Version 2017-01-01 Nationella instruktioner för virkesmätning beslutas av SDC:s styrelse efter rekommendation från Rådet för mätning och redovisning (RMR) i samverkan med landets tre virkesmätningsföreningar BESTÄMNING AV TORRHALT OCH ENERGIINNEHÅLL PÅ SKOGSRÅVARA
Innehåll 1 Inledning... 3 1.1 Nationella instruktioner för virkesmätning lagstiftning om virkesmätning... 3 1.2 Omfattning och tillämpning av denna instruktion... 3 1.3 Grundkrav för inmätning... 3 1.4 Skogsstyrelsens krav på mätnoggrannhet... 4 2 Torrhaltsbestämning via provtagning... 5 2.1 Provtagning på sönderdelat material... 5 2.1.1 Krav rörande provtagningsutrustning samt provstorlek... 5 2.1.2 Manuell provtagning ur skäppa... 6 2.1.3 Manuell provtagning efter lossning... 6 2.1.4 Provtagning ur skäppa med mekanisk utrustning... 6 2.1.5 Kvantitetsfördelning och torrhaltsprovtagning vid samlast (virke från flera leveranser på samma fordon)... 7 2.2 Provtagning på rundved... 9 2.2.1 Uttag av spånprov med hjälp av såg... 9 2.2.2 Provtagning i form av trissor... 10 2.2.3 Provtagning och torrhaltsberäkning vid delad trave (samlast)... 10 2.3 Provtagning på träddelar/småträd... 10 2.4 Provtagning på grot... 10 2.5 Analys av uttaget torrhaltsprov - torrhaltsbestämning... 11 2.5.1 Torkning av prov i torkskåp... 11 2.5.2 Torrhaltsbestämning med hjälp av torrhaltsmätare... 11 3 Torrhaltsmätning med sond i skäppa eller hög... 12 4 Bestämning av torrhalt via bedömning och/eller hjälpvariabler... 12 5 Beräkning av energiinnehåll... 13 6 Beräkning av partivis noggrannhet... 14 7 Kontroll av utförd mätning... 15 8 Referenser standarder... 16 9 Revisionshistorik... 16 10 Bilagor... 17 Bilaga 1. Exempel på beräkning av partivis mätnoggrannhet för sönderdelat trädbränsle... 17 2 (20)
1 Inledning 1.1 Nationella instruktioner för virkesmätning lagstiftning om virkesmätning Nationella instruktioner för virkesmätning beslutas av SDC:s styrelse efter rekommendation från Rådet för mätning och redovisning (RMR) samt VMK-nämnden. Beredningsarbetet gentemot RMR görs av SDC:s avdelning för virkesmätningsutveckling (VMU) i nära samarbete med regionala partsorgan företrädda genom landets tre virkesmätningsföreningar. De av VMKnämnden auktoriserade virkesmätningsföretagen rekommenderas att tillämpa de nationella instruktionerna. I vissa fall kompletteras de nationella instruktionerna med affärsrelaterade bestämmelser. Regler och anvisningar rörande kontroll och uppföljning beskrivs dels kortfattat i respektive mätningsinstruktion, dels i separata dokument. Aktuella instruktioner och kontrolldokument kan hämtas från www.sdc.se, fliken virkesmätning. Virkesmätningen regleras av en särskild lag, virkesmätningslagen. Lagen utgör tillsammans med Skogsstyrelsens föreskrifter för virkesmätning ett grundläggande regelverk för virkesmätning och virkesredovisning i Sverige. Lagstiftningen beskrivs mer ingående i Allmänt rörande nationella instruktioner för virkesmätning. 1.2 Omfattning och tillämpning av denna instruktion Denna instruktion är tillämplig vid ersättningsgrundande mätning av skogsråvara oavsett trädslag. Instruktionen omfattar: Mätning av torrhalt på sönderdelat material Provtagning på ej sönderdelat material (rundved, träddelar) respektive sönderdelat material (flisat eller krossat material, spån, bark) Torrhaltsbestämning av uttaget prov Beräkning av partivis noggrannhet Bedömning av torrhalt Beräkning av energiinnehåll Denna instruktion kan användas vid kvantitetsbestämning. Om torrhaltsbestämning kombineras med bestämning av leveransens råvikt (vägning) erhålls handelsmåttet ton torrvikt, TTV. Anvisningar för kontroll av fordonsvågar återfinns i andra dokument. Adderas beräkning av energiinnehåll erhålls handelsmåttet megawattimmar, MWh. Denna instruktion kan, när torrhalt utgör kvalitetsparameter, även användas vid kvalitetsbestämning. Kvalitetsbestämmelser beskrivs i sortimentsvisa mätningsinstruktioner. 1.3 Grundkrav för inmätning Virkesmätning ska utföras noggrant och enligt de bestämmelser som anvisats för mätningen. Om förhållandena inte medger att mätningen kan utföras på detta sätt, får den inte utföras. Om så överenskommits besiktas den aktuella leveransen innan mätning. Vid besiktning undersöks att förutsättningarna för mätning, t.ex. säkerställd identitet och särhållning av partier, överensstämmer med gällande instruktioner och avtal. Om så ej är fallet vägras mätning. 3 (20)
