Home About Browse Search
Svenska


Measuring forest fuel quality for trade and production management

Fridh, Lars (2017). Measuring forest fuel quality for trade and production management. Diss. (sammanfattning/summary) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2017:56
ISBN 978-91-7760-002-2
eISBN 978-91-7760-003-9
[Doctoral thesis]

[img]
Preview
PDF
1MB

Abstract

An increased use of forest fuels resulted in a new Timber Measurement Act, specifying the requirements for measurements of these assortments. The law has increased the demands when measuring quality parameters, e.g. moisture and ash content. This thesis aims to a) develop a robust validation method for measurement precision and accuracy; b) validate instruments using electric capacitance (CAP), magnetic resonance (MR), near infrared spectroscopy (NIR), and X-ray technologies for moisture content determination; and c) evaluate the possibility to determine other parameters using x-ray data. The tested instruments had similar measurement precision. All except for the CAP produced 95% of their measurements within less than ± 2.5 percentage points of the mean. The accuracy of moisture content measurements varied between; instruments, moisture content classes, and forest fuel materials, as well as between frozen and unfrozen materials. MR was the only instrument that was not sensitive to fuel material. MR showed the highest measuring accuracy and CAP the lowest. The X-ray instrument could determine ash content and net calorific value, but the latter needed calibration. It was possible to estimate the proportion of fines and median particle size accurately using X-ray data. The capacitance instrument is easy to transport and use in the field, but the other instruments are intended for use at a measurement station.

A calibration of the instruments would benefit from precisely defined fuel assortments, as would the customers, who could use it to optimize combustion. Automated methods to verify the delivered fuel assortment are required, e.g. by NIR or X-ray sensors. The oven-drying method and all studied instruments determine moisture content on samples, and the sampling procedure is crucial to accurately estimate the mean and sample variance. The sampling problem could be minimised if measurements could involve most of the load otherwise a sufficient number of samples must be taken. A cost-efficient measurement procedure requires a balance of sampling intensity vs measurement costs and benefits. A fast moisture measurement procedure that enables customer to optimize combustion can be more cost-effective than the oven-drying method, especially if it provides additional data.

Authors/Creators:Fridh, Lars
Title:Measuring forest fuel quality for trade and production management
Alternative abstract:
LanguageAbstract
Swedish

Användningen av primära skogsbränslen ökade snabbt under tjugohundratalets första decennium. Detta ledde till en virkesmätningslag med ökade krav på noggrannhet och precision. Målet för denna avhandling var a) att utveckla en statistiskt robust valideringsmetod för precision och noggrannhet vid fukthaltsmätning, b) att validera mätinstrument som använder elektrisk kapacitans (CAP), magnetresonans (MR), nära-infraröd spektroskopi (NIR) eller röntgenteknik för fukthaltsmätning i flis och c) att utvärdera möjligheterna att skatta andra parametrar med hjälp av röntgenteknik. Resultaten visade att, frånsett CAP mätaren, hade instrumenten en precision där 95% av mätningarna återfanns inom ± 2,5%-enheter. Det fanns stora variationer i noggrannhet för fukthalt som påverkades av: instrumenttyp, fukthaltsklass på materialet, typen av material, och om materialet var fruset eller ej. MR-instrumentet uppvisade den högsta och CAP den lägsta noggrannheten men MR var enda instrument okänsligt för material. Röntgeninstrumentet kunde även skatta askhalt och effektivt värmevärde, och med möjlighet att skatta både finfraktion och medianpartikelstorlek med förhållandevis stor säkerhet. Endast CAP instrumentet är lätt att transportera och använda i fält, övriga instrument är avsedda att användas på mätstationer vid större terminaler eller mottagningsplatser.

En sortimentsbeskrivning av flisen skulle underlätta kalibreringen av instrumenten, och dessutom gagna bränslekunderna för att öka effektiviteten i sina anläggningar. Men för detta måste det gå att verifiera att levererat bränsle överensstämmer med sortimentet, vilket skulle kunna göras med sensorbaserade instrument. Såväl ugnsmetoden som instrumenten fastställer fukthalten för prover, vilket kräver korrekt sampling för en korrekt fukthaltsbestämning. Provtagningsproblemet kan minimeras om mätningar kan utföras för större delen av leveransen annars måste ett tillräckligt stort antal prover tas. Ett kostnadseffektivt mätförfarande kräver en balans mellan provtagningsintensiteten och mätningens kostnader och fördelar. En snabb mätning av fuktmätning som gör det möjligt för kunden att optimera förbränningen kan vara mer kostnadseffektiv än ugnstorkningsmetoden, speciellt om det ger ytterligare egenskapsdata

Series/Journal:Acta Universitatis agriculturae Sueciae (1652-6880)
Year of publishing :2017
Volume:2017:56
Number of Pages:67
Papers/manuscripts:
NumberReferences
ILars Fridh, Lars Eliasson & Dan Bergström (2017). Precision in moisture content determination of wood fuel chips using a handheld electric moisture meter.
IILars Fridh, Sylvain Volpé & Lars Eliasson (2014). An accurate and fast method for moisture content determination. International Journal of Forest Engineering 25:3, 222-228, DOI: 10.1080/14942119.2014.974882.
IIILars Fridh, Sylvain Volpé & Lars Eliasson (2017). A NIR machine for moisture content measurements of forest biomass in frozen and unfrozen conditions. International Journal of Forest Engineering 28:1, 42-46, DOI: 10.1080/14942119.2017.1297521
IVLars Fridh, Sylvia Larsson, Dan Bergström, Lars Eliasson & Tomas Thierfelder (2017). Combining two X-ray methods for simultaneous determination of net calorific value, moisture- and ash content in biomass chips.
VLars Fridh, Sylvia Larsson, Dan Bergström, Lars Eliasson & Tomas Thierfelder (2017). Combining two X-ray methods for determination of particle size and fines of forest biomass chips.
Place of Publication:Uppsala
Publisher:Department of Forest Biomaterials and Technology, Swedish University of Agricultural Sciences
ISBN for printed version:978-91-7760-002-2
ISBN for electronic version:978-91-7760-003-9
ISSN:1652-6880
Language:English
Publication Type:Doctoral thesis
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:K Forestry > K10 Forestry production
P Natural resources > P06 Renewable energy resources
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 2 Engineering and Technology > 209 Industrial Biotechnology > Bioenergy
(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 401 Agricultural, Forestry and Fisheries > Forest Science
Agrovoc terms:forest mensuration, measurement, moisture content, ash content, energy value, logging wastes, bioenergy, forest products, trade, production
Keywords:moisture content, ash content, net calorific value, energy, chips, logging residue, bioenergy
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-4185
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-4185
ID Code:14354
Faculty:S - Faculty of Forest Sciences
Department:(S) > Department of Forest Biomaterials and Technology (from 131204)
Deposited By: Lars Fridh
Deposited On:24 May 2017 12:53
Metadata Last Modified:07 Jun 2017 11:57

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits