Feuchte in Biomasse, Heu, Stroh, Hackschnitzeln und Pellets

Feuchtemessgeräte für Biomasse, Heu, Stroh, Hackschnitzel und Pellets sind Geräte für die Bioenergiebranche zur Bestimmung des Feuchtegehalts fester Brennstoffe pflanzlichen Ursprungs. Der Feuchtegehalt bestimmt unmittelbar den nutzbaren Heizwert des Brennstoffs (hohe Feuchte = geringerer Heizwert, da das Wasser vor der Verbrennung verdampfen muss), die Lagerstabilität (zu feuchte Biomasse gärt und setzt giftige Gase frei, zudem geht Substanz verloren) sowie den Wirkungsgrad von Kesseln und Heizanlagen auf Biomassebasis. Eingesetzt werden sie im Handel mit Brennholz, Pellets und Hackschnitzeln, in Biomasseheizwerken, in landwirtschaftlichen Betrieben und Ställen für Heu und Stroh sowie in Anlagen der thermischen Verwertung.

Messtechnologien

Zum Einsatz kommen: kapazitive Plattengeräte für Hackschnitzel und Schüttbiomasse (mit dem Material befüllte Messzelle, Messung der Dielektrizitätskonstante); Geräte mit langen Elektroden für Heu- und Strohballen (Lanzen von 50-100 cm Länge, die in den Ballen eingeführt werden, um die Feuchte im Kern zu messen); Mikrowellengeräte für zerstörungsfreie Messungen an bewegten Materialströmen; thermogravimetrische Waagen für das gravimetrische Bezugsverfahren. Die Feuchtebereiche sind sehr weit: 5-15 % bei Qualitätspellets, 15-60 % bei frischen Hackschnitzeln, 10-25 % bei Heu und Stroh und bis zu 80 % bei frisch geschlagenem Holz.

Feuchtemessgeräte für Pellets

Holzpellets für den Hausgebrauch (Öfen, Kessel) sind über das Qualitätssystem ENplus geregelt (ENplus A1, A2, B): Die Feuchte muss ≤ 10 % für Klasse A1 betragen (Premiumqualität für Öfen), ≤ 10 % für A2 (Wohnbereich) und ≤ 12 % für B (gewerblich). Pelletspezifische Geräte haben eine Messzelle besonderer Geometrie mit einer Kalibrierdatenbank für Pellets unterschiedlicher Herkunft (Buche, Tanne, Kiefer, Nadelholzmischungen, landwirtschaftliche Rohstoffe). Die üblichen Genauigkeiten liegen bei ±0,5-1 % Feuchtegehalt. Genutzt werden sie in der Pelletherstellung (Qualitätsprüfung des Enderzeugnisses), im Handel (Wareneingangsprüfung) und beim Endverbraucher (Prüfung der gekauften Ware).

Hackschnitzel für Heizwerke

Holzhackschnitzel (woodchips) sind der Hauptbrennstoff vieler Biomasseheizwerke mittlerer und großer Leistung, ländlicher Nahwärmenetze und Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung. Gehandelt werden Hackschnitzel in der Regel nach Trockengewichtsäquivalent: Die Feuchte beeinflusst den Preis erheblich. Für die Lagerung dürfen Hackschnitzel bei längerer Einlagerung 30-35 % Feuchte nicht überschreiten (darüber kommt es zu Gärung, Selbstentzündung und Trockensubstanzverlust). Tragbare und Tischgeräte dienen der Wareneingangsprüfung (mit normgerechter Probenahme), der regelmäßigen Bestandskontrolle und der Steuerung der natürlichen Trocknung (im offenen Lager sinkt die Feuchte mit der Zeit durch Verdunstung).

Heu und Stroh in der Tierhaltung

Bei Heu und Stroh für Futter oder Einstreu ist die Feuchtekontrolle entscheidend für die Haltbarkeit: Heu mit einer Feuchte > 17-20 % im Ballenkern birgt die Gefahr unerwünschter (anaerober) Gärung, von Nährstoffverlusten, der Bildung für das Vieh gefährlicher Schimmelpilze und im Extremfall der Selbstentzündung der in der Scheune gelagerten Ballen. Geräte mit langer Elektrode erlauben die Messung im Ballenkern, ohne diesen öffnen zu müssen. Genutzt werden sie von Landwirten, landwirtschaftlichen Prüfern und bei hygienischen Stallkontrollen. Die Norm EN ISO 18133 regelt die Feuchtemessung an fester Biomasse.

Heizwert und Feuchte

Der Heizwert (Hu) von Biomasse hängt eng mit der Feuchte zusammen: Holz mit 0 % Feuchte hat einen Heizwert von etwa 18 MJ/kg; bei 20 % Feuchte sinkt er auf etwa 14 MJ/kg; bei 50 % Feuchte beträgt er nur noch 7-8 MJ/kg, weil die Verbrennung Wärme zum Verdampfen des Wassers aufwendet. Für Biomasseanlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung ist die Brennstofffeuchte eine wesentliche technische Vorgabe: Schwankungen verändern den Wirkungsgrad des Prozesses und erfordern Anpassungen der Anlage (Luftüberschuss, Verbrennungsführung). Höherwertige Systeme messen die Feuchte fortlaufend an der Brennstoffzuführung.

Bezugsnormen

Die wichtigsten Normen sind: EN ISO 18134 (Feuchte in festen Biobrennstoffen – gravimetrisches Bezugsverfahren, Teile 1, 2 und 3 für unterschiedliche Anwendungen); EN ISO 17225 (technische Anforderungen an feste Biobrennstoffe); EN ISO 14780 (Probenvorbereitung); ENplus (europäische Pelletzertifizierung, in Italien von AIEL verwaltet). Für handelsübliche Geräte gelten die Vorgaben zur Kalibrierung in einem nach ISO 17025 akkreditierten Labor. Eine regelmäßige Überprüfung im Vergleich mit dem gravimetrischen Verfahren wird empfohlen.