Hackschnitzel werden mit Hilfe eines
Hackers aus
Rest- und
Schwachholz (mit Feinästen, aber meist ohne Nadeln) hergestellt. Dieses
Rest- und
Schwachholz eignet sich in vielen Fällen nicht für die Nutzholzproduktion und auch nicht für Brennholz in
Kaminöfen oder
Grundöfen. Eine möglichst
gleichmäßige Größe der Hackschnitzel und ein
geringer Wassergehalt sind Voraussetzungen für den Einsatz in den Heizanlagen. Das verwendeten
Heizkessel sollten der Größe,
Wassergehalt und Feinanteil der Hackschnitzel angepasst werden können. Für eine
emissionsarme Verbrennung ist es wichtig, nur
"gutes" Holz, so z. B. kein Abraumholz oder verschmutztes und morsches bzw. faules oder sehr nasses Holz verwendet werden. Auch der
Rindenanteil sollte nicht zu hoch sein, da sich durch Rinde der
Ascheanfall erhöht. Naturbelassenes Holz ohne Rinde weist in der Regel nur einen geringen
Aschegehalt von etwa
0,5 bis 1 % auf.
Trocknung von Hackholz - Grundsätzlich nur trockenes, lagerfähiges Hackgut (< 30 %) verwenden
- Hackholz nach des Schlagens mindestens einen Sommer lang an einem luftigen, sonnigen Platz lagern
- In sonnigen Lagen kann das Material mit den Nadeln liegen bleiben
- In niederschlagsreichen Sommermonaten empfiehlt sich eine Abdeckung des Hackholzes
Hackholz, das über einen Sommer
zwischengelagert wird, hat zum Zeitpunkt des Hackens im Spätsommer einen
Wassergehalt von 25 bis 30 %.
Die
Herstellung von
Hackschnitzel (grobes oder feines Schüttgut) kann durch
schnelllaufende Hacker und
Schredder (Häcksler) oder
langsamlaufende Zerspaner (Trommelreißer) erfolgen. Bei den
Hackern (
Scheiben-, Trommel- oder
Schneckenhacker) werden die Baum- oder Astteile parallel zum Schneidaggregat zugeführt.
Bei einem
Schredder (Häcksler) und
Zerspaner können die Holzreste in Wirrlage zugeführt werden. Bei dem
Zerkleinern des Hackholzes wird es stark
zersplittert und bekommt eine
raue Oberfläche, dadurch wird es im Frischzustand
biologisch schnell abgebaut und wird deswegen für die Brennholzbereitung nicht eingesetzt. Sie werden bevorzugt zur
Aufbereitung von
Mulchmaterial oder
Kompostsubstraten verwendet.
Alle drei Hackerverfahren werden in
stationärer, aber auch in
mobiler (versetzbarer)
Ausführung für die Erzeugung von
Waldhackschnitzeln angeboten. Bei der Einsatzplanung ist ein bestimmter
Mindestplatzbedarf für das Arbeiten im Wald oder am Betriebshof zu berücksichtigen, die in den technischen Unterlagen der Hersteller angegeben sind.
Die Hackertechnik beeinflusst die Hackschnitzelgröße und -form, die für die Verwertungs, Transport- und Lagereigenschaften wichtig sind. Deswegen werden folgende Eigenschaften gefordert:
- Gleichmäßige Kantenlängen zur Verbesserung der Fließ- und Fördereigenschaften
- Vermeidung von Überlängen durch vollständige Erfassung auch der feinen Zweige und Stiele (zur Vermeidung von Brückenbildung im Lager)
- Saubere Schnittstellen und geringe Faser- oder Rindenbeschädigung zur Verringerung der spezifischen Oberfläche des Hackguts (bessere Lagerfähigkeit)
- Vermeidung von Fremdstoffaufnahme
Der
Scheibenhacker zerkleinert das Holz mit
mehreren Messern, die radial auf einer
Schwungscheibe
angeordnet sind. Mobile haben zwischen zwei und vier Messer. Das Holz
wird über eine oder mehrere gegensinnig rotierende, profilierte
Einzugswalzen auf diese Scheibe zugeführt, dabei ist die Zuführrichtung
in einem Winkel von ca. 45° zur Scheibenebene, um den Kraftaufwand beim
Schnitt zu senken. Durch Messerschlitze in der Schwungscheibe gelangen
die abgetrennten Schnitzel auf die Rückseite der Scheibe und werden dort
über Wurfschaufeln (Windflügel) in den Auswurfkanal geschleudert.
