Dokumentacijska kartica · Web viewBukovina je vrlo higroskopna vrsta drva te je podložna brzoj promjeni sadržaja vode. Sadržaj vode u drvu značajno utječe na osnovna svojstva

ŠUMARSKI FAKULTET SVEUČILIŠTA U ZAGREBUDRVNOTEHNOLOŠKI ODSJEK

SVEUČILIŠNI DIPLOMSKI STUDIJ

DRVNOTEHNOLOŠKI PROCESI

EGON KIRASIĆ

POUZDANOST ODREĐIVANJA RAZLIČITOG SADRŽAJA VODE USITNJENOG DRVA BUKVE (FAGUS SYLVATICA) POMOĆU

UREĐAJA EVO BIO PC

DIPLOMSKI RAD

ZAGREB, 2019.

ŠUMARSKI FAKULTET SVEUČILIŠTA U ZAGREBUDRVNOTEHNOLOŠKI ODSJEK

POUZDANOST ODREĐIVANJA RAZLIČITOG SADRŽAJA VODE USITNJENOG DRVA BUKVE (FAGUS SYLVATICA) POMOĆU

UREĐAJA EVO BIO PC

DIPLOMSKI RAD

Diplomski studij: Drvnotehnološki procesi

Predmet: Rukovanje materijalom

Ispitno povjerenstvo: 1. doc. dr. sc. Matija Jug (mentor)

2. doc. dr. sc. Branimir Šafran

3. doc. dr. sc. Nikola Španić

Student: Egon Kirasić

JMBAG: 0069060535

Broj indeksa: 887/17

Datum odobrenja teme: 25.04.2019.

Datum predaje rada: 26.08.2019.

Datum obrane rada: 27.09.2019.

ZAGREB, rujan, 2019.

Dokumentacijska kartica

Naslov Pouzdanost određivanja različitog sadržaja vode usitnjenog drva bukve (Fagus sylvatica) pomoću uređaja EVO BIO PC

Title Reliability of moisture content determination of beech wood (Fagus sylvatica) particles by EVO BIO PC equipment

Autor Egon KirasićAdresa autora Kirasići 7, Josipdol, HrvatskaMjesto izrade Sveučilište u Zagrebu, Šumarski fakultetVrsta objave Diplomski radMentor doc. dr. sc. Matija JugIzradu rada pomogao doc. dr. sc. Branimir ŠafranGodina objave 2019.Obujam 36+IV stranice; 18 slika; 26 tablica; 8 navoda

literatureKljučne riječi Biomasa, sječka, pelet, nasipna gustoća, sadržaj

vode, gravimetrijska metoda, EVO BIO PC, korekcijski faktor

Key words Biomass, wood chips, pellets, bulk density, water content, gravimetry method, EVO BIO PC, correction factor

Sažetak: Bukovina je vrlo higroskopna vrsta drva te je podložna brzoj promjeni sadržaja vode. Sadržaj vode u drvu značajno utječe na osnovna svojstva drvnih čestica. Poznavanje sadržaja vode usitnjenog drva bukve važno je za transport radi promjene mase i volumena, projektiranja transportnih sustava i definiranja kapaciteta. Cilj je ovoga rada usporediti sadržaj vode uzoraka dobiven mjerenjem u laboratoriju i na mjestu uzorkovanja pomoću uređaja EVO BIO PC kako bi odredili pouzdanost rezultata dobivenih ovim uređajem. Odabirom odgovarajuće kalibracijske krivulje prema vrsti čestice i masi uzorka izmjeren je sadržaj vode piljevine, blanjevine i peleta. Pouzdanost mjerenja EVO BIO PC uređaja provjerena je gravimetrijskom metodom. Osim sadržaja vode mjerena je nasipna gustoća i faktor rastresitosti sipkog materijala, te granulometrijska analiza. Analizom dobivenih rezultata određen je

I

korekcijski faktor za svaku analiziranu vrstu materijala.

IZJAVA O IZVORNOSTI RADA

OB ŠF 05 07

Revizija: 1Datum: 27.9.2019.

„Izjavljujem da je moj diplomski rad izvorni rezultat mojega rada te da se u izradi

istoga nisam koristio drugim izvorima osim onih koji su u njemu navedeni“.

______________________________vlastoručni potpis

Egon Kirasić

U Zagrebu, 27. rujna 2019.

II

SadržajDokumentacijska kartica...............................................................................................................I

IZJAVA O IZVORNOSTI RADA..............................................................................................II

Sadržaj........................................................................................................................................III

Predgovor...................................................................................................................................IV

1. UVOD......................................................................................................................................1

2. CILJ RADA..............................................................................................................................3

3. METODE I MATERIJALI.......................................................................................................4

3.1. Metode...................................................................................................................................4

3.1.1. Granulometrijska analiza....................................................................................................4

3.1.2. Gravimetrijsko mjerenje sadržaja vode..............................................................................6

3.1.3. Određivanje nasipne gustoće i faktora rastresitosti............................................................7

3.1.4. Mjerenje sadržaja vode pomoću EVO BIO PC..................................................................8

3.1.5. T-test.................................................................................................................................11

3.2. Materijali.............................................................................................................................13

4. REZULTATI..........................................................................................................................18

4.1. Granulometrijska analiza.....................................................................................................18

4.2. Sadržaj vode, nasipna gustoća i faktor rastresitosti.............................................................19

4.2.1. Piljevina............................................................................................................................19

4.2.2. Sječka...............................................................................................................................19

4.2.3. Blanjevina.........................................................................................................................20

4.2.4. Peleti.................................................................................................................................21

4.3. Skupni prikaz rezultata........................................................................................................22

4.4. Statistička usporedba i izračun potrebnog korekcijskog faktora.........................................24

4.5. Testiranje korekcijskog faktora...........................................................................................27

5. DISKUSIJA............................................................................................................................30

6. ZAKLJUČAK.........................................................................................................................32

7. LITERATURA.......................................................................................................................33

III

Predgovor

Sadržaj vode u drvu jedna je od glavnih karakteristika koju promatramo kod

drva općenito i drva u obliku sitnih čestica. Nadam se da će ovaj rad približiti bolji

uvid u metode mjerenja sadržaja vode kod takvog drva i olakšati rad svima koji se

bave s ovim područjem znanosti o drvu.

