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Aus welcher Tatsache heraus ergibt sich der lineare Zusammenhang zwischen Wassergehalt und Heizwert?
- Heizwert = Brennwert – Verdampfungsenthalpie
- Brennwert = konstant
- Verdampfungsenthalpie proportional zum Wassergehalt
- -> Heizwert proportional zum Wassergehalt
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Beschreiben Sie den theoretischen Trocknungsverlauf bei der Trocknung poröser nasser Güter wie Holz!
- 1. Konvektive Trocknung -> Wasser geht von der Oberfläche als Wasserdampf an Umgebungsluft über (linear)
- 2. Flüssigkeitsaustrag durch Transportprozesse im Gut (langsamer)
- 3. Ausgleich der Feuchtigkeit in Gut und Luft (sehr langsam)
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Was kann bei der Trocknung von Holzhackgut gegenüber der Massivholztrocknung für die stoffliche Nutzung unberücksichtigt bleiben? Welche Vorteile können sich daraus ergeben?
- Diffundiver und konvektiver Transport von Stofftransport -> Überall im Haufwerk wird Wasser übertragen, nicht nur an den Schnittflächen
- Linearer Trocknungsprozess
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Welcher Trocknungsabschnitt hat bei der konvektiven Trocknung von Holzhackgut eine weniger entscheidende Bedeutung gegenüber der Trocknung eines massiven Holzbretts
2. Trocknungsabschnitt (Wassertransport im Material spielt untergeordnete Rolle)
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Nennen Sie die Kriterien, die bei der Auswahl eines geeigneten Trocknungsverfahrens für Biomassen zu berücksichtigen sind!
- Gutart,
- Anfallort, wechselnde Anfallorte, saisonaler Anfall
- Wassergehalt
- Optimaler Trocknungsprozess nicht so relevant wie die Tatsache ob eine energieminimierte Trocknung in Nutzungskette integrierbar ist
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In welcher Beziehung sind klassische technische Trocknungsverfahren einer Trocknung ohne externe Energie überlegen? Unter welchen Bedingungen sind Trocknungsverfahren mit interner Energie die bessere oder sogar einzige Lösung?
- Technisch: Optimale, schnelle Trocknung
- Interne Energie: nicht ortsgebunden (Keine Trocknungsanlage notwendig), Energieminimiert in Nutzungskette integrierbar. -> ideal bei Biomassen mit geringem Energiegehalt
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Beschreiben Sie die in einem größeren Haufwerk aus erntefrischer Biomasse spontan und unvermeidbar ablaufenden Prozesse!
- Wärmeentwicklung durch:
- Restatmung der Parenchymzellen
- Mikrobiellen Abbau leicht abbaubarer Bestandteile der Biomasse
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Nennen Sie geeignete klassische Trocknungsapparate für die Trocknung schütt- und rieselfähiger Biomassen. Welche Art der Trocknung dominiert dabei?
- Statisch: Satztrockner, Festbetttrockner
- Dynamisch: Bandtrockner, Drehrohrtrockner (optimal), Schub-Wende-Trockner
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Ist es sinnvoll, in einem Drehrohrtrockner, Scheitholz zu trocknen? Begründen Sie Ihre Entscheidung!
- Scheitholz -> trocknet über Schnittflächen, sehr langsam, über internen Stofftransport, verkeilt sich stark, starker Abrieb
- Drehrohrtrockner sind für Biomasse mit großer Oberfläche ausgelegt, Wärmekonvektion begünstigt
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Nennen Sie Vor- und Nachteile von Trocknern, die Solarenergie nutzen! Hätten Sie eine Idee, wie man auf einfache Art die Solarenergie zum Trocknen von ca. 100m3, also einer her kleineren Menge, Holzhackschnitzeln im Sommer nutzen kann?
- Vorteil: kostenlose Wärme
- Nachteil: Teure Konstruktion, Nicht voraussehbare Einstrahlung, Unstetige Wärmezufuhr passt nicht zur Nutzung, aufwendige Nebenarbeiten (Dach freihalten)
- Holz auf großer Fläche in dünner Schicht ausbringen - > sehr kurze Trocknungszeit durch höchstmöglichen solaren Wärmeeintrag pro Volumen
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Nennen und Beschreiben Sie das strömungstechnische Phänomen, das in statischen konvektiven Schüttguttrocknern(Satztrockner) als Störeffekt auftritt. Erläutern Sie technisch – konstruktive Möglichkeiten, den Einfluss diesem Phänomen zu begegnen!
- Randgängigkeit: In den Randbereichen (weniger dichte Schüttung) -> geringerer Druckverlust, höhere Strömungsgeschwindigkeit, schneller Trocknung in den Randbereichen, ungenügende, unregelmäßige Trocknung im Rest
- Keine Belüftungslöcher in den Randbereichen
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Welche beiden Energiequellen stehen für eine Trocknung mit interner Energie von erntefrischem Holzhackgut zur Verfügung?
- Kurzeitige Restatmung der Parenchymzellen
- Langsamer mikrobieller Abbau leicht abbaubarer Holznebenbestandteile
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Nennen und Beschreiben Sie ein technisches Verfahren, bei dem interne Energie für eine Holzhackguttrocknung genutzt wird! Gehen Sie dabei auf Vor- und Nachteile ein!
- Domtrocknungverfahren
- Biomasse Aufschütten, Belüftungseinrichtungen für Frischluft vorsehen, Abluftdom einbauen, Abdecken
- Vorteile: Kondensation außerhalb des Haufwerks, Nutzung der Biochemisch freigesetzten Wärme zum Feuchtetransport, dezentral, Einfacher Aufbau, keine speziellen Maschinen notwendig
- Nachteile: geringerer Energiegehalt, Ausfallrisiko
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Welche Bedeutung hat der Wald in unserer Gesellschaft?