Die
Schnittlänge der Schnitzel wird hauptsächlich durch
die Höhe des Überstandes der Messerklingen über dem Scheibenrad
bestimmt. Zur Erhöhung der Schnittlänge und zur Anpassung an eine
begrenzte Antriebsleistung können einzelne Messer vollständig
zurückgesetzt
werden.
Bei der Herstellung von
Grobhackgut bis 150 mm
Schnittlänge wird eine Distanzplatte zwischen Scheibe und
Messerhalterung angebracht. Durch Variation der Einzugsgeschwindigkeit
lässt sich hierbei die tatsächliche Schnittlänge einstellen.
Bei einem
Trommelhacker sind 2 bis 8 durchgehende oder 3 bis 20 versetzt angeordnete
Einzelmesser auf einer rotierenden, geschlossenen oder innen hohlen
Trommel befestigt. Die
Holzzufuhr erfolgt rechtwinklig zur Trommelachse, wobei der Schnitt in einer Position stattfindet, in der ein Winkel von ca. 25 bis 35° zum Gegenmesser vorliegt.
Wie bei den Scheibenhackern kann die
Hackgutlänge durch
Vor- oder Zurücksetzen der Messer verändert werden. Meistens werden
Trommelhacker jedoch mit einer Nachzerkleinerungseinrichtung in Form
eines auswechselbaren Prallsiebes sowie einer zusätzlichen Gegenschneide
ausgerüstet. Bei solchen Bauformen wird der Hackgutaustrag durch ein
Gebläse unterstützt.
Die Trommelhacker werden in den höchsten Leistungsklassen angeboten;
dies betrifft sowohl den maximalen Holzdurchmesser, der bei mobilen
Geräten bis zu 450 mm betragen kann, als auch die technische
Durchsatzleistung, die bei maximal 100 m
3/h liegen kann.
Bei Schneckenhacker rotiert eine konisch verlaufende, meistens waagrecht liegende Schnecke in einem langgestreckten, ebenfalls konisch verlaufenden Trichter. Der Grat der Schneckenwindungen besteht aus einer aufgeschweißten Hartmetallkante, die zu einem glatten Messer angeschliffen wurde. Durch Rotation wird das Holz vom spitzen Ende des Schneckenkegels erfasst und eingezogen,
wobei es unter ständigem Kraftschluss geschnitten wird. Der Austrag erfolgt wie bei den Scheibenhackern über Wurfschaufeln, die am hinteren Ende an der Schneckenwelle aufgeschweißt sind. Die Hackgutlänge lässt sich beim Schneckenhacker kaum beeinflussen, sondern entspricht der Steigung der Schneckenwindungen.
Auch ist die Beschickung auf Grund des relativ engen Einzugstrichters bei sperrigem Material schwieriger als bei den anderen Hackertypen.
Bei der
Lagerung des
Schüttgutbrennstoffes "
Hackschnitzel" (biogenes Material) gibt es einige
Risiken. - Verlustrisiko > Substanzverlust durch biologische Prozesse
- Brandrisiko > Selbstentzündung
- Gesundheitsrisiko > Pilzwachstum und Pilzsporenbildung
- Umweltrisiko > Geruchsbelästigung
- Qualitätsrisiko > Wiederbefeuchtung bzw. Umverteilung des Wassergehaltes
Diese Risiken treten hauptsächlich bei
feuchten Holzhackschnitzeln oder
Rinde auf Grund
biologischer Vorgänge auf. Deswegen sollte
nur trockenes Holz zu Hackschnitzel verbarbeitet werden.
