Essiccazione di cippato forestale tramite un essiccatoio a coclee: efficienza energetica e produttività.

Among the qualitative characteristics of wood chips, moisture content is undoubtedly the most important. In addition to influencing the combustion process, it directly affects the calorific value, which represents the amount of energy that biomass can release during combustion. To reduce the moisture content of biomass, the use of a dryer is sometimes necessary. Various types of dryers are available on the market, differing in production capacity and construction design. This study analyses the performance of a newly designed dryer that utilizes screws to move and mix the wood chips, while hot water circulating inside a heat exchanger serves as drying medium. In addition to evaluating energy consumption, productivity, and efficiency, the study also examines the qualitative parameters of the wood chips to determine whether the drying process influences them. Sampling was conducted on wood chips derived from both healthy Norway spruce (Picea abies) and trees affected by bark beetle (Ips typographus) infestations. Some samples of dried wood chips underwent a sifting process to assess whether the removal of fine particles (<3.15 mm) could improve product quality. Laboratory analyses revealed that, aside from moisture content and calorific value, other quality parameters (such as ash content, bulk density, and particle size distribution) were not affected by the drying process. Furthermore, the sifting process did not lead to any significant improvement in biomass quality. Energy consumption was relatively low, averaging around 17 kWh, while productivity ranged between 28 and 42 kg/h of dry matter. The dryer demonstrated good efficiency, with SMER (Specific Moisture Extraction Rate) values aligning with reference values found in the literature, and in one instance even surpassing them. The efficiency of the dryer was higher when wood chips with a moisture content exceeding the fiber saturation point (FSP) were processed.

Tra le caratteristiche qualitative del cippato il suo contenuto idrico è sicuramente la più importante, esso infatti, oltre ad influenzare il processo di combustione, ha anche un’influenza diretta sul potere calorifico, ossia sulla quantità di energia che la biomassa è in grado di sprigionare durante il processo di combustione. Talvolta, per ridurre il contenuto idrico della biomassa, può rendersi necessario l’utilizzo di un essiccatoio. In commercio ne esistono molteplici tipologie, essi si differenziano sulla base della loro capacità produttiva e sulla base delle soluzioni costruttive adottate. Con questo studio si è andati ad analizzare il funzionamento di un essiccatoio di nuova concezione, il quale utilizza delle coclee per movimentare e rimescolare il cippato, mentre come mezzo di trasferimento del calore utilizza l’acqua calda, la quale viene fatta circolare all’interno di uno scambiatore di calore. Oltre ad aver analizzato i consumi energetici, la produttività e l’efficienza dell’essiccatoio, sono stati analizzati anche i parametri qualitativi del cippato, per stabilire se il processo di essiccazione avesse un’influenza su di essi. I campionamenti sono stati effettuati sia su cippato derivante da alberi sani di abete rosso (Picea abies), sia su cippato proveniente dalla cippatura di alberi morti a causa di un attacco di bostrico (Ips typographus). Alcuni campioni di prodotto essiccato sono stati sottoposti ad un processo di vagliatura al fine di stabilire se l’eliminazione della componente fine del cippato (<3,15 mm) potesse apportare dei miglioramenti nella qualità del prodotto. I dati raccolti durante le analisi in laboratorio evidenziano che ad eccezione del contenuto idrico e del potere calorifico della biomassa, gli altri parametri qualitativi (contenuto di ceneri, massa volumica e distribuzione granulometrica) non sono influenzati dal processo di essiccazione. Risulta altresì evidente che il processo di vagliatura non porta ad un miglioramento della qualità della biomassa. I consumi energetici sono risultati piuttosto contenuti e prossimi ai 17 kWh, mentre la produttività varia tra i 28 e i 42 kg/h di sostanza secca. L’efficienza dell’essiccatoio risulta buona, infatti i valori dello SMER (Specific Moisture Extraction Rate) risultano in linea ed in un caso superano quelli che sono i valori di riferimento rinvenuti in letteratura. L’efficienza dell’essiccatoio risulta più elevata quando al suo interno viene posto del cippato che presenta un contenuto idrico notevolmente superiore rispetto al punto di saturazione delle fibre (FSP).