PPT Kraemer Qualitaet...Methoden zur Bestimmung der Brennholzfeuchte Fort- und Weiterbildung für die Brennholzwirtschaft Methoden der Qualitätssicherung für Brennholz Seminare Trocknung

KRÄMER, G., 2011: Normung, Qualitätssicherung und Z ertifizierung von Energieholz-Hackschnitzeln. Event „Einblastechnik für Hackschnitzel“. Kuratorium für Waldarbeit und Forstwirtschaft e.V., 06.10.2011. Holzfachschule Bad Wildungen / Institu t für Brennholztechnik IBT-Krämer.

Normung, Qualitätssicherung und Zertifizierung von Energieholz- Hackschnitzeln

KWF-Event „Einblastechnik für Hackschnitzel“, 06.10. 2011

Hacken

Transportieren

Trocknen

Sieben

Lagern

Anliefern

Prüfen

Abrechnen

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Gliederung

1. Einführung

2. Was ist Qualität?

3. Normung

4. Zertifizierung

5. Qualitätssicherung

6. Eigenüberwachung

7. Prüfleitfaden

8. Wareneingangskontrolle

9. Ausblick


1. Einführung


Tischler und Dipl.-Holzwirt

Berater für Innovation und Technologie (1999)

Leiter Fachbereich Technologietransfer an der Holzf achschule

Gründung des Institut für Brennholztechnik IBT-Kräm er (2007)

Ausschusstätigkeit im CEN / TC 335 Solid Biofuels, VDI 4206-4, AA Fertigpackung für Scheitholz der Eichbehörden

Mitglied im RAL-Güteausschuss der Gütegemeinschaft Brennholz e.V.

Wissenschaftl. Beirat im Bundesverband Brennholzhan del und –produktion e.V.

macroHOLZdata - Bestimmung und Verwendung von Nutzholzarten

Koordinierung Kap. 9 Holzwirtschaft in: SCHULTE ET AL., 2003: „Wald in Nordrhein-Westfalen“, 2 Bände, 1091 Seiten, Aschend orff

Prof.-Adalbert-Seifriz-Preis 2008 für vorbildliche und beispielhafte Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Handwerk

Unabhängige Qualitätsüberwachung von Hackschnitzeln und Scheitholz

Leitung der ESF-Projekte „Gescheites Brennholz“ / „D efinierte Hackschnitzel“

Georg Krämer


Berufsbildung / Seminare

Tischlermeister / -inIndustriemeister / -in HolzindustrieTechnische(r) Holzkauffrau (-mann)Holztechniker / -in Holzbearbeitung Modellbauermeister / -inFertigungsprozessinformatiker / -in (BA)

Beratung / Projekte

Technologie- und InnovationsberatungManagement und BetriebsorganisationModell- und FormenbauSchnittholzsortierung / HolztrocknungCNC-Technik M öbel + Bauelemente

www.holzfachschule.de


Was bedeutet Technologie-Transfer ?

Unternehmen fit machen

• neue Technologien vermitteln• Innovationen unterstützen• Kooperationen fördern• neue Arbeitsverfahren einführen• Betriebsorganisation verbessern• Fördermittel akquirieren• Netzwerke aufbauen• neue Märkte schaffen

Berufsbildung verbessern

• Technologie-Monitoring zu Arbeits-verfahren Produkten, Werkstoffen, Gewerken, z.B. Technologie-

Monitoring Holzenergie• neue Technologien in die berufliche

Praxis integrieren• Fortbildung der Ausbilder und

Berufsschullehrer

Forschung optimieren

• Pilotprojekte initiieren• Forschungsergebnisse verbreiten

und anwenden

Innovationen unterstützen

• Entwicklung, Schutz und Vermarktung innovativer Produkte / Arbeitsverfahren


www.IBT-Kraemer.deAngewandte Forschung + Entwicklung

Trocknungsverfahren für Scheitholz und HackschnitzelMethoden zur Bestimmung der BrennholzfeuchteFort- und Weiterbildung für die BrennholzwirtschaftMethoden der Qualitätssicherung für Brennholz

