבד יותר מדי מסה כדי להיות בר-קיימא. עץ שרק דהוי אך עדיין צליל מבני שומר על רוב האנרגיה שלו.
• יבש מיד: גרוס רק כאשר יש לך תוכנית לייבש את החומר במהירות (באמצעות פסולת חום מהצמח). אל תיתן לעץ נגוע מגורר לשבת בגשם.
• ניטור לחות: שאפו לתכולת לחות מתחת ל-20–25%. זה קריטי יותר עבור עץ נגוע מאשר עבור עץ בריא.
•ערבב חומרי מזון: ערבב עץ נגוע מגורר עם נסורת- באיכות גבוהה או שבבים נקיים כדי לאזן את תערובת הדלק ולמנוע בעיות בדוד.
גריסה של עץ נגוע אינה מפחיתה, כשלעצמה, את ערכו הקלורי. אובדן האנרגיה מתרחש בתהליך ההדבקה הביולוגית לפני הקטיף. עם זאת, הגריסה פועלת כזרז לפירוק נוסף אם החומר אינו מטופל כראוי לאחר-העיבוד. על ידי הגדלת שטח הפנים, הגריסה הופכת את הספיגה הנגועה לעץ הנגוע וספיגה מואצת יותר. תפוקת החום האפקטיבית.
עבור יצרני דלק ביו-מסה, המפתח הוא לראות בגריסה לא גורם לאובדן אנרגיה, אלא כצעד הדורש תזמון קפדני. על ידי גריסה של עץ נגוע ממש לפני ייבוש ובערה, המפעילים יכולים לנצל את מאפייני השריפה המשופרים של חלקיקים קטנים תוך מזעור ההשפעות השליליות של המצב הביולוגי של העץ.