Kiinteiden biopolttoaineiden laadunvalvonnan puuttuva palanen on nyt löytymässä
6.5.2020
Kiinteiden biopolttoaineiden laadunvalvonnassa on jo vuosia kehitetty tekniikoita, miten kuormista kerättävien näytteiden kosteus olisi mahdollista saada analysoitua jo heti näytteenoton yhteydessä tai välittömästi sen jälkeen. Etenkin täällä pohjolassa, suurimpana ongelmana on talviaikana lumen ja jään vaikutus mittaustuloksiin. Lisäksi vaikeuskerrointa nostaa jatkuvasti vaihtuvat mitattavat polttoainelajit, jotka kukin täytyy kalibroida mittalaitteisiin erikseen. Nyt ratkaisua haetaan Suomessa kahden huippuammattilaisyrityksen voimin.
Biopolttoaineiden laadunvalvonnassa on ollut jo pitkään kaksi suurta ongelmaa. Ensimmäinen haaste on edustavien näytteiden otto automaattisesti jokaisesta kuormasta ja toinen on reaaliaikaisen tiedon saaminen materiaalin kosteudesta ennen kuorman purkua. Kajaanista lähtöisin oleva biopolttoaineiden laadunvalvontaan keskittynyt Prometec on ratkaissut ensimmäisen ongelmista tuomalla markkinoille täysin automaattisen näytteenottolaitteiston, joka ottaa näytteet kairaamalla jokaisesta saapuvasta polttoainekuormasta. Tällä hetkellä Prometec toimii kolmessa eri maassa. Nyt Prometec on keskittynyt toisen suuren ongelman ratkaisemiseen yhdessä kuopiolaisen mittalaitteita valmistavan Puumit Oy kanssa. Puumit:in mittalaite on ollut pilotointi-testissä Kajaanissa koko talven ja kevään ajan menestyksekkäästi. Mittaustekniikoita innovatiivisesti yhdistävä Puumit mahdollistaa Prometecin Q-Robot näytteenottimella kerättyjen näytteiden kosteuden analysoinnin ja tulosten saamisen välittömästi näytteenoton jälkeen ennen kuin rekka lähtee pois näytteenottopaikalta. Näin ollen, kuljettajaa voidaan opastaa polttoaineen laadun mukaan ajamaan tietyille purkupaikoille ja reaaliaikaista dataa kuorman kosteudesta saadaan niin voimalaitokselle kuin toimittajallekin.
Edustavien näytteiden mittaaminen reaaliajassa
Toisin kuin tyypilliset sähkömagneettiset kosteuden mittausmenetelmät kuten mikroaallot tai radioaallot, Puumit Oy hyödyntää sähkömagneettisen spektrin taajuusaluetta, jossa jään permittiivisyys vastaa veden permittiivisyyttä. Näin ollen impedanssispektroskopialla on mahdollista mitata tarkasti kosteutta myös jäätyneestä materiaalista. Hyödyntämällä koneoppimismenetelmiä ja tekoälyä, spektrianalyysit voidaan tehdä yksilöidysti erilaisille biopolttoaineille. Menetelmä on myös itseoppiva, mikä osaltaan parantaa menetelmän tarkkuutta ja luotettavuutta.
”Näytteiden otto ja mittaaminen ovat tärkeimpiä prosesseja polttoaineen laadun määrityksessä. Laskutus perustuu näihin näytteisiin. Nyt kun saisimme vielä yhdistettyä luotettavan mittalaitteen Q-Robottiin, saisimme puuttuvan palasen kohdalleen tarjoamaamme”, pohtii Prometecin toimitusjohtaja Juha Huotari.
”Yhteistyö Prometecin kanssa on meille elintärkeää. Näin saamme satoja näytteitä mitattua ja analysoitua kuukaudessa ja voimme kehittää tuotettamme tarkemmaksi, Elmo-rahoitus on mahdollistanut tämän uuden tekniikan kehittämisen”, sanoo Puumit Oy:n toimitusjohtaja Heikki Sonninen.
Perinteisesti biopolttoaineita kuljettavista rekka-autoista näytteet on otettu lapiolla. Siitä aiheutuu virhettä kosteusmääritykseen, koska edustavien näytteiden saaminen manuaalisesti on erittäin haastavaa ja aikaa vievää. Yhtä kuormaa kohden ei voida kuluttaa liikaa aikaa näytteenottoon, kun lasteja saattaa saapua toista sataa lämmityskauden kiireisimpinä aikoina. Prometecin näytteenotin kerää näytteet automaattisesti, luotettavasti ja edustavasti ennen kuorman purkamista.
”Meiltä on monesti kysytty, että joko meillä on mahdollista myös mitata näytteiden kosteus reaaliajassa. Siksi olemme lähteneet tähän kehitysprojektiin mukaan, koska asiakkaamme näitä ratkaisuja toivovat ja haluamme palvella heitä mahdollisimman hyvin. Näemme itse näytteiden mittauksen haastavana, mutta mahdollisena tehtävänä. Se on selvä, että jokaiseen Q-Robottiin tullaan integroimaan mittalaitteisto, koska sillä on asiakkaille niin paljon hyötyjä”, kertoo Huotari Prometeciltä.
Tulevaisuuden laadunvalvonta on kokonaisvaltaista. Niin näytteenotto kuin laadun mittaaminen tulisi olla automaattista ja tarkkaa. Yhdistämällä automaattinen näytteenotin Q-Robot ja Puumitin mittalaitteisto tämä suuri loikka kohti automaattista laadunvalvontaa heti vastaanottopisteellä, on mahdollista tehdä.