Seminare

Trocknung und Feuchtebestimmung von Scheitholz und HackschnitzelnExterne Qualitätsprüfung von Scheitholz und Hackschni tzelnBetreiberschulung für Schornsteinfeger + Ordnungsbehörden

Beratung

BetriebeBeschäftigteWaldbesitzerVerbände, Behörden, HochschulenVerbraucher


2. Was ist Qualität?


1-1 Was ist Qualität?

Hackschnitzel oder Wald hackgut?


1-2 Was ist Qualität?

„Die Qualität eines industriellen Erzeugnisses ist das Maß

seiner Brauchbarkeit bzw. seine Eignung, den Ansprüchen

des Verbrauchers, für den es gefertigt wurde, zu genügen.“[SCHAAFSMA / WILLEMZE 1955, Moderne Qualitätskontrolle, S. 322]

Ergänzungen für Hackschnitzel:

Naturprodukt (heterogene Sortimente)

gesetzliche und normative Anforderungen wie z.B. 1. BImSchV

anonyme Massenproduktion

Anforderungen des Ofen-/ Kesselherstellers an Brennstoffe gemäß

Typenprüfung und Zulassung

Anforderungen an Hygiene (Schimmelpilzbildung) und Brandschutz

(Selbstentzündung)


1-3 Anforderungen an Qualität

Qualität umfasst Produkteigenschaften und Produktionsprozesse, die

� erfüllbar in der Produktion� bezahlbar für Hersteller und Verbraucher� prüfbar / nachvollziehbar in der Produktion und bei Lieferung� regelkonform mit geltenden Normen� praxisgerecht sein sollen / sind

? ?


3. Normung


3-1 Normung

EN 14961-4: Klassifizierung fester Biobrennstoffe -Hackschnitzel

prEN15234-4: Qualitätssicherung fester Biobrennstoffe –Hackschnitzel

EN 13556: Nomenklatur von Handelshölzern (z.B. PCAB = Fichte)

EN 14588: Terminologie, Begriffe, Bestimmungen

EN 14778: Probenahmeverfahren: Anzahl Proben: n = 10 + 0,04 x t)

EN 14780: Probenherstellung -Erzeugung einer Sammelmischprobe

EN 15149-1: Partikelgrößenverteilung -Rüttelsieb ab Loch-Ø ≥ 1 mm

EN 15103: Schüttdichte bei w=20%; 50 Liter Probenvolumen

EN 14774-2: Wassergehaltsbestimmung –Vereinfachtes VerfahrenDarrmethode und elektrische Feuchtemessmethoden

EN 14775: Aschegehaltbestimmung

KrW-/AbfG: Abfall aus Landschaftspflege

BiomasseV:


§ 3 (3) 1. BImSchV „(…) Feuchtegehalt unter 25 Prozent bezogen auf das Trocken- oder Darrgewicht des Brennstoffes (…)“

Gütegemeinschaft Brennholz e.V. RAL-GZ-451 Brennholz (Hackschnitzel)

RAL-gGmbH, Blauer Engel für Pellets und Hackschnitzel: RAL-UZ 153

Arbeitskreis Hackschnitzel im Bundesverband Bioenergie e.V. BBE

EN 14961-4 Klassifizierung fester Biobrennstoffe

prEN 15234-4 Qualitätssicherung fester Biobrennstoffe

unabhängige Überwachung durch Sachverständige möglich

Werkeigene Prüfkriterien der Holzwerkstoffindustrie, Papier- und Zellstoffindustrie, Altholzrecycling

Prüfleitfaden Hackschnitzel (Institut für Brennholztechnik IBT-Krämer und Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg)

