Utvärdering av hållfasthetstester för singelpellets i relation tillstandardmetoden ISO 17831-1:2015 : En studie kring plastpellets möjligheter att ersätta traditionella träpellets

Sammanfattning: Den ökade efterfrågan på pellets har fört med sig högre krav på pelletkvalité och detta har lett till att forskningen i Sverige har övergått från att studera möjliga bränslen till att studera pelletkvalité, ofta med fokus på mekanisk hållfasthet. För att pröva den mekaniska hållfastheten så finns olika standardmetoder såsom tumling enligt ISO 17831-1:2015, som är europeisk standard, och lignotest. Standardmetoderna kräver en större mängd pellets och kan inte användas för att pröva pellets från en singelpelletpress, vilket är ett mycket vanligt sätt att producera nya pelletsammansättningar. En singelpelletpress tillverkar en pellet åt gången och för att prediktera mekaniska hållfastheten finns många olika metoder, till exempel dropp- och hårdhetstest. Det är idag oklart hur väl metoderna för att pröva pellets från en singelpelletpress predikterar mekaniska hållfastheten och det finns en begränsad mängd forskning som undersöker korrelationen med standardmetoderna. Äldre forskning visar på en positiv linjär korrelation medan nyare forskning visar att korrelationen även beror på pelletens sammansättning. Det finns också studier som använder nya sätt att pröva enstaka pellets. En ny studie tumlar pellets tillsammans med plastpellets, men inga jämförelser med andra metoder utförs. En annan studie prövade tumling samt lignotest för en pellet åt gången och jämförde med tumling enligt ISO 17831-1:2015. Den studien visade ett R2 på 0.83 respektive 0.94 för pellets med en mekanisk hållfasthet över 90%.  En metod som korrelerar med standardmetoderna skulle mycket tydligare indikera hur en pellet från en singelpelletpress skulle prestera i större produktionsskala. Om metoden även utnyttjar redan tillgänglig teknik finns möjligheten för en bred användning, likt en standardmetod, som skulle underlätta jämförelser mellan olika studier och samarbeten mellan forskningsinstitut.  I detta arbete undersöks validiteten av att tumla enstaka pellets tillsammans med plastpellets. Plast- och singelpelletsmixen som innehöll 3, 10 och 20 pellets, resterande del (upp till 500g ±10g) plastpellets, tumlades för 6 olika sorters pellets. Standardavvikelse, relativ standardavvikelse samt medelvärdet av mekaniska hållfastheten bestämdes och den linjära regressionen med tumling enligt ISO 17831-1:2015 undersöktes. För samma pelletsorter genomfördes dropptest och hårdhetstest där den linjära regressionen med tumling enligt ISO 17831-1:2015 även gjordes för hårdhetstestet. Resultaten visar att tumling med plast- och singelpelletmix fungerar som alternativ metod till ISO 17831-1:2015 för pellets med en mekanisk hållfasthet över 92,45%, där mycket tillförlitligt resultat fås för 3 eller fler tumlade pellets över 96,62% mekanisk hållfasthet där 8 av 9 uppmätta standardavvikelser var under 1 %. För hela det prövade kvalitetsintervallet visades en korrelation (R2) med standardmetoden på 0,88-0,98 och ett R2 nära 1 för pellets med en mekanisk hållfasthet över 95 %. Dropptestet gav ingen information om pelletens mekaniska hållfasthet och bedömdes inte som en lämplig metod. Hårdhetstestet visade en hög relativ standardavvikelse mellan 19-40 % och en korrelation (R2) med standardmetoden på 0,78. Tumling med plast- och singelpelletmix hade både lägre standardavvikelse och högre korrelation med standardmetoden som visar att det är en bättre metod för att prediktera mekaniska hållfastheten för enstaka pellets än hårdhetstest.