Om torrhaltsbestämningen syftar till att bestämma något av handelsmåtten ton torrvikt (TTV) eller energiinnehåll (MWh) måste råvikten (lastvikten) per mätenhet och leverans kunna bestämmas. Bestämning av torrhalt, eller uttag av prov för bestämning av torrhalt, ska utföras på sådant sätt att systematiska fel undviks. Ett grundläggande krav är att hela innehållet i lasten eller skäppan, eller en representativ del, är åtkomlig. Vid bestämning/provtagning ska samtliga berörda delar ha samma möjlighet att ingå. När bestämning/provtagning endast omfattar del av lasten vägras mätning om lastningen verkar manipulerad. Med detta avses att bestämning/provtagning ej kan förväntas ge ett för hela lasten representativt resultat. I anslutning till mätplatsen måste utrymme finnas där lasten kan lossas för manuell provtagning vid kontroll och uppföljning. Mätningsvägran kan också betingas av t.ex. arbetsmiljöskäl rörande lastningen på fordonet, eller förekomst av främmande föremål som t.ex. sten. Sådana skäl till mätningsvägran kan finnas beskrivna i andra instruktioner. Mätningsvägran samt orsaken till denna meddelas omedelbart säljare och köpare av det aktuella virket. 1.4 Skogsstyrelsens krav på mätnoggrannhet Skogsstyrelsens föreskrifter ställer krav rörande systematiska respektive partivisa avvikelser i mätningen. Med virkesparti avses: En avgränsad virkeskvantitet för vilken virkessäljaren och virkesköparen avtalat om, och som mäts med samma mätmetod. Kraven på virkets egenskaper är lika för hela virkeskvantiteten. Leveransen av virket äger vanligen rum vid ett tillfälle eller under en begränsad tid. Systematiska fel Vid mätningen får endast obetydliga systematiska fel förekomma. Exempel på faktorer som kan ge systematiska fel är felaktigt justerade vågar (t.ex. fordonsvågar, analysvågar) felaktig torrhaltsbestämning av uttagna prover, eller slö kedja vid provtagning med motorsåg. Partivisa noggrannhetskrav vid vägning För ett virkesparti som väger mer än 10 ton får virkespartiets bestämda totala torrvikt respektive energiinnehåll avvika från partiets vikt med högst det procenttal som anges i tabellen nedan. Tabell 1. Högsta tillåtna partivisa avvikelse enligt Skogsstyrelsens föreskrifter (Skogsstyrelsen 2014). Virkespartis Högsta tillåtna partivisa avvikelse torrvikt i ton torrvikt MWh < 25 18 % 20 % 25-50 13,5 % 15,5 % > 50 9 % 11 % 4 (20)
2 Torrhaltsbestämning via provtagning 2.1 Provtagning på sönderdelat material 2.1.1 Krav rörande provtagningsutrustning samt provstorlek Uttag av prov från sönderdelat material kan ske från skäppan som materialet transporteras i eller direkt efter lossning. Storleken på ett prov måste vara tillräcklig för att erhålla en representativ storleksfördelning (fraktionsfördelning) för det material som provas. Det ska särskilt beaktas att större partiklar inte utesluts. Minimistorleken på ett prov måste därför anpassas främst till styckestorleken hos det material som provas. I Tabell 2 anges exempel på detta. Prov tagna ur samma leverans ska ha samma storlek. Svensk standard rörande spade/skopa/sond för provtagning I standarden SS EN 14778-1 Fasta biobränslen provtagning. Del 1: Provtagningsmetoder skrivs att prov ska tas med en för materialstorleken anpassad spade, skopa eller sond. Minimistorleken på provtagningsanordningens öppning ska vara minst 2,5 ggr den maximala