3-2 Normung


3-3 Normung: EN 14961-4: Spezifikation von Hackschnitzeln (Entwu rf)


(1) Produktionsbeschreibung (Dokumentation der Schritte in der

Produktionskette)

(2) Produktspezifikation nach CEN/TS 14961 oder anderen

Qualitätskriterien

(3) Qualitätsbeeinflussende Faktoren einschließlich

Unternehmensleistung

(4) Kritische Kontrollpunkte für die Einhaltung der

Produktspezifikation (Qualitätskriterien)

(5) Maßnahmen , um bei Kunden Vertrauen zu erzeugen, dass die

vereinbarten Qualitätskriterien realisiert werden

(6) Routineverfahren zur Handhabung von fehlerhaften Produkten

3-4 Normung: EN 15234-4 Qualitätssicherung von Hackschnitzeln


4. Zertifizierung


4-1 Zertifizierung

EN 14961-4 Klassifizierung fester Biobrennstoffe

prEN 15234-4 Qualitätssicherung fester Biobrennstoffe

RAL-GZ- 244/ RAL-GZ-451/ RAL-GZ-242 / RAL-UZ 153 / DIN ISO 9001 u.a.

oder sonstige Satzungen mit Qualitätskriterien und Prüfbestimmungen

a) dokumentierte Eigenüberwachung, b) unabhängige Überwachung durch Sachverständige und c) Zustimmung durch Gremium

oder Prüfung durch akkreditierte Organisationen


5. Qualitätssicherung


5-1 Qualitätssicherung

Lieferscheine sammeln

EigenüberwachungEN 14961-4 / EN15234-4

Fehlerhafte Produkte

Unabhängige externe Prüfung

Zertifizierung

Zertifizierung

Beratung zu EigenüberwachungSchulung zu Qualitätssicherung

Nachweis: Menge / Herkunft / Nachhaltigkeit

DokumentationProzessbeschreibung / Produktprüfung

Umgang / Konsequenzen

Plausibilität der Eigenüberwachung

Erstprüfung Satzung / Gremium

Wiederholungsprüfung

�

�

�

�

�

�

�

�

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�

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6. Eigenüberwachung


6-1 Eigenüberwachung

Betrieb prüft und dokumentiert selbst seine Qualität, z.B. anhand

EN 15234-4 oder einer Checkliste oder Beratung oder Weiterbildung

- Beschreibung des Produktionsablaufes (einmalig)

- Festlegung von Kontrollpunkten

Lieferscheine sammeln und auswerten

Wassergehalt, (Schüttdichte), Partikelgröße, Aschegehalt, Holzart, (Herkunft), (Nachhaltigkeit) prüfen und dokumentieren

Liefergewicht prüfen (wiegen) und dokumentieren

Energieverbrauch je Trockencharge messen und dokumentieren

Wassergehalt je Trockencharge bestimmen und dokumentieren

fehlerhafte Produkte, Reklamationen und deren Umgang dokumentieren


6-2 Eigenüberwachung

Prüfleitfaden (Checkliste) und Anleitung zur Qualitätssicherung

Beratung zu Aufbau und zur Durchführung einer Qualitätssicherung

Eigenüberwachung: Qualitätsprüfung + Dokumentation durch Betrieb

Externe Überwachung: Prüfung der Eigenüberwachung auf Plausibilität

Zertifizierung: Prüfung der externen Überwachung durch ein Gremium auf der Grundlage einer Qualitäts- oder Gütezeichensatzung oder Norm

Beratung und externe Prüfung durch eine Person sind bei Zertifizierung ausgeschlossen, ebenso Eigenüberwachung durch Externe

Abwägung 1: Wie werbe- bzw. umsatzwirksam ist eine Zertifizierung?

Abwägung 2: Reicht der Nachweis einer Eigenüberwachung bzw. externen Prüfung aus, um beim Kunden Vertrauen darauf zu erzeugen, dass die zugesagte Qualität eingehalten wird?