Zahvaljujem svom mentoru doc. dr. sc. Matiji Jugu, kao i cijeloj svojoj

obitelji, na pruženoj podršci tijekom pisanja ovog diplomskog rada.

IV

Kirasić, E. 2019. Pouzdanost određivanja različitog sadržaja vode usitnjenog drva bukve (Fagus sylvatica) pomoću uređaja EVO BIO PC

1. UVODBukovina je vrsta drva koja je veoma higroskopna i podložna je brzim

promjenama sadržaja vode. Sadržaj vode kod drva od velike je važnosti iz razloga

što utječe na niz fizičkih, mehaničkih i termičkih karakteristika, od kojih su za ovo

istraživanje najvažnija:

- gustoća (masa i volumen)

- dimenzija i oblik

- sorpcija

- utezanje i bubrenje

- nasipna gustoća

- faktor rastresitosti

Sve navedene karakteristike imaju utjecaj na daljnji tijek uporabe drva ili

usitnjenog drva o kojima u konačnici ovisi odabir vrste transporta projektiranje

skladišnih prostora te procjena vremena stajanja drvne mase na skladištu radi

sorpcijske moći. Iz tog razloga važno je poznavanje odnosno uvid u sadržaj vode

usitnjenog drva u svakome trenutku. To je važno pri transportu, ulasku u

proizvodnju, te određivanju konačnog sadržaja vode gotovog proizvoda.

U drvnoj industriji sadržaj vode kod usitnjenog drva se prati pri proizvodnji

drvnih ploča koje se dobivaju prešanjem drvnih čestica te u proizvodnji čvrstog

biogoriva dobivenog prešanjem čestica drva. Masa usitnjenog drva za proizvodnju

čvrstog biogoriva u obliku peleta ili briketa dolazi direktno iz šume u obliku

granjevine, lišća, korijena stabla i ostalih šumskih ostataka ili od ostataka iz

drvnoindustrijske proizvodnje (Krhen, 2012).

Valja naglasiti da pod definiciju biomase spadaju i neke druge tvari kao što

su biomasa iz poljoprivrede, biomasa od životinjskih ostataka (bioplin), energetski

usjevi i druga otpadna biomasa no najviše korištena od svih je šumska i

drvnoindustrijska biomasa (Šegon, V., Šimek, T., Oradini, A., & Marchetti, M.,

2014).

Biomasa se u europskim zemljama posljednjih godina sve više koristi kao

gorivo iz obnovljivih izvora jer nastaje od drvne sirovine koja je CO2 neutralna zbog

toga što drvo na sebe tijekom rasta apsorbira jednaku količinu CO2 koju i otpusti

Sveučilište u Zagrebu, Šumarski fakultet, Svetošimunska 25, 10 000 Zagreb 1


prilikom sagorijevanja. Tendenciju tog rasta možemo vidjeti na sljedećem

grafičkom prikazu (slika 1).

Slika 1. Količina proizvedene energije u Europi iz raznih izvora

(Izvor: Vox, 2019)

Na slici 2 također možemo vidjeti da dolazi do sve veće potrebe za pločama

ivericama pa možemo zaključiti da će s potražnjom porasti i proizvodnja takvih

ploča.

Slika 2. Količina uvoza ploča iverica u Europi

(Izvor: Globalwoodmarketsinfo, 2016)



Prema svemu navedenom, uvodno možemo zaključiti da će u drvnoj

industriji i dalje postojati velika potreba za točnim određivanjem sadržaja vode u

sitnim drvnim česticama te da je u tu svrhu potrebno raditi istraživanja kako bi

mjerenje ili procjenjivanje tog sadržaja vode bilo točnije.

2. CILJ RADACilj ovog rada je provesti istraživanje pouzdanosti/točnosti rada uređaja EVO

BIO PC (slika 3) koji mjeri sadržaj vode usitnjenog drva. Izmjereni sadržaj vode

usporedit će se sa sadržajem vode određenim gravimetrijskom metodom u

laboratorijskim uvjetima i proračunati koji bi se korekcijski faktori trebali

upotrebljavati za različite drvne čestice (piljevina, blanjevina, sječka, peleti itd.).

Utvrđivanjem korekcijskog faktora moći će se točnije procijeniti sadržaj vode. Time

bi se EVO BIO PC uređaj svakodnevno mogao koristiti za brzo terensko

određivanje sadržaja vode raznih usitnjenih drvnih čestica različitih vrsta drva.

Slika 3. Uređaj EVO BIO PC



3. METODE I MATERIJALI

3.1. Metode

3.1.1. Granulometrijska analiza

Veličinu čestica određujemo prema slici 4, a skupinu u koju ta grupa čestica

pripada određujemo prema tablici 1 (Beljo-Lučić, 2018).

Slika 4. Određivanje veličine čestica

(Izvor: Beljo-Lučić, 2018)

gdje je:

a – duljina, najveća mjera ili veličina čestice, mm

b – širina, srednja mjera, mm

d – debljina, najmanja mjera, mm



Tablica 1. Podjela sipkog materijala prema granulaciji (Izvor: Beljo-Lučić, 2018)

Granulometrijska analiza radi se pomoću tresilice (slika 5) na kojoj se uzorci

određene mase prosijavaju kroz sita definirana normom ISO 2395:2008

(npr.8;4;2;0,71;0,25 mm). Nakon prosijavanja mjeri se masa količine čestica u

pojedinom situ pomoću digitalne vage te se ta količina iskazuje kao udio pojedine

granulacije (frakcije) čestica u odnosu na ukupnu masu prosijavanog materijala.