- Erholungsgebiet
- Erosionsschutz
- Holzernte für Möbel und Energie
- Lebensraum für Tiere und Pflanzen
- Jagdgebiet
- Bindung von CO2
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Welchen Einfluss hat die Waldbesitzstruktur auf die Mobilisierung von Holz?
- 63% des Waldes in Deutschland gehören Privatpersonen oder Körperschaften (7 Mio. ha/11 Mio. ha)
- durchschnittliche Waldbesitzgröße: 2,4 ha
- Kleinstprivatwaldbesitzer haben keine Motivation Holzernte zu betreiben (zu alt, keine wirtschaftliche Nutzungsinteressen, genauer Grenzverlauf des Grundstücks unbekannt)
- ungenutzte Holzvorräte trotz möglicher nachhaltiger Bewirtschaftung
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Welche drei Kerngebiete stehen bei der Nachhaltigkeit in einem Spannungsfeld?
- Soziales
- Ökonomie
- Ökologie/Umweltschutz
- --> Ökonomie dominiert leider
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Mit welchem Hauptproblem haben die stofflichen Nutzer von Holz zu kämpfen?
- stoffliche Nutzung wird derzeit noch nicht gefördert --> kaum wettbewerbsfähig
- Kaskadennutzung --> behandeltes Holz ist je nach Altholzklasse aufwendiger energetisch zu nutzen
- für die stoffliche Nutzung ist ein Mindestzopf des Stammholzes von ca. 15 cm notwenidg
- Geradschaftigkeit
- "food first"
- stark inhomogene Ressource
- Konkurrenz zur energetischen Nutzung
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Welche Folgen hat die Nutzungskonkurrenz stofflich/energetischer bei Biomassen?
- Versorgungsengpässe werkstoffliche/rohstoffliche Nutzung
- steigende Bedeutung der Kaskadennutzung
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Welchen Einfluss hat der Ölpreis auf die energetische Nutzung von Biomasse?
je höher der Ölpreis, desto eher wird Biomasse in Biokraftstoff umgewandelt (energetisch genutzt)
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Wie berechnet sich die Bruttowertschöpfung?
- Bruttowertschöpfung = Produktionswert - Vorleistungen
- Produktionswert: Waren und Dienstleistungen zu Herstellerpreis (= Wert der hergestellten Waren und Dienstleistungen)
- Vorleistungen: Waren, Rohstoffe, Dienstleistungen (= Summer der in der Wertschöpfungskette bezogenen Waren und Dienstleistungen)
- durch Kaskadennutzung (stoffliche Nutzung) von Biomasse kann im Vergleich zur energetischen Nutzung die 5-10-fache Bruttowertschöpfung geschafft werden
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Beschreiben sie den Unterschied zwischen Effizienz und Effektivität
- Effizienz: Quotient aus dem nutzbaren Energiegehalt des Endprodukts und der Summer aller in den vorangegangenen Prozessstufen aufgewendete Energien
- Effektivität: Energiegewinn je Flächeneinheit
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Wann erfolgt üblicherweise die Ernte von Pflanzgut und Energieholz? Bennen sie den theoretisch zur Verfügung stehenden Zeitraum
- von Dezember bis März
- --> landwirtschaftliche Totzeit jetzt wieder wirtschaftlich nutzbar
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Nennen sie mindestens zwei gängige Bauarten von Hackaggregaten für den mobilen und stationären Einsatz
- Mobil: Feldhäcksler, Anbauhacker
- Stationär: Trommelhacker auf LKW Fahrwerk, angehängter Trommelhacker
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Welche Eigenschaften werden durch die Gutparameter Wassergehalt und Hackstücklänge beeinflusst? Nennen sie mindestens ein Beispiel wie die zuvor genannten Gutparameter technisch bestimmt werden können
- Wassergehalt beeinflusst den Heizwert, Transportgewicht und die Lagerstabilität (feuchtes Holz bildet Sporen, Pilze, etc. aus (biologische Aktivität beeinflusst den Heizwert negativ), ab 30% Wassergehalt besteht Lagerfähigkeit)
- Hackstücklänge: je gröber die Hackschnitzel desto ineffizienter die Lagerung/Transport
- Wassergehalt: Bestimmung im Trockenofen bzw. in erster Näherung durch Feuchtesensoren
- Hackstücklänge: Sieben
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In welchem Bereich liegt der Wassergehalt erntefrischen Materials? Und warum ist das problematisch?
- Wassergehalt von 50-60% (geringer Heizwert, höheres Gewicht, bilden bei Lagerung Sporen und Pilze)
- Problem: erntefrisches Material vor allem aus KUP ist im Anfallzustand nicht lagerfähig
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Worin liegt das Problem biologischer Aktivität?
senkt den Heizwert
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Nennen sie mindestens zwei Schädlinge (pauschal), die für KUP in Frage kommen?
- Pappelblattkäfer
- Pappelblattroller
- Blattwespen
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Für welche Nutzungsart(en) von Biomasse ist ein Wassergehalt > 50% ungünstig und welche nicht?
- alle chemisch-thermischen Nutzungsverfahren erfordern prinzipiell "trockene" Einsatzstoffe
- Ausnahme: mit für integrierte Brennstofftrocknung ausgelegten Öfen und einer Rauchkondensation lassen sich Brennstoffe mit einem Wassergehalt bis zu 50% mit vertretbarem Wirkungsgrad nutzen
- Wassergehalt > 50%: teilweise bei Kompostierung
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Konnten Sie alles beantworten?
JAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA!!!
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