styckestorleken. Med maximal styckestorlek avses att 95 % av materialet ska vara mindre (ha mindre diameter). Spade/skopa bör ha höga kanter för att undvika att större fraktioner ramlar av. Provstorlek Enskilt prov ska omfatta en specificerad minimimängd. Anledningen till dessa regler är att storleksfördelning på partiklarna i provet ska bli representativ för det material som provas. Det krävs ofta många prov från samma leverans för att få tillfredsställande noggrannhet. Som beskrivs nedan kan proverna behöva blandas så att generalprov kan tas. Det är då en fördel om storleken på enskilt prov är begränsad. Av den anledningen är rekommendationen i tabell 2 mindre än i standarden SS-EN 14778-1. I Tabell 3 anges typisk materialstorlek för några olika sortiment. När materialstorleken förändras måste såväl provtagningsutrustning (spade/skopa/sond) som storlek på enskilt prov anpassas. Tabell 2. Storleken på enskilt prov i relation till materialstorleken samt minimistorlek på provtagningsanordningens öppning. Största partikelstorlek - d95 Minsta storlek på enskilt prov Minsta öppning på utrustning för provtagning 20 mm 0,5 liter 50 mm 50 mm 1 liter 125 mm 100 mm 2,5 liter 250 mm Med d95 avses att 95 % av materialet ska ha mindre diameter. Tabell 3. Typisk materialstorlek för några olika sortiment. Sortiment Typisk material-storlek (d95) Grotflis, träddelsflis 40-60 mm Sågverksflis, stamvedsflis 30-50 mm Sågspån < 10 mm 5 (20)
Generalprov När flera prov tas, och den sammantagna provmängden blir så stor att endast en del av den används för torrhaltsbestämning, ska provmängden blandas väl varefter ett eller flera generalprov tas ur den. För denna provtagning gäller samma krav på provstorlek och provtagningsutrustning som för den initiala provtagningen. Om möjligt bör särskild metod eller utrustning för neddelning av prov användas, exempelvis kvarteringsmetoden eller riffel-låda. 2.1.2 Manuell provtagning ur skäppa Manuell provtagning ur skäppa får tillämpas om de prov som tas kan förväntas vara representativa för hela skäppans innehåll. Provtagningen ska göras från mätbrygga. Prov tas minst 10 cm under lassets yta. Provtagningspunkterna fördelas likformigt eller slumpmässigt över mätenhetens yta, dock med beaktande av att arbetet ska gå att utföra praktiskt. Mätenheten kan bestå av en eller flera skäppor. 2.1.3 Manuell provtagning efter lossning Vid provtagning efter lossning ska mätenheten finnas samlad i en eller flera stackar som är avskilda från annat material. Stacken/stackarna delas in i volymmässigt jämnstora delar motsvarande det antal prov som ska tas, se exempel i figur 1. Provtagning görs från centrum av respektive stackdel. Om provtagning ej görs i direkt anslutning till lossningen tas proven genom att gräva minst 10 cm djupt innan material börjar samlas. Figur 1. Princip för provtagning ur stack efter lossning när stacken har konform respektive limpform. Provtagningen fördelas runt konen respektive växelvis på respektive sida av limpan. 2.1.4 Provtagning ur skäppa med mekanisk utrustning Provtagning ur skäppa får göras med för ändamålet anpassad mekanisk utrustning som trycks eller borras ned i skäppan och tar upp material från valfri position i skäppan. Utrustningen ska kunna styras så att alla delar av skäppan (skäpporna), eller en representativ del, kan nås av provtagningen. 6 (20)
