Verbesserung der Rundholzvorsortierung durch die automatisierte Bestimmung von Holzstrukturmerkmalen am Beispiel der durchschnittlichen Jahrringbreite [mm] unter Einsatz der Röntgentechnologie

Freiburg im Breisgau

2006

205 S. + CD-ROM

62 Abb., 60 Tab., zahlr. Lit. Ang., 99 Anh.

Bandaufführung

135605

Die deutsche Sägeindustrie ist derzeit durch einen starken Strukturwandel geprägt, der vor allem durch eine Konzentration auf wenige Betriebe mit hoher Verarbeitungskapazität (> 500.000 Fm) gekennzeichnet ist. Mit einer Zunahme der Schnittholzproduktion auf über 20 Mio. m3 im Jahr 2005 (LÜCKGE 2006) ging eine Reduktion der Anzahl der Betriebe einher. Als Ursache für diesen dynamischen Prozess sind sowohl veränderte Kundenwünsche hinsichtlich standardisierter Produkte (z. B. Konstruktionsvollholz) als auch die zunehmende Globalisierung der Schnittholzmärkte zu nennen. Für das einzelne Sägewerk bedeutet dies den Zwang, die Produktion in allen Bereichen des Betriebes ständig zu optimieren und damit dem Bedarf anzupassen. In der Erkennung und Messung innerer Qualitätsmerkmale (z. B. Jahrringbreite oder Äste) von Rundholzabschnitten wird in Kombination mit der Erfassung der äußeren Qualität (Krümmung, Abholzigkeit, Ovalität) und der Dimension (Länge und Zopfdurchmesser) ein großes Einsparpotential an Produktionskosten infolge einer qualitätsdifferenzierteren Vorsortierung von Rundholzabschnitten gesehen. Die sich ergebenden Optimierungspotentiale im Sägewerk liegen in einer höheren Wertschöpfung. Die Informationen über die äußere und innere Qualität führen zu einem „gläsernen Stamm" und ermöglichen damit zu Beginn des Produktionsprozesses im Sägewerk eine optimale Zuordnung des Stammabschnitts zu einem möglichst hochwertigen Schnittholzprodukt. Somit führt die Vorsortierung von Rundholzabschnitten zu qualitativ homogeneren Rundholzlosen, die entsprechend ihrer Qualität differenzierter eingeschnitten werde können (z. B. Schnittholz für konstruktive Verwendungen). Aufgrund des geringeren Verschnitts ergibt sich eine höhere Schnittholzausbeute, was wiederum zu niedrigeren Einschnittskosten führt. Schließlich kann der Rohstoffeinsatz zur Herstellung einer Schnittholzprodukt - Einheit aufgrund der höheren Ausbeute reduziert werden. Dies führt ebenfalls zu Einsparungen von Rohstoffkosten, die heute über 50 % der Gesamtproduktionskosten ausmachen. In der vorliegenden Untersuchung wurde die automatisierte Erkennung innerer Holzstrukturmerkmale in Rundholzabschnitten am Beispiel der durchschnittlichen Jahrringbreite mit Hilfe eines Röntgenscanners untersucht. Die Erkennung und Messung der Jahrringbreite wurde dabei an Fichten- (Picea abies) und Tannen- (Abies alba) Stammabschnitten mit dem (diskreten) Röntgenmessrahmen TOMOLOC der Firma Microtec, Brixen durchgeführt. Die Ermittlung der Jahrringbreite fand hierbei zum ersten Mal in Echtzeit (online) unter den im Sägewerk üblichen Produktionsbedingungen (220 m/min) statt. Ziel der Untersuchung waren die Ermittlung und Quantifizierung von Einflussgrößen auf die vom TOMOLOG durchgeführten Messungen sowie die Ermittlung der Exaktheit einer Vorsortierung von Rundholzabschnitten in zwei Kollektive auf Basis der maschinell ermittelten Jahrringbreite. Das Versuchsmaterial bestand aus 411 Fichten (99 %) und Tannen- (1 %) Rundholzabschnitten (Standardlänge 3 bis 6 m), die Jahrringbreiten von 1 mm bis 9 mm besaßen und somit die im süddeutschen Raum vorkommende Merkmalsausprägung in der Jahrringbreite repräsentierten. Die Verteilung der in der Untersuchung vorliegenden Mittendurchmesser entsprach der in einem Großsägewerk (Spanertechnologie) angelieferten Bandbreite von 10 cm o.R. bis 5 cm o.R. Die an den Rundholzabschnitten und Holzproben erhobenen Messdaten wurden in einer Datenbank aufbereitet und mit Hilfe der Software SAS (Version 8.1) statistisch ausgewertet. Neben deskriptiven Datenanalysen z. B. über die Anzahl von Einzelmessungen je Rundholzabschnitt, über die Messrate in der Bestimmung der Jahrringbreite je Versuchskollektiv oder über die Exaktheit der maschinellen Jahrringbreitenmessung, wurden lineare einfache und multiple Korrelations- und Regressionsanalysen durchgeführt, mit deren Hilfe ein potentieller Einfluss der aufgenommenen Kriterien auf das Ergebnis der maschinell bestimmten Jahrringbreite untersucht wurde.