Takvo prosijavanje najčešće se obavlja minimalno 5 puta po 10 min određenom

amplitudom vibracije kako bi se dobili što točniji rezultati.



Slika 5. Tresilica za granulometrijsku analizu

3.1.2. Gravimetrijsko mjerenje sadržaja vode Hrvatska norma HRN EN 13183-1:2008 „Sadržaj vode u drvu - 1. dio:

Određivanje gravimetrijskom metodom (EN 13183-1:2002+AC:2003)“ definira

metodu gravimetrijskog mjerenja sadržaja vode kao najpouzdaniju i najtočniju koja

se obavlja u praksi (Pervan, Klarić i Slivar, 2013).

Mjerenje se obavlja tako da se izvaže uzorak kojem se želi odrediti sadržaj

vode, suši ga se u sušioniku (slika 6) do sadržaja vode od 0 % pri temperaturi od

103±2°C te opet izvaže osušena masa. Udio sadržaja vode računa se prema

formuli:

u=masa u vlažnom stanju−masa apsolutno suhogdrvamasaapsolutno suhogdrva

x100 [%]



Slika 6. Sušenje uzoraka u sušioniku

3.1.3. Određivanje nasipne gustoće i faktora rastresitostiNasipna gustoća je masa slobodno nasutog materijala. Određuje se

pomoću menzure volumena 250 cm3 i elektronske tehničke vage tako da

napunimo menzuru sa usitnjenim drvom, te vagnemo masu usitnjenog drva

navedenog volumena. Nasipnu gustoću potom računamo prema formuli:

ρ=masa usitnjenog materijalavolumen menzure

[ gcm3 ]



Slika 7. Prikaz određivanja nasipne gustoće

(Izvor: Beljo-Lučić, 2018)

Faktor rastresitosti je koeficijent kojeg računamo i može služiti kao uvid u

veličinu rasipanja tvrdog drva u usitnjeno drvo.

f r( faktor rastresitosti)= ρw (gustoća cjelovitog drva)ρn(nasipna gustoća)

3.1.4. Mjerenje sadržaja vode pomoću EVO BIO PCEVO BIO PC je uređaj za mjerenje sadržaja vode usitnjenog drvnog

materijala. Funkcionira tako da na temelju poznate vrste usitnjenog materijala,

poznatog volumena i mase tog volumena materijala izračunava nasipnu gustoću,

razlika nasipne gustoće koju EBP uređaj izračuna i nasipne gustoće u apsolutno

suhom stanju podatak je za izračun te prikaz sadržaja vode na ekranu uređaja.



Način mjerenja sadržaja vode EBP mjernim uređajom – koraci:

1. klasifikacija (definiranje) vrste čestica (npr. kora, sječka, piljevina, pelet

itd.) prema tablici 2.

2. slobodno nasipanje usitnjenog drvnog materijala u cilindričnu posudu do

volumena 13 dm3

3. vaganje nasutog materijala s prethodno „tariranom“ vagom i praznom

posudom

4. nasipavanje odvagnutog materijala u EBP mjerni uređaj

5. odabir kalibracijske krivulje prema točki 1 ovih koraka i masi koja je bliže

onoj u tablici za definiranu vrstu materijala (tablica 2)

Tablica 2. Kalibracijske krivulje EVO BIO PC (Izvor: upute u sklopu s uređajom)

U nastavku se mogu pronaći savjeti za odabir odgovarajuće kalibracijske krivulje.

Ako postoji sumnja u izmjerenu vrijednost, preporuča se kontrola sadržaja vode

gravimetrijskom metodom sušenjem u sušioniku HRN EN 13183-1:2008.



Podjela vrste čestica prema EVO BIO PC:

- Woodchips: standardne čestice usitnjenog drva (drvna sječka) prema

europskoj normi EN ISO 17225-1 klase P16, P31 i P45.

- Coarse WC: (grube drvne čestice): za krupne čestice drva P31 i P45, ali s

manje sitnijih čestica. Ako je masa napunjene posude od 13 dm3 iznad 2,6

kg, odabiru se krivulje drvnih čestica (2.4k odnosno 2.0k).

- Industrial WC: industrijske čestice od drva bez kore i najfinijih čestica

(slično P63) i svježe drvne sječke (koje nisu starije od dva tjedna nakon

sječe stabla). Ako je masa napunjene posude od 13 dm3 iznad 2,6 kg,

odabire se standardna kalibracijska krivulja (2.4k odnosno 2.0k).

- P100 chips: vrlo grube čestice prema klasi P100. Primjer: P100 čestice su

veće od G100 čestica drva. Kako bi se izbjegle razlike u punjenju posude

uzorcima grubih čestica, potrebno je napraviti više mjerenja s jednim

uzorkom i zabilježiti prosjek.

Definicije klasa drvne sječke (prema EN ISO 17225-1):

- P16 - najmanje 75 % od ukupne količine između 3,15 i 16 mm

- P31 - najmanje 75 % od ukupne količine između 8 i 31,5 mm

- P45 - najmanje 75 % od ukupne količine između 8 i 45 mm



Navedeni brojevi odnose se na veličinu čestica koje prolaze kroz otvore sita

odgovarajućih promjera (npr. P16 – 16 mm).

Radi sprječavanja gubitka sadržaja vode u uzorku za vrijeme transporta pa sve do

trenutka laboratorijske analize, sadržaj vode će se odrediti na mjestu uzorkovanja

pomoću EBP uređaja. Kod uzoraka s većim sadržajem vode u tom vremenu

moguća je pojava plijesni što je još jedan razloga za određivanje sadržaja vode na

mjestu nastanka biomase.