Figur 2. Exempel på utrustningar för mekanisk provtagning. Sond till vänster och borr till höger. 2.1.5 Kvantitetsfördelning och torrhaltsprovtagning vid samlast (virke från flera leveranser på samma fordon) Fordon med leveranser av virke från flera partier benämns samlast. Samlast kan avse skäppavis delning (hela skäppor) eller delade skäppor. Det får vara max en delad skäppa per fordon. Skäppa får vara delad på högst två leveranser. Dessa ska vara samma sortiment om ej annat avtalats. Delad skäppa undantas från kontroll av torrhaltsbestämning, se vidare under kap 7. Kontroll av utförd mätning. Kvantitetsfördelning (råvikt) Om för ersättningsgrundande mätning godkänd vägningsutrustning finns tillgänglig vid lastningen, t.ex. kranspetsvåg eller lastbärarvåg, får fördelningen mellan och inom skäppor baseras på vikt från denna utrustning. När samlast avser hela skäppor, och vägning sker vid mätplatsen, bör särvägning av skäppor/partier tillämpas så långt möjligt. Är delningen mellan bil och släp får dessa fordonsdelar vägas var för sig, med fordonet hopkopplat, om marken är plan före och efter fordonsvågen (avser statisk fordonsvåg). Vid särvägning av skäppor på samma fordonsdel måste fordonet taravägas mellan avlastningarna. Kvantitetsfördelning med hjälp av fördelningstal Om för ersättningsgrundande mätning godkänd vägningsutrustning saknas vid lastningen får kvantitetsfördelningen baseras på den totala lastvikten, uppmätt på godkänd fordonsvåg vid mätstation, samt vid lastningen erhållna fördelningstal för respektive skäppa/skäppadel. Fördelningstalen används för att fördela den totala lastvikten till delvikter. Delning via fördelningstal får tillämpas högst två gånger per parti. Fördelningstalen kan baseras på vikt eller volym: Viktbaserad fördelning: Om vägningsutrustning finns tillgänglig får fördelningen mellan och inom skäppor baseras på vikt. Volymbaserad fördelning: Volymen i stjälpt mått (m 3 s) per skäppa/skäppadel bestäms genom mätning eller bedömning. Som stöd för denna bestämning kan skäpporna ha invändiga nivåmarkeringar eller utvändig markör. Vid volymbaserad fördelning ska 7 (20)
alla delar vara samma sortiment. Volymbaserad fördelning bör ej tillämpas om det är stora torrhaltsskillnader mellan ingående partier. Torrhaltsprovtagning Vid samlast ska torrhaltsprovtagning göras på varje leverans. När delkvantiteter bestäms via vägning (ersättningsgrundande delvikter eller viktbaserade fördelningstal), ska torrhalten bestämmas separat för varje leverans. När volymbaserade fördelningstal används ska en gemensam torrhalt bestämmas. Ingående delprovs råvikt ska vara i relation till respektive leverans andel av volymen. Delproven blandas varefter det gemensamma provet torrhaltsbestäms. Proven fördelas på den/de skäppa/or som ingår i respektive leverans. Vid provtagning från mätbrygga ska prov fördelas så att delad skäppas övre del får halva antalet prov per ytenhet jämfört med hel skäppa. Vid behov ska nivån i undre skäppadelen utjämnas i samband med lastning för att säkerställa att provtagning på övre delskäppa endast berör den leveransen/partiet. Om prov tas efter lossning utesluts delad skäppa från provtagningen. Delskäppa som ej är åtkomlig för provtagning tilldelas den torrhalt som uppmätts i annan skäppa(or) för samma leverans i det aktuella fordonet, se figur 3. Om det ej finns någon åtkomlig delskäppa ska torrhaltsprovtagning göras i samband med lastningen, se figur 4. Sådan provtagning får göras på en delskäppa per samlast. Prov som tas vid lastning ska läggas i tätt försluten plastpåse och tas med till mätplats. När prov tas vid lastning innebär det att personal vid mätstationen saknar möjlighet att kontrollera hur provtagningen utförts. Detta tillåts eftersom delskäppa oftast utgör relativt liten del av parti där provtagning på övriga skäppor görs vid mätstation. Figur 3. Samlast fördelad på två leveranser (A och B). 8 (20)
