17.12.2020

Automaattinen näytteenotto verifioitu VTT:n toimesta

VTT:n toteuttama vertailututkimus toteutettiin marraskuussa 2020 Kuopion Energian Haapaniemen voimalaitoksella. Tutkimuksessa otettiin viiden päivän ajan näytteitä erityyppisistä biopolttoainekuormista sekä Q-robotilla että VTT:n toimesta manuaalisesti. Vertailussa oli siis automaattinen näytteenotto ja manuaalinen näytteenotto. Kuormakohtaiset näytteet otettiin päivittäin kaikista 10 tunnin testijakson aikana toimitetuista kuormista. Vertailunäytteitä saatiin yhteensä 59 kuormasta, joista metsätähdehakkeita oli 26 kuormaa, kokopuu- ja rankahakkeita 20 kuormaa, turpeita 8 kuormaa ja loput kuormat olivat puruja ja kuorta.

Vertailututkimuksessa noudatettiin Puupolttoaineiden laatuohjeen (VTT-M-07608-13) periaatteita ja manuaalinen näytteenotto toteutettiin standardin FS-EN ISO 18135:2017 mukaisesti. Manuaaliset yksittäisnäytteet otettiin kuorman purkamisen yhteydessä peräpurkuautosta putoavasta polttoainevirrasta auton purkaessa kuormaa voimalaitoksen polttoaineen vastaanottoon. Laatuohjeen mukaan yhdistelmäajoneuvosta (100 – 160 m3) otetaan vähintään 6 yksittäisnäytettä (2 nupista + 4 perävaunusta), jolloin näillä näytemäärillä on mahdollisuus saavuttaa 3 – 5 kuorman toimituserillä noin 3 %-yksikön tarkkuusvaatimus kosteudessa. Automaattinen näytteenotto suoritettiin Q-robotilla, jolla otettiin kuormakohtaiset näytteet sen normaalin toimintasekvenssin mukaisesti. Q-robot ottaa näytteet täysin automaattisesti ja satunnaisesti kuorman eri syvyyksistä ja kuorman eri kohdista näytteenottostandardin FS-EN ISO 18135:2017 mukaisesti. Näytteistä analysoitiin kosteudet ja metsätähdehakenäytteistä analysoitiin myös palakokojakaumat.

Tutkimuksen tulokset

Vertailujakson kaikkien polttoainelajien keskimääräisten kosteuksien ero näytteenottotapojen välillä oli 0,7 %-yksikköä. Erityisesti vertailussa oltiin kiinnostuneista näytteenottotapojen välisistä eroista epähomogeenisilla metsätähdehakkeilla, joilla kuorman sisäiset kosteusvaihtelut voivat olla erittäinkin suuria. Vertailussa näytteenottotapojen välinen keskimääräinen kosteusero kaikilla metsätähdehakekuormilla oli 1,5 %-yksikköä. Metsätähdehakkeilla, kuin myös kaikilla muillakin polttoainelajeilla, kuormien väliset kosteusvaihtelut olivat kohtuullisen suuria ja näytteenottotapojen välisissä kosteuksissa oli hajontaa puoleen ja toiseen, mutta mitään systemaattista eroa näytteenottotapojen välillä ei havaittu. Verifioinnin lopputuloksena selvää lopputuloksiin yhteen suuntaan vaikuttavaa systemaattista eroa menetelmien välillä ei voitu tuloksista havaita. Q-robotin automaattinen näytteenotto täyttää siis näiden tutkimustulosten valossa standardin asettamat vaatimukset luotettavalle näytteenotolle.