Određivanje sadržaja vode na mjestu uzorkovanja obavit će se s 5 ponavljanja

na istoj vrsti uzorka (za svaki uzorak potrebno je 13 dm3 uzorka koja daje masu

određenu tablicom kalibracijske krivulje mjernog uređaja).



3.1.5. T-testJedan od najkorištenijih testova u statistici je t-test (slika 8) koji nam otkriva

ima li statistički značajne razlike između aritmetičkih sredina dvije populacije.

Kod takvih testova uvijek treba uzeti u obzir da su takve aritmetičke sredine koje

su mjerene na određenom broju uzoraka unutar populacije samo približna

procjena prave aritmetičke sredine unutar cijele populacije – što nam daje

zaključiti da ukoliko imamo mali broj uzoraka s velikom varijacijom da će

aritmetička sredina izračunata na tom primjeru biti dosta različitija od one koja bi

bila izmjerena na većem broj uzoraka i/ili od one izmjerene na cijeloj populaciji.

Slika 8. Prikaz primjera t-testa na 2 uzorka

(Izvor: Bookdown, 2019)

Vrste t-testova koje postoje su:

- test za velike nezavisne uzorke

- test za male nezavisne uzorke (do 30 uzoraka)

- test za velike zavisne uzorke

- test za male zavisne uzorke (do 30 uzoraka)



Nezavisni uzorci su oni koji su nastali mjerenjem neke pojave na različitim

objektima dok su zavisni uzorci oni koji su nastali mjerenjem neke pojave na istim

objektima u različitom vremenu.

Kod svakog t-testa zadajemo si razinu značajnosti (najčešće korištena 5 %)

koja je zapravo mjerilo kolika je vjerojatnost za pogrešku u procjeni (Zvu, 2019).

Formula koju koristimo za t-test na malim zavisnim uzorcima je:

t= Mdif

√ Σ d2

n(n−1)

gdje je:

- Mdif razlika između aritmetičkih sredina,

- Σd2 zbroj kvadrata udaljenosti svakog uzorka od prosječne

aritmetičke sredine obje vrste uzorka,

- n koji je jednak broju uzoraka jedne vrste.

Što je vrijednost t-testa veća to je veći omjer razlike i pogreške te razlike –

odnosno da je razlika više puta nadmašila svoju grešku (Zvu.hr, 2019).

Kada pokrećemo t-test putem nekog računalnog programa najčešće

možemo kao rezultat dobiti t vrijednost (često „t stat“) i veličinu t kritične vrijednosti

(t critic), ukoliko je apsolutna vrijednost t stat > t critic znači da je razlika statistički

značajna i obrnuto ako je t stat < t critic znači da nema statistički značajne razlike.

Na taj način vrlo lako možemo razlučiti da li je ispitivana razlika po nekim

parametrima statistički različita ili nije.

Ukoliko se iz t-testa dobije pozitivan rezultat odnosno da ne postoji

statistički značajna razlika može se pristupiti određivanju standardne devijacije

razlike mjerenja (pogreške) na uzorcima koji su mjereni na dva načina pod

uvjetom da su uzorci normalno distribuirani, te ustvrditi da u npr. 99,73 % mjerenja

ta greška neće biti veća od 3s standardne devijacije pogreške (slika 9).

Takav slučaj računanja standardne devijacije pogreške mjerenja biti će kasnije

moguće vidjeti u poglavlju s rezultatima kada će se predviđati buduću moguća

pogreška mjerenja sadržaja vode.



Slika 9. Prikaz normalne distribucije i standardne devijacije

(Izvor: Wikipedia, 2019)

3.2. Materijali Za ovaj rad korišteno je drvo obične bukve (Fagus sylvatica L.). Bukovina

je permeabilna i izrazito slabo trajna vrsta drva (podložna mikrobiološkoj

razgradnji). U Hrvatskoj je ova vrsta drva od velikog komercijalnog značenja. Drvo

je bjelkasto do vrlo blijedo smeđe boje. Stajanjem na zraku potamni do lagano

crvenkasto smeđe boje. Neka stabla stvaraju tamnije obojen srednji dio tj. „crveno

srce“ (fakultativna srž) sa tamnim prugama. Široki drvni traci vidljivi su bez

povećala. Na poprečnom i tangentnom presjeku zauzimaju 1/10 površine, a na

radijalnom presjeku daju svilenkasti sjaj. Na poprečnom presjeku uočljivi su

godovi. Drvo je rastresito porozno sa sitnim i brojnim porama, koje se ne vide bez

povećala. U Europi je bukovina najzastupljenija vrsta drva listača. Njena vrlo dobra

mehanička i tehnološka svojstva omogućuju joj široku primjenu (tablica 3.).

Najviše se upotrebljava u industriji ljuštenog furnira, pokućstva (savijeno), a

naročito stolica, u parketarstvu, kolarstvu, bačvarstvu i tokarstvu, za držala i ručke



alata i oruđa, za dijelove strojeva, kundake, sportske potrepštine, klompe, za

vlaknatice i iverice. Kemijski zaštićena pogodnim postupcima, bukovina se može

koristiti i za konstrukcije na otvorenom, u vodogradnji i brodogradnji te za

željezničke pragove. Bukovina je također celulozno i ogrjevno drvo. (Jug, 2007)

Tablica 3. Neka fizikalna i mehanička svojstva recentne bukovine (Izvor: Govorčin i ostali, 2003)

Uzorci usitnjenog drva bukovine koji su analizirani u ovom istraživanju

vagani su analitičkom vagom, prosijavani na tresilici i sušeni u sušioniku do

konstantne mase. Za svaki uzorak napravljena je granulometrijska analiza,

izmjerena nasipna gustoća i određen je faktor rastresitosti. Na slici 10 prikazano je

usitnjeno drvo čija je analiza provedena u laboratorijskim uvjetima. Mjerenja su

napravljena uz pet ponavljanja za svaku grupu uzoraka.