Figur 4. Exempel på samlast där torrhaltsprovtagning för leverans A ska göras vid lastning. 2.2 Provtagning på rundved På rundved kan prover tas i form av spånprover eller i form av trissor. Mätenhet kan utgöras av delad trave, trave eller flera travar på samma fordon. Provtagningen fördelas på mätenheten. 2.2.1 Uttag av spånprov med hjälp av såg Spånprov tas från trave på fordon med hjälp av kedjesåg med spånsamlarutrustning. Prov tas från stockar som är åtkomliga för provtagning. Från varje stock som omfattas av provtagningen ska prov tas som motsvarar stockens halva tvärsnittsarea. Vid provtagning ska de yttersta 15 cm i respektive stockända undvikas. I övrigt ska provtagningspositioner bestämmas utan inverkan av faktorer som kvistvarv, barkavskav etc., t.ex. genom att följa en lodrät linje eller en diagonal över travens sida. Om möjligt används hela spånmängden för bestämning av torrhalt. Om spånmängden är för stor blandas provet väl innan lämplig delmängd används för torrhaltsbestämning. Figur 5. Uttag av spånprov med kedjesåg utrustad med spånsamlare. 9 (20)
2.2.2 Provtagning i form av trissor Prov i form av trissor tas efter att trave(ar) lossats och stockarna lagts på mätbänk eller annat underlag. Prov, en trissa per stock, tas från var n:e stock jämnt fördelade över den aktuella kvantiteten. Vid provtagning ska de yttersta 15 cm i respektive stockända undvikas. I övrigt ska provtagningspositioner bestämmas utan inverkan av faktorer som kvistvarv, barkavskav etc. Trissorna kapas med bestämd tjocklek, t.ex. 2 cm. Torrhaltsbestämning kan baseras på trissornas sammanlagda råvikt respektive torrvikt, alternativt att trissorna sönderdelas varefter spånet blandas väl innan lämplig delmängd används för torrhaltsbestämning. 2.2.3 Provtagning och torrhaltsberäkning vid delad trave (samlast) Trave får vara delad på två leveranser (partier). För varje leverans måste tillräcklig del, med avseende på förväntad mätnoggrannhet, vara åtkomlig för provtagning. Vid delad trave bör varje del vägas separat. Om detta ej går ska deltravarna travmätas (volym m 3 fub). Travens medeltorrhalt beräknas baserat på den volymsmässiga fördelningen på ingående deltravar. Den framräknade torrvikten fördelas volymsmässigt. 2.3 Provtagning på träddelar/småträd Om materialet bedöms ha stamvedsandel (volym) > 80 % får provtagning göras som på rundved, d.v.s. genom att ta spånprov med motorsåg eller i form av trissor. Annars måste lämplig delmängd sönderdelas varefter prov tas ur det sönderdelade materialet. Provtagning på träddelar/småträd får även göras med borr, se kapitel 2.4. 2.4 Provtagning på grot Provtagning på grot kan göras genom att en representativ delmängd sönderdelas varefter prov tas ur det sönderdelade materialet. Provtagning på grot får också göras med borr förutsatt att: Groten är lastad på fordon och så komprimerad att klena fraktioner kommer med i provet (ej viks undan). Borren kan styras till valfri position på någon av lastens sidor. Borren har en längd av minst 1 m och diameter minst 5 cm. Figur 6. Borr för torrhaltsprovtagning på grot eller träddelar/småträd. 10 (20)
2.5 Analys av uttaget torrhaltsprov - torrhaltsbestämning Bestämning av provs torrhalt kan göras via torkning i torkskåp, eller med hjälp av torrhaltsmätare. Torkning i torkskåp utgör referensmetod vilket innebär att kontroll och uppföljning av torrhaltsmätare ska göras med hjälp av torkskåp. För samtliga metoder och utrustningar gäller att provets råvikt antingen ska bestämmas omedelbart efter provtagningen eller att provet förvaras i tätt försluten plastpåse/behållare fram tills att vägning kan ske. I det senare fallet ska råvägning ske med provet kvar i påsen/behållaren varvid påsens/behållarens vikt tareras bort. Torrhalten beräknas som kvoten av torr- och råvikt. Torrhalten anges i procent med en decimals noggrannhet. 