Forno per legname ad aria calda per gassificazione di biomassa su piccola scala nelle Filippine

Contesto del progetto

Nei paesi tropicali in via di sviluppo, le piccole e medie imprese di lavorazione del legno si trovano comunemente ad affrontare due grandi sfide: la mancanza di fonti energetiche convenzionali affidabili e convenienti (come olio combustibile o carbone per caldaie a vapore) per far funzionare gli essiccatoi e la difficoltà di smaltire grandi quantità di segatura, ritagli e altri residui di lavorazione. L’utilizzo di questi rifiuti come fonte di calore per l’essiccazione offre una soluzione efficace ad entrambi i problemi.

Nel 2021, il Dipartimento di scienza e tecnologia delle Filippine - Istituto di ricerca e sviluppo dei prodotti forestali (DOST-FPRDI) ha progettato, costruito e testato unprototipo di essiccatore con forno a vuoto riscaldato ad ariaalimentato da un forno di gassificazione della biomassa. Questa unità è stata specificatamente destinata all'essiccazione del legname e del bambù per soddisfare i requisiti di qualità sia per il mercato interno che per quello di esportazione.

Soluzione tecnica

Il nucleo di questa soluzione è l’utilizzo dei gas di scarico ad alta temperatura generati dalla gassificazione della biomassa come fonte di calore, fornendo calore alla camera di essiccazione tramite un sistema di aria calda, combinato con la tecnologia del vuoto per accelerare il processo di essiccazione.

Specifiche tecniche principali:

• Capacità di asciugatura: 500 piedi di tavola (circa 1,18 m³)

• Sistema di fonti di calore: Un forno per la gassificazione della biomassa collegato a uno scambiatore di calore all'interno del forno tramite un tubo di scarico da 8 pollici di diametro x 10 piedi di lunghezza

• Sistema di vuoto: Pompa per vuoto ad anello liquido a doppio stadio con una capacità di pompaggio massima di 1,5 m³/min e una pressione di vuoto finale di -750 mmHg

• Controllo della temperatura: Intervallo di temperatura operativa di circa 47-53°C, con un livello di vuoto di 30-40 kPa

Dati operativi

I test sono stati condotti da marzo a giugno 2021. A causa delle restrizioni legate al COVID-19, il forno è stato utilizzato in modo intermittente (massimo 8 ore di funzionamento al giorno).

Prestazioni di asciugatura:

Fonte: Rapporto annuale DOST-FPRDI 2021

Analisi economica

Costo di asciugatura (per metro di tavola):

Nota: tasso di cambio approssimativo di 1 USD ≈ 55 PHP. Si prevede che i costi diminuiranno con l’aumento della capacità dell’essiccatore.

Costo di fabbricazione dell'attrezzatura:

• Costo totale: 572.123,60 PHP (circa 10.400 USD)

  • Materiali: PHP 394.568; Manodopera: PHP 177.555,60 (circa il 45% del costo del materiale)

Lezioni apprese e replicabilità

Questo progetto ha convalidato la fattibilità dell’utilizzo della tecnologia di gassificazione della biomassa per fornire calore ai forni per legname su piccola scala nei paesi in via di sviluppo che non hanno accesso alle fonti di calore del vapore. L’utilizzo dei residui di lavorazione come combustibile ha ridotto efficacemente i costi operativi, mentre l’introduzione della tecnologia del vuoto ha accorciato significativamente il ciclo di essiccazione del legname ad alto contenuto di umidità e ha migliorato la qualità del prodotto. Il forno può essere gestito da un singolo lavoratore, riducendo il fabbisogno di competenze lavorative.

Questo modello tecnico è particolarmente adatto per impianti di lavorazione del legname di piccole e medie dimensioni, impianti di lavorazione del bambù e siti di lavorazione primaria a livello forestale nelle regioni tropicali. Offre un percorso tecnologico sostenibile per aggiungere valore ai prodotti utilizzando materiali di scarto autogenerati.