Slika 10. Raspoređeni materijali korišteni za istraživanje



Tako prema nazivu imamo:

- bukovu piljevinu mokru (vlažnu)

- bukovu piljevinu suhu

- bukovu sječku sitnu

- bukovu sječku krupnu

- bukovu blanjevinu

- peleti BU/JE=80/20

Piljevina je prikupljena kao ostatak nakon obrade kružnom i tračnom pilom

na mjestu gdje je obrada vlažnog drva (neosušenog) i gdje je obrada suhog drva

(osušenog u klasičnoj komornoj sušionici na vlagu 12-18 %). Na taj način dobiveni

su uzorci navedenog sadržaja vode (slika 11) i uzorci mokre piljevine.

Slika 11. Stovarište suhe piljevine

Sječka je prikupljena na stovarištu tvrtke koja usitnjava drvo za proizvodnju

peleta (slika 12). Na stovarištu se nalazila hrpa sa sječkom iz prve faze

usitnjavanja (krupna) te iz druge faze usitnjavanja (sitna).



Slika 12. Stovarište krupne sječke

Blanjevina je dobivena blanjanjem (slika 13) bukovih piljenica u Laboratoriju

za mehaničku obradu drva na Šumarskom fakultetu. Piljenice iz kojih je dobivena

blanjevina osušene su u klasičnoj komornoj sušionici na sadržaj vode 12-18 %.

Slika 13. Blanjanje bukove piljenice



Peleti (slika 14) su prikupljeni u istom poduzeću koje proizvodi drvnu sječku.

Izrađeni su od smjese bukovine i jelovine u odnosu 80:20 u korist bukovine. Peleti

izrađeni isključivo od bukovine nisu bili dostupni nigdje na tržištu.

Slika 14. Pakiranje peleta



4. REZULTATI

4.1. Granulometrijska analizaNa slici 15. vidljivo je da kod sječke najveći udio u uzorku zauzimaju čestice

najveće granulacije.

Slika 15. Grafički prikaz granulometrijske analize svih materijala (kumulativno)

Veličina sita odabrana je prema procjeni o kojoj se veličini najveće i najmanje čestice radilo u svakom uzorku.

Tablica 4. Granulacije upotrebljenih sita za svaki pojedini materijal prema broju



4.2. Sadržaj vode, nasipna gustoća i faktor rastresitosti Svaka vrsta materijala u rezultatima je prikazana kroz granulometrijsku

analizu, sadržaj vode određen gravimetrijskom metodom i mjeren EVO BIO PC

uređajem, nasipnu gustoću i faktor rastresitosti.

4.2.1. PiljevinaTablica 5. Sadržaj vode izmjeren gravimetrijskom metodom i EVO BIO PC uređajem

Tablica 6. Izmjerena nasipna gustoća piljevine i faktor rastresitosti

Prema Madjareviću (1969) nasipna gustoća raste s porastom vlage u drvnom

materijalu. Valja spomenuti da to nije slučaj kod uzoraka piljevine jer granulacija

suhe i vlažne piljevine nije ista.

4.2.2. Sječka Gravimetrijskom metodom određen je sadržaj vode uzoraka i veći je kod

sitne sječke negoli kod krupnijih čestica sječke. Sitne čestice sječke zatvorenije

su, odnosno manja je mogućnost prozračivanja takvog materijala pa je za

očekivati da će imati veći sadržaj vode (tablica 5).



Tablica 7. Sadržaj vode izmjeren gravimetrijskom metodom i EVO BIO PC uređajem

Sitnija sječka veće je nasipne gustoće u odnosu na onu s krupnijim česticama što

je vidljivo iz tablice 8.

Tablica 8. Izmjerena nasipna gustoća sječke i faktor rastresitosti

Da je nasipna gustoća veća kod sitne sječke, pokazuje i manji faktor rastresitosti

za sitnu sječku.

4.2.3. Blanjevina

Kako kod piljevine i sječke tako i kod blanjevine veće su vrijednosti izmjerenog sadržaja vode bile primjenom EBP uređaja u odnosu na gravimetrijsku metodu (tablica 9).

Tablica 9. Sadržaj vode izmjeren gravimetrijskom metodom i EVO BIO PC uređajom

Blanjevina kao ostatak nakon mehaničke obrade kod svih vrsta drva ima značajno

veći faktor rastresitosti u odnosu na ostale vrste ustinjenog materijala. Često taj

faktor ovisi o posmičnoj brzini pa je redovito veći pri manjim posmičnim brzinama,

a time su i nasipne gustoće daleko manje nego pri većim posmičnim brzinama



(Jug i dr. 2016). Nasipna gustoća analizirane blanjevine u prosušenom stanju bila

je dosta mala u odnosu na nasipnu gustoću piljevine (tablica 10).

Tablica 10. Izmjerena nasipna gustoća blanjevine i faktor rastresitosti

4.2.4. Peleti Tablica 11. Sadržaj vode izmjeren gravimetrijskom metodom i EVO BIO PC uređajem

Dokazano je da peleti čiji je sadržaj vode određen gravimetrijskom metodom,

zadovoljavaju normu koja propisuje sadržaj vode ≤10 % (tablica 11). Sadržaj vode

određen gravimetrijskom metodom za pelet unutar je dozvoljenih vrijednosti (nije

prenizak ili previsok). Sadržaj vode manji od 6 % predstavlja gubitak za

proizvođača pa se preporuča proizvoditi pelet između 8 i 10 % sadržaja vode.