Waldhackschnitzel sollten möglichst schnell auf
< 30 % Wassergehalt heruntergetrocknet werden. Kleinere
Hackschnitzel-Heizungsanlagen arbeiten nur mit trockenem Hackgut (10 - 30 %
Wassergehalt). Die
natürliche Trocknung erfolgt durch
Konvektion. Dabei steigt warme
Luft aus dem Hackschnitzelhaufen auf Grund der dieTemperaturdifferenz zwischen der Schüttungs- und der Umgebungstemperatur auf und transportiert die Feuchtigkeit ab. Deswegen muss das
Schüttgut gut belüftet werden. Damit die Trocknung beschleunigt wird, kann die
Abwärme von Kraftwerken (
Biogasanlagen,
BHKW) genutzt oder
Solarsysteme (
Solar-Luftkollektoren), die auf dem Gewächshausprinzip basieren, verwendet werden.
Die Lagerung kann in Außenlager und in Lagerräumen (Kellerraum, Anbau, unterirdischer Raum), Lagerschuppen, Heizzentralen und in Silos durchgeführt werden. Einige Pelletlagerbehälter und Pelletentnahmesysteme eignen sich auch für die Lagerung und Entnahme von Holzhackschnitzel.
Empfehlungen für die Hackschnitzellagerung
Trockenes Holz hacken: Eine Vortrocknung des zu hackenden Holzes auf einem geeigneten Lagerplatz kann den
Wassergehalt innerhalb einiger Monate auf 30% senken. Ein idealer Lagerplatz zum Vortrocknen sollte gut durchlüftet werden und besonnt sein, waldnah liegen, trockenen Untergrund aufweisen sowie ganzjährig anfahrbar sein
Hohe Hackschnitzelqualität: Grobes, scharfkantiges Hackgut mit Kantenlängen von etwa 5 cm, das wenig Grünanteile und Feinmaterial enthält, bietet geschüttet genügend Zwischenräume, in denen die Luft gut zirkulieren kann und die Feuchtigkeit abgeführt wird. Es trocknet deutlich schneller als zerbreites, feines Material mit hohen Nadelanteilen
Außenlager sollten auf
trockenen Untergrund angelegt werden und sonnig und gut durchlüftet liegen. Die Haufen sind in Form von Spitzkegeln auszubilden, um die Durchfeuchtung bei Regen möglichst gering zu halten. Bewährt hat sich die Abdeckung mit Vlies, das den Regen abfließen lässt, aber eine
Verdunstung des
Wassers aus dem Lagerhaufen zulässt
Überdachte Innenlager sollten hoch und gut belüftet sein, um eine Kondensation über dem Hackschnitzelhaufen zu verhindern. Gut geeignet sind beispielsweise kostengünstige Lagerhallen in Rundholzbauweise.
Luftdurchlässige Seitenwände und unter Umständen ein Boden aus Rundholzbohlen gewährleisten den Abzug der warmen, feuchten
Luft und stellen die Zufuhr kalter
Außenluft sicher. Bewährt hat sich auch eine Lagerung in Draht- oder Holzgitterkästen. Die Hackschnitzel sollten zur Vergrößerung der Trocknungsfläche auch hier dammförmig aufgeschüttet werden. Bei einer Lagerung im Bunker ist ein
Abluftsystem vorzusehen. Die
Abluft kann direkt in den Brennraum geleitet werden, wodurch schädliche Schimmelsporen verbrannt werden
Kurze Lagerdauer: Die Hackschnitzel sollten nur kurze Zeit gelagert werden (Anhaltswert drei Monate). Durch eine entsprechende räumliche Ordnung ist die Verwendung in der Reihenfolge der Einlagerung zu gewährleisten (Prinzip: first in - first out)
Kontakt mit Schimmelsporen vermeiden: Hackschnitzellager sind möglichst entfernt von Arbeits- und Wohnplätzen unter Beachtung der Hauptwindrichtung anzulegen. Kleider, Nahrungs- oder Genussmittel sollten nicht in Räumen aufbewahrt werden, in denen Hackschnitzel lagern.
Quelle: Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft
Die
Lagerbeschickung und
-entnahme von
Hackschnitzeln erfolgt in
Großanlagen durch entsprechende
Ladefahrzeuge (Schlepper, Gabelstapler, Radlader, Teleskoplader). Bei einer Hackschnitzelbereitung am Lagerraum erfolgt ein direkter Eintrag über den
Wurfförderer des Hackers. Für den
automatischen Betrieb der Feuerungsanlage werden
spezielle Austragssysteme für die
Brennstoffentnahme aus dem
Silo oder
Lagerraum eingesetzt.