Abwägung 3: Kann der Betrieb eine Eigenüberwachung selbst aufbauen?


Probennahme an 10

Radladerschaufeln je

5 Liter an 3 Stellen

ca. 4,5 m³

ca. 2,8 m³

10 x 4,5 m³ = 45 m³

10 x 2,8 m³ = 28 m³

6-3 EigenüberwachungSimulation der Beladung eines LKWs mit trockenen Hackschnitzeln


6-4 Eigenüberwachung: Erzeugung und kapazitive Messung einer Sammelmischp robe

2) Homogenisieren der 10 Einzelproben zur Sammelmischprobe

1) 10 Einzelproben je 5 l je Radlader-schaufel an 3 Standorten

3) Kapazitive Bestimmung des Wasser-gehaltes der Sammelmischprobe

4) Aufteilung der Sammelmischprobe in Labor- und Rückstellprobe


7. Prüfleitfaden


7-1 Prüfleitfaden

Erzeugung, Aufbereitung und Vertrieb von Qualitätsh ackschnitzeln

im großen Stil ist eine Verkettung von Zulieferproz essen (vglb. Staffellauf).

Je näher der Zulieferer / Lohnbetrieb zum Kunden st eht,

desto größer ist die Verantwortung aller Vorleistun gen.

Wareneingangskontrolle und Prüfung der Produktquali tät müssen einander

entsprechen –sowohl hinsichtlich Methode als auch E igenschaften.

Prüfleitfaden ist eine Liste von Abfragen, deren Be antwortung eine gute

Vorstellung vermittelt, welche Produkt- und Prozessq ualität vom

Antwortenden zu erwarten ist.

Ein Prüfleitfaden erhebt keinen absoluten Anspruch und ist ggf. nicht

vollständig. Er kann dann betriebsindividuell angep asst werden.

Ordnungs-/ Organisationsprinzip für Zusammenspiel u nabhängiger Akteure


7-2 Prüfleitfaden

Anlage 1: Hacken / Shreddern

Anlage 2: Transportieren (Zulieferung von frischem Hackgut)

Anlage 3: Trocknen

Anlage 4: Sieben, Sichten, Sortieren

Anlage 5: Lagern

Anlage 6: Spezifikation von Energieholz-Hackschnitzeln nach EN 14961-4

Anlage 7: Wareneingangskontrolle für Holzhackschnitzel (Anlieferer)

Anlage 8: Qualitätsprüfung von Holzhackschnitzeln (Eigenüberwachung)


7-4 Prüfleitfaden Kosten für Normen + Prüfwerkzeuge ( Laboranalyse )

23.000 €Gesamtkosten

250 €Seminar zur Qualitätssicherung

1.900 €Kapazitives Feuchtemessgerät und Klimamessgerät

800 €Hängewaage bis 50 kg, d=50g; Feinwaage bis 3 kg, d=1g

150 €Messeimer für Schüttdichte plus 20 Probeneimer

11.500 €Muffelofen

5.950 €Siebprüfmaschine

1.650 €Darrofen 103°C oder 105°C ± 2°C

800 €Normen zu Holzhackschnitzeln

KostenWerkzeug


7-5 Prüfleitfaden Kosten für Normen + Prüfwerkzeuge ( Eigenüberwachung )



1.900 €Kapazitives Feuchtemessgerät und Klimamessgerät

50 €Hängewaage bis 50 kg, d=50g


2.000 €Muffelofen

1.700 €Siebprüfmaschine

1.650 €Darrofen 103°C oder 105°C ± 2°C

50 €Anleitung und Fachinfo zur Eigenüberwachung

KostenWerkzeug


7-7 Prüfleitfaden Kosten für Normen + Prüfwerkzeuge ( vereinfachtes Verfahren )