Sadržaj vode i nasipna gustoća peleta zadovoljavajućih su vrijednosti prema

normi. Pelet kao ugušćeno drvo ima nasipnu gustoću veću za oko tri do četiri puta

u odnosu na piljevinu. Ta nasipna gustoća mjerena je propisanom normom za

pelet koja se razlikuje od metode određivanja nasipne gustoće piljevine i

blanjevine.

Tablica 12. Izmjerena nasipna gustoća peleta i faktor rastresitosti



4.3. Skupni prikaz rezultataRedovito su kod svih uzoraka izmjerene manje vrijednosti sadržaja vode EBP

uređajem, nego je to određeno gravimetrijskom metodom sušenjem u sušioniku u

laboratorijskim uvjetima (slika 16).

Slika 16. Grafički prikaz srednjih vrijednosti sadržaja vode određene gravimetrijskom metodom i

EVO BIO PC uređajem

Razumljivo je da će nasipna gustoća peleta biti najveća od svih analiziranih vrsta

materijala jer se radi o prešanim ostacima drvne mase (slika 17). Sječka i piljevina

veće su nasipne gustoće u odnosu na blanjevinu prvenstveno iz razloga što im je

sadržaj vode daleko veći



Slika 17. Grafički prikaz srednje vrijednosti nasipne gustoće svih uzoraka

Blanjevina s najvećim faktorom rastresitosti kao usitnjeni materijal zahtijeva veći

skladišni prostor pri skladištenju u odnosu na pelet, sječku i piljevinu (slika 18).

Slika 18. Grafički prikaz srednje vrijednosti faktora rastresitosti svih uzoraka

Posebno je to važno pri transportiranju blanjevine kako bi se transportirala što

veća masa takvog materijala po jedinici volumena.



4.4. Statistička usporedba i izračun potrebnog korekcijskog faktora

Tablica 13. Usporedba sadržaja vode mokre piljevine

Već pri prvom t-testu vlažne piljevine (tablica 13.) možemo primjetiti da je t stat > t

kritično što je dokaz da je razlika statistički značajna.

Tablica 14. Usporedba sadržaja vode suhe piljevine

Kod obje vrste piljevine (tablica 13. i tablica 14.) možemo uočiti kako varijanca

sadržaja vode pri mjerenju pomoću EVO BIO PC uređaja nije velika stoga

možemo naslutiti da ćemo ispravljanjem sadržaja vode putem korekcijskog faktora

dobiti rezultate koji se neće previše „rasipavati“ - odnosno da ćemo moći dobiti

pouzdaniji gravimetrijski sadržaj vode putem tog korekcijskog faktora.



Tablica 15. Usporedba sadržaja vode krupne sječke

Pri testiranju značajnosti statističke krupne sječke (tablica 15) već možemo

primjetiti povišeniju varijancu sadržaja vode mjerenog s EVO BIO PC uređajem te

pomoću nje možemo naslutiti manju pouzdanost rezultata koju ćemo dobiti nakon

korištenja korekcijskog faktora.

Tablica 16. Usporedba sadržaja vode sitne sječke

Kod sitne sječke (tablica 16) uočavamo slično ponašanje varijance kao i kod

krupne sječke (tablica 15).

Tablica 17. Usporedba sadržaja vode blanjevine



Tablica 18. Usporedba sadržaja vode peleta

Kod blanjevine (tablica 17.) i peleta (tablica 18.) za razliku od drugih materijala

možemo uočiti manju razliku sadržaja vode mjerenog EVO BIO PC uređajom i

gravimetrijskom metodom, ali i manju varijancu mjerenja uređajom.

Nakon utvrđivanja statističke značajnosti rezultata možemo pristupiti

određivanju korekcijskog faktora. Korekcijski faktor za svaki tip uzorka možemo

odrediti tako da izračunamo prosječno relativno odstupanje mjerenja sadržaja

vode putem EVO BIO PC uređaja od gravimetrijske metode te dobiti korekcijski

faktor prema formuli:

korekcijski faktor=1+relativno odstupanje metoda(%)

100

Tablica 19. Izračun potrebnih korekcijskih faktora za sve uzorke

Prema tome gravimetrijski sadržaj vode (%) će biti jednak umnošku sadržaja vode

(%) prema EVO BIO PC uređaju i korekcijskog faktora.



4.5. Testiranje korekcijskog faktoraTablica 20. Test korekcije za vlažnu piljevinu

Tablica 21. Test korekcije za suhu piljevinu

Pri testu korekcije za suhu piljevinu (tablica 21.) već možemo primjetiti kako je

manja varijanca pri testiranju mjerenja sadržaja vode suhe piljevine pomoću EVO

BIO PC uređaja (tablica 14.) rezultirala većom točnošću sadržaja vode dobivenog

putem korekcijskog faktora u 99,73% slučajeva, a to je ±1,439% sadržaja vode.



Tablica 22. Test korekcije za krupnu sječku

Tablica 23. Test korekcije za sitnu sječku

Pri testovima korekcije za sječku (tablica 22 i tablica 23) uočavamo manju točnost

sadržaja vode dobivenog korekcijskim faktorom zbog povišenije varijance mjerenja

EVO BIO PC uređaja (tablica 15 i tablica 16).