2.5.1 Torkning av prov i torkskåp Nedanstående beskrivning av förfarande vid torkning i torkskåp baseras på standarden: SS-EN ISO 18134-2:2015. Fasta biobränslen Bestämning av fukthalt Torkning i ugn Del 2: Total fukthalt förenklad metod Provet ska torkas i torkskåp i 105 ± 2 ºC tills dess att konstant vikt uppnåtts. Konstant vikt anses uppnådd när förändringen i vikt under en tid av minst 60 min vid 105 ± 2 ºC ej överskrider 0,2 % av den initiala vikten. Torktiden för nya sortiment/situationer ska kontrolleras/fastställas i någon form av studie innan skarp mätning startar. Vid sådana studier ska torkskåpet belastas maximalt vad gäller enskilda provs storlek samt total provmängd i skåpet. Tillämpa därefter avsevärd säkerhetsmarginal för torktiden. Vägning, råvikt respektive torrvikt, ska göras med våg med 0,1 g upplösning. Proverna placeras i torkskåpen så att luften kan cirkulera runt varje prov. Provets torrvikt bestäms omedelbart efter utförd torkning. Av kontrollskäl ska viss frekvens omtorkning ske, t. ex. genom att låta något prov ingå i efterföljande torkomgång. När prov vägs i metallbehållare eller i papperspåse ska noggrann tarering ske. Med noggrann tarering avses att det sammalagda tareringsfelet (råvägning respektive torrvägning) ej får överstiga 0,1 procentenheter av den beräknade torrhalten. 2.5.2 Torrhaltsbestämning med hjälp av torrhaltsmätare Torrhaltsmätare, dvs utrustningar för momentan torrhaltsbestämning, får användas om de är godkända av VMK (Virkesmätning Kontroll). Exempel på metoder är NIR (Nära-Infra-Rött), magnetresonans och dubbelenergiröntgen. Utrustningarnas mätnoggrannhet i jämförelse med referensmetoden (torkning i torkskåp) ska löpande följas upp för de sortiment/material de används för. Detta för att partivis mätnoggrannhet, enligt beskrivningen i kapitel 6, ska kunna beräknas. 11 (20)
3 Torrhaltsmätning med sond i skäppa eller hög För mätning av torrhalt på sönderdelat material kan sond användas vilken trycks ned i materialet för mätning på slumpvist valda positioner i skäppa eller hög. Exempel på mätteknik är NIR (Nära-Infra-Rött) som är ett våglängdsområde som används för att via spektrografisk analys bestämma ett materials torrhalt. Sonden kan vara monterad på kran, travers eller liknande, eller vara bärbar. För att använda sond för mätning av torrhalten i sönderdelat material gäller: Utrustningen ska vara kalibrerad för det aktuella materialet. Fast monterad sond ska vara placerad så att den kan nå alla positioner i de skäppor där provtagning ska göras. Fast monterad sond ska kunna manövreras från en plats med god översikt över skäpporna så att operatören kan styra provtagningen till valfri plats. Alternativt ska sonden vara försedd med utrustning för automatisk slumpmässig positionering. Bärbar utrustning får användas om större delen av materialet kan nås, t.ex. efter lossning, eller när systematisk variation inom skäppan eller högen är osannolik. På varje leverans ska så många mätningar (stick) göras att tillräcklig mätnoggrannhet uppnås. Torrhalten beräknas som medeltalet av mätningarna. Figur 7. Torrhaltsmätning med NIR-sond. 4 Bestämning av torrhalt via bedömning och/eller hjälpvariabler Torrhalten för en leverans ej sönderdelat material (bränsleved, träddelar, grot) kan uppskattas med ledning av visuellt bedömda karaktärer och/eller mätbara hjälpvariabler. Exempel på faktorer som kan korrelera med torrhalt är: brunfärgning av barr, barravfall mörkfärgade ändytor, sprickor i ändytor medeldiameter barkavskav trädslag mätdatum avverkningsdatum (vecka) sortiment snö och is 12 (20)
Bestämning av torrhalt via bedömning och/eller hjälpvariabler får endast användas i stickprovssystem där den erhållna torrhalten justeras på grundval av stickprovsmässig mätning eller provtagning enligt de metoder som beskrivs i kapitel 2-3. 5 Beräkning av energiinnehåll Energiinnehållet uttryckt i megawattimmar (MWh) beräknas enligt formel 1: Formel 1 Vedvikt = virkets råvikt, ton heff = effektivt värmevärde i askfri TS (torrsubstans) MWh/ton) TH = torrhalt i viktsprocent (%) A = askhalt i viktsprocent av TS (%) Hvap = ångbildningsvärme per ton vatten i bränslet (MWh/ton) Bundet väte = bundet väte (MWh/ton) Som beskrivs i kapitel 6, formel 2, är mätningens medelfel en funktion av ingående varianskomponenter. Vid beräkning av energiinnehåll (formel 1) blir mätningens medelfel en funktion av noggrannheten i bestämning av