800 €Resistive Messlanze mit programmierbarer Kennlinie

50 €Hängewaage bis 50 kg, d=50g


50 €Ascheanteil lt. Literaturwert (kritisch)

800 €Handsieb (1,00 mm / 3,15mm / 8,00 mm / 16,00 mm / 45,00 mm

450 €Backofen 105°C ± 5°C inkl. Sicherheitsthermostat und Temperaturmessgerät

50 €Anleitung und Fachinfo zur Eigenüberwachung

KostenWerkzeug


Bedingungen für externe Überwachung (und Zertifizie rung)

• Prüfleitfaden für Qualitätssicherung von Hackschnitzeln

• Eigenüberwachung in Kopie

• Prozessbeschreibung nach EN 15234-4

• Produktspezifikation nach EN 14961-1 und EN 14961-4

• Probennahme und Laboranalyse

Hacken

Transportieren

Trocknen

Sieben

Lagern

Anliefern

Prüfen

Abrechnen

7-8 Prüfleitfaden für Energieholz-Hackschnitzel -Idee und Logik

Hilfestellungen

Anleitung zur Qualitätsprüfung von Hackschnitzeln(Normeninterpretation, Prüfwerkzeuge, Messmethoden, Formulare für Prüfprotokolle)

Prüfleitfaden für Qualitätssicherung von Hackschnitzeln

Beratung zum Aufbau der Eigenüberwachung

Seminar zu Qualitätssicherung (Probennahme, Analyse

Fotodoku der wichtigsten Prozessschritte (EN 15234-4)

Festlegung der wichtigsten Qualitätskriterien (EN 14961-4)


8. Wareneingangskontrolle


Schüttdichte BD [kg/m³]� Messeimer 55,2 l� Hängewaage bis 50kg� Aufhängung

Partikelgröße P [mm]� Handsieb� Maschensieb 40mm� Lochsieb 8mm� Lochsieb 3mm� Sack� Waage

Wassergehalt M [%]� Darrofen� Temperaturmessgerät� Waage

8-1 Wareneingangskontrolle (vereinfachtes Verfahren )


8-2 Wareneingangskontrolle Handsieb 40mm > P > 3mm

Holzhackgutungesiebt

100%

ÜberkornMaschenweite

P ≥ 40mm3,0%

Zielgröße1Siebmaße

40mm > P > 8mm65,8%

Zielgröße2Siebmaße

8mm > P > 3mm20,5%

FeinanteilSiebmaßeP > 3mm

10,7%

Holzhackgut w A = 36,3 %

Handsieb D = 450 mm

Maschensieb D = 40 mm

Lochsieb D = 8 mm

Lochsieb D = 3 mm


8-3 Wareneingangskontrolle (Laboranalyse )

63 mm 45 mm 16 mm 8 mm 3,15 mm

Waagen + Trockenschrank

Norm-Siebprüfmaschine

Muffelofen zur Bestimmung des Aschenanteils


Quelle: GRAS, B., CARSTENSEN, H.-W., CORNELISSEN, J., 2009: Brennstoffmissbrauch in Holzfeuerungen erkennen. E in Erfahrungsbericht.

(As, Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, Ti im Königswasseraufschluss, Cl im S4-Eluat)

Orientierungswerte für Holz (blau: mg/kg TS) und Holzaschen (grau: mg/kg OS) aus Kleinfeuerungen

400050020002006004001020030

k.A.