Tablica 24. Test korekcije za blanjevinu

Tablica 25. Test korekcije za pelete

Pri testovima korekcije blanjevine (tablica 24 i tablica 25) uspjeli smo dobiti

najveću točnost gravimetrijskog sadržaja vode dobivenog putem korekcijskih

faktora za EVO BIO PC uređaj, to možemo pripisati najmanjim varijancama



sadržaja vode dobivenog uređajem prije korištenja korekcijskog faktora (tablica 17

i tablica 18)

5. DISKUSIJANakon zaključka da se mjerenje sadržaja vode EVO BIO PC uređajom kod

svakog uzorka statistički razlikuje od sadržaja vode mjerenog gravimetrijskom

metodom pristupilo se izračunavanju potrebnog korekcijskog faktora. Korekcijski

faktor se kreće u rasponu od 1 do 1,6 i njime se uspješno može izračunati

gravimetrijski sadržaj vode kod svakog uzorka s apsolutnom greškom od najviše

1,4 % sadržaja vode. Ta razlika u mjerenju sadržaja vode pomoću korekcijskog

faktora i nije toliko velika što je dokazano upotrebom t-testa za značajnost

statističke razlike.

Jedan od većih problema zapravo je to što su se kod uzoraka (5 mjerenja)

javljale velike varijance sa strane mjerenja EVO BIO PC uređaja pa su zbog toga

nastale i varijance nakon utvrđivanja sadržaja vode s korekcijskim faktorom. No,

da su uzorci veći ta varijanca bi se najvjerojatnije smanjila pa bi tim putem mogli

dobiti i točniji korekcijski faktor.

Korekcijski faktor je određen u relativno uskom području sadržaja vode u

odnosu na područja koja je odredio proizvođač uređaja. Na primjer, kod suhe

piljevine sadržaj vode kod uzoraka iznosi otprilike 19-19,2 %, a proizvođač u tablici

2. navodi raspon mjerenja sadržaja vode 10-50 % pa se može zaključiti da je

većina točnosti proizvođačeve kalibracijske krivulje ostala nepoznata. Slijedom

toga, ostaje pitanje koji bi se korekcijski faktori morali upotrebljavati kada bi isti

materijal ispitali u cijelom području sadržaja vode koje navodi proizvođač uređaja.

Što se tiče samog uređaja moguća se greška nalazi i u tome što bez obzira

što su neka 2 ili više materijala u proizvođačevoj tablici pod istim nazivom, npr.

„piljevina suha“, ne mora značiti da su udjeli frakcija u tim materijalima isti, pa tako

i nasipna gustoća nije ista. Sve to uzrokuje greške u mjerenju EVO BIO PC

uređaja pa je preporuka proizvođaču da pokuša izraditi tablicu kalibracijskih

krivulja ili korekcijskih faktora koja bi se temeljila na udjelima pojedine frakcije. Sveučilište u Zagrebu, Šumarski fakultet, Svetošimunska 25, 10 000 Zagreb 30


Tako bi trebalo izraditi korekcijske faktore za svaku pojedinu granulaciju u

materijalu, a takav korekcijski faktor bi dobili kada bi izdvojili jednu jedinu

granulaciju i ispitivali je kroz određeni raspon sadržaja vode do neke prihvatljive

veličine greške mjerenja.

Tim bi načinom bilo moguće odabrati na uređaju da se neki materijal sastoji npr.

od 70 % frakcije A, 20 % frakcije B i 10 % frakcije C, te bi uređaj mogao koristiti

kompromisni korekcijski faktor za određeni raspon sadržaja vode prema formuli:

kompromisni korekcijski faktor = (0,7 * korekcijski faktor frakcije A) + (0,2 * korekcijski faktor frakcije B) + (0,1 * korekcijski faktor frakcije C)Takav sustav bi i dalje imao određenu netočnost, puno je kompliciraniji i

nepogodniji za krajnje korisnike, no zasigurno bi bio precizniji u odnosu na trenutni

način odabira kalibracijskih krivulja i na njega bi se mogla osloniti industrija u kojoj

je usitnjeno drvo koje koristi uglavnom proizvod od istih strojeva/alata ili od istih

izvora.



6. ZAKLJUČAKIz ovog istraživanja možemo zaključiti da točnost EVO BIO PC uređaja nije

zadovoljavajuća kod uzoraka bukovine. Prema dobivenim rezultatima potrebno je

odrediti korekcijske faktore za sve kalibracijske krivulje koje upotrebljava

proizvođač barem za komercijalne vrste drva koje se koriste u Hrvatskoj. No, bez

obzira na proizvođačeve greške, putem izvedenih korekcijskih faktora možemo

zaključiti da naše mjerenje neće imati velike greške (tablica 25).

Tablica 26. Sigurnost da u 99,73 % slučajeva greška mjerenja neće biti veća od ±3 %

Ono na što treba obratiti pažnju i što je negativno je to da su korekcijski

faktori izvedeni u ovom radu točni samo pri mjerenju sadržaja vode nad

materijalima koji imaju slične udjele frakcija i isti sadržaj vode kod drva bukovine.

Zaključak ovog rada je da zasigurno treba nastaviti ispitivanja kako bi se proširila

mogućnosti mjerenja na ostale vrste drva za što točnije mjerenje sadržaja vode

usitnjenog drva.



7. LITERATURA1. Beljo-Lučić, R., 2018: Materijali s predavanja kolegija "Transportna tehnika

u drvnoj industriji". Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu.

2. Krhen, P., 2012: Energetsko iskorištavanje šumske biomase u Hrvatskoj.

Diplomski rad, Rudarsko–geološko–naftni fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 1-

53.

3. Govorčin, S.; Sinković, T.; Trajković, J.; Despot, R., 2003: Obična bukva

(Fagus sylvatica L.) u Hrvatskoj, Glavni urednik prof. em. dr. sc. dr. h. c.

Slavko Matić, Zagreb, 652-664.

4. Jug, M., Hasan, M.; Despot, R., 2007: Modifikacija drva limunskom

kiselinom u cilju poboljšanja biološke otpornosti. Nove tehnologije i

materijali u industrijama baziranim na sektoru šumarstva / Grbac, Ivica -

Zagreb : Šumarski fakultet Zagreb, 2007, 85-89.