Blattfederrührwerke sind bei kleineren Feuerungsanlagen mit Hochbehältern sind vorgefertigte Silo-Unterbau-Austragseinrichtungen weit verbreitet. Um Förderunterbrechungen durch Brückenbildung zu vermeiden, wird dabei ein möglichst großer Entnahmequerschnitt angestrebt. Das wird häufig durch Blattfederrührwerke erreicht, bei denen sich ein Blattfederpaar im Falle einer Hohlraumbildung am Siloboden entspannt und während der Rührarbeit radial ausbreitet. Dadurch werden auch weiter außen liegende
Brennstoffschichten gelockert und ausgetragen, bis die hohl liegende Schüttung von oben nachrutscht. Unterhalb der Rotationsebene der Blattfedern arbeitet eine Entnahmeschnecke, die sich in einem nach oben offenen Bodenschacht befindet. Je nach
Wartungsansprüchen verläuft die Austragsebene entweder waagerecht oder als schiefe Ebene.
Drehschnecken bewerkstelligen neben der Lockerungsarbeit auch den radialen Transport beispielsweise der feuchten oder trockenen Hackschnitzel zum zentralen Entnahmepunkt.
Konusschnecken arbeiten dagegen in geneigter Stellung und erfüllen eher eine Rührwerksfunktion für den selbsttätig nachrutschenden meist trockenen Hackschnitzelbrennstoff. Der Wirkdurchmesser dieser auch als Pendelschnecke bezeichneten Rühreinrichtung kann bei 2 bis 5 m liegen.
Bei rechteckigen Siloquerschnitten besteht bei diesen Austragssystemen jedoch der Nachteil, dass der Lagerraum nie vollständig automatisch entleert werden kann.
Dreh- oder
Austragsschnecken sind am äußeren Grat der Schneckenwendel meist mit Mitnehmern bestückt, die das Lockern und Ablösen des
Brennstoffs aus dem Materialverbund im Lager unterstützen. Für besonders hohe Förderleistungen werden auch Schneckenpaare verwendet, die den
Brennstoff von zwei Seiten her zum Drehpunkt hin fördern.
Schubböden decken den gesamten (rechteckigen) Lagerbodenbereich ab. Sie besitzen eine oder mehrere Schubstangen mit Mitnehmern, die horizontal vor- und zurückbewegt werden. Die Schubstangen werden mit Hydraulikzylindern angetrieben, die außerhalb des Lagerraums arbeiten. Durch die keilförmige Form der Mitnehmer wird der
Brennstoff in Richtung einer stirnseitig oder mittig verlaufenden Querrinne geschoben, in der sich z. B. ein Schnecken- oder Kettenförderer befindet, der den
Brennstoff dann zur Feuerung transportiert. Schubböden zeichnen sich u. a. durch hohe Betriebssicherheit und Unabhängigkeit von Form und Größe des
Brennstoffs aus, sie werden deshalb auch häufig in größeren Feuerungsanlagen verwendet. In Kleinanlagen kommt das Schubbodenprinzip lediglich als vorgefertigter Silo-Unterbau für kleinere Hochlager zum Einsatz, es kann aber auch in Wechselcontainern verwendet werden.
Bei der
Förderung von
Biomasse wird zwischen
pneumatischen Systemen (Förderung im
Luftstrom) und
mechanischen Systemen unterschieden. In der Praxis der
Kleinfeuerungen ist die
mechanische Förderung mit
Schnecken am meisten verbreitet, sowohl zur Entnahme als auch zur Anlagenbeschickung. Der Förder-durchsatz ist dabei unter anderem von der Neigung der Förderstrecke abhängig; sie bestimmt die Füllhöhe zwischen den Schneckenwindungen. Feinere Materialien (Pellets, Körner) neigen bei Gefällestrecken zudem zum Zurückrieseln (Schlupf), was ebenfalls die Förderleistung mindern kann.
Für
größere Anlagenleistungen oder bei problematischeren Materialien (z. B. gröberes Hackgut) kommen auch andere Systeme wie z. B. Kratzkettenförderer, Schwingförderer (Vibrorinnen) oder Förderbänder zum Einsatz.