Cl

2

As

20

Pb

2

Cd

20

Cr

20

Cu

10

Ni

200

Zn

10

Ti

ClPCBPCPFlHgCuCrCdPbAs

600331000,420302302

Grenzwerte für Hackschnitzel und Holzspäne zur Hers tellung von Holzwerkstoffen (mg/kg TS)

Quelle: AltholzV Anhang II (zu § 3 Abs. 1)

≤ 0,05≤ 0,1≤ 0,1≤ 0,1≤ 100≤ 10≤ 10≤ 10≤ 2,0≤ 0,1≤ 1

ClNSHgZnNiCuCrCdPbAs

Quelle: FprEN 15234-4:2010 (D) Spezifikation von Holzhacksch nitzeln für nichtindustrielle Verwendung (Entwurf)

Grenzswerte in mg/kg wasserfrei für nichtindustriell energetisch verwendete Holzhackschnitzel

8-4 Wareneingangskontrolle (chemische Analyse )


9. Ausblick


9-1 Ausblick

Prüfleitfaden wird mit Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg abgestimmt und

erstmals erprobt an einem großen Hersteller von Energieholz-Hackschnitzeln

Neben dem Prüfleitfaden wird eine Anleitung zur Qualitätssicherung für

Hackschnitzel erarbeitet, die eine Interpretation des Normenwissens enthält

dokumentierte betriebsinterne Qualitätssicherung (Eigenüberwachung) bietet

belastbare Daten ggü. Kunden, Streitfällen, Finanza mt, Optimierungen

Kooperation zwischen KWF und Holzfachschule

Seminar „Trocknung, Feuchtebestimmung und Qualitätssicherung von

Hackschnitzeln“, 27.10.2011, Holzfachschule

ESF-Projekt „Definierte Hackschnitzel“ 01.10.2011 – 30.11.2013

EEG-fähiger Hackschnitzel-Durchlauftrockner für definierte Endfeuchte


9-2 Ausblick: ESF-Projekt „Definierte Hackschnitzel“

1. Branchenbefragung in Hessen

2. Machbarkeitsstudie für Hessen

3. Entwicklung und Erprobung von Qualifizierungsmaßnahmen in Hessen:

- Trocknung und Feuchtebestimmung von Energieholz-Hackschnitzeln

- Qualitätsprüfung von Energieholz-Hackschnitzeln

Moderation von Fehlerdiagnosen an Hackschnitzelfeuerungen ab 70 kW

Energieeffizientes Betreiben von Hackschnitzelfeuerungen ab 70 kW

4. Lehrfilm zu den o.g. Qualifizierungsmaßnahmen


Kleinsttrockner: 1,13 m³/h von w40 auf w17 bei 70°C Zulufttemperatur; 1,48m³/h bei 90°C und 1,96m³/h bei 120°C

auf jede Endfeuchte einstellbar

definierte Luftführung mit geringem Widerstand

durchlaufende (kontinuierliche) Trocknung

gleichmäßige Trocknung homogene Feuchteverteilung; geringe Streuung)

energieeffizient: 1,53 kWhth/kg Wasser bei 70°C Zulufttemperatur; 1,31kWh th/kg bei 90°C und 1,15 kWhth/kg bei 120°C

staubarm

wirtschaftlich

Frisch- / Ablufttrocknung möglich Umluftoder Wärmerückgewinnung nicht zwingend erforderlich

automat. Beschickung mit Füllstandsregelung

klimageführte Austragung möglich

Energie-, Leistungsdaten, Wirtschaftlichkeitermittelt für Sägerestholz-Hackschnitzel und Waldhackgutbei 70°C, 90°C, 120°C Zulufttemperatur

9-3 Ausblick: Homogentrockner für Hackschnitzel


Diese Informationsveranstaltung wurde unterstützt durch

• Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (B MWi)

aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestage s

• Europäische Union (EFRE) und Hessisches Ministerium

für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung (HMWV L)

• Holzfachschule Bad Wildungen, Fachbereich Technolog ietransfer

• Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V.

• Bundesverband Brennholzhandel und –produktion e.V.

• Institut für Brennholztechnik IBT- Krämer, Bad Wildu ngen

Documents

PPT Kraemer Qualitaet...Methoden zur Bestimmung der Brennholzfeuchte Fort- und Weiterbildung für die Brennholzwirtschaft Methoden der Qualitätssicherung für Brennholz Seminare Trocknung