5. Madjarević, B., 1969: Rukovanje materijalom – Unutrašnji transport –

pakiranje – skladištenje. Zagreb, Tehnička knjiga, 201-203.

6. Pervan, S., Klarić, M., & Slivar, M., 2013: Normirane metode određivanja i

procjenjivanja sadržaja vode u drvu u Republici Hrvatskoj. Drvna industrija:

Znanstveni časopis za pitanja drvne tehnologije, 64(2), 149-157.

7. Šegon, V., Šimek, T., Oradini, A., & Marchetti, M., 2014: Priručnik za

učinkovito korištenje biomase. Hrvatski šumarski institut, Jastrebarsko.

8. ***Zvu, 2019: T-test

URL: https://ldap.zvu.hr/~oliverap/MetodeIstrazivanjaFT/9_t-test.pdf

(14.9.2019.)


https://ldap.zvu.hr/~oliverap/MetodeIstrazivanjaFT/9_t-test.pdf


Popis slika: Slika 1. Količina proizvedene energije obnovljivih izvora u Europi

Izvor: ***Vox, 2019: Europe’s renewable energy policy is built on burning

American trees)

URL:

https://www.vox.com/science-and-health/2019/3/4/18216045/renewable-

energy-wood-pellets-biomass (12.9.2019.)

Slika 2. Količina uvoza ploča iverica u Europi

Izvor: ***Globalwoodmarketsinfo, 2016: EU plywood imports on the rise;

Germany and the UK leading the market

URL: https://www.globalwoodmarketsinfo.com/eu-plywood-imports/

(13.9.2019.)

Slika 3. Uređaj EVO BIO PC

Slika 4. Određivanje veličine čestica

Izvor: Beljo-Lučić, R., 2018: Materijali s predavanja kolegija "Transportna

tehnika u drvnoj industriji". Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu.

Slika 5. Granulometrijska tresilica

Slika 6. Sušenje uzoraka u sušioniku

Slika 7. Prikaz određivanja nasipne gustoće



Slika 8. Prikaz primjera t-testa na 2 uzorka

Izvor: ***Bookdown, 2019: YaRrr! The Pirate’s Guide to R

URL: https://bookdown.org/ndphillips/YaRrr/t-test-t-test.html (14.9.2019.)

Slika 9. Prikaz normalne distribucije i standardne devijacije

Izvor: ***Wikipedia, 2019: 68–95–99.7 rule


https://bookdown.org/ndphillips/YaRrr/t-test-t-test.html

url:%20https://www.globalwoodmarketsinfo.com/eu-plywood-imports/

url:%20https://www.vox.com/science-and-health/2019/3/4/18216045/renewable-energy-wood-pellets-biomass




URL:https://en.wikipedia.org/wiki/68%E2%80%9395%E2%80%9399.7_rule

(15.9.2019.)

Slika 10. Stovarište suhe piljevine

Slika 11. Stovarište krupne sječke

Slika 12. Blanjanje bukove daske

Slika 13. Pakiranje peleta

Slika 14. Raspoređeni materijali korišteni za istraživanje

Slika 15. Grafički prikaz granulometrijske analize svih materijala

(kumulativno)

Slika 16. Grafički prikaz prosječnih sadržaja vode izmjerenih

gravimetrijskom metodom i EVO BIO PC uređajom

Slika 17. Grafički prikaz prosječne nasipne gustoće svih uzoraka

Slika 18. Grafički prikaz prosječnog faktora rastresitosti svih uzoraka

Popis tablica: Tablica 1. Podjela sipkog materijala prema granulaciji



Tablica 2. Kalibracijske krivulje EVO BIO PC

Izvor: upute u sklopu s uređajom

Tablica 3. Neka fizikalna i mehanička svojstva recentne bukovine

Izvor: Govorčin, S.; Sinković, T.; Trajković, J.; Despot, R. (2003): Obična

bukva (Fagus sylvatica L.) u Hrvatskoj, Glavni urednik prof. em. dr. sc. dr.

h. c. Slavko Matić, Zagreb, 652-664.

Tablica 4. Granulacije upotrebljenih sita za svaki pojedini materijal prema

broju

Tablica 5. Sadržaj vode izmjeren gravimetrijskom metodom i EVO BIO PC

uređajom

Tablica 6. Izmjerena nasipna gustoća piljevine i faktor rastresitosti


uređajom

Tablica 8. Izmjerena nasipna gustoća sječke i faktor rastresitosti


https://en.wikipedia.org/wiki/68%E2%80%9395%E2%80%9399.7_rule



uređajom

Tablica 10. Izmjerena nasipna gustoća blanjevine i faktor rastresitosti


uređajom

Tablica 12. Izmjerena nasipna gustoća peleta i faktor rastresitosti

Tablica 13. Usporedba sadržaja vode mokre piljevine

Tablica 14. Usporedba sadržaja vode suhe piljevine

Tablica 15. Usporedba sadržaja vode krupne sječke

Tablica 16. Usporedba sadržaja vode sitne sječke

Tablica 17. Usporedba sadržaja vode blanjevine

Tablica 18. Usporedba sadržaja vode peleta

Tablica 19. Izračun potrebnih korekcijskih faktora za sve uzorke

Tablica 20. Test korekcije za vlažnu piljevinu

Tablica 21. Test korekcije za suhu piljevinu

Tablica 22. Test korekcije za krupnu sječku

Tablica 23. Test korekcije za sitnu sječku

Tablica 24. Test korekcije za blanjevinu

Tablica 25. Test korekcije za pelete

Tablica 26. Sigurnost da u 99,73 % slučajeva greška mjerenja neće biti

veća od ±3 %


Documents

Dokumentacijska kartica · Web viewBukovina je vrlo higroskopna vrsta drva te je podložna brzoj promjeni sadržaja vode. Sadržaj vode u drvu značajno utječe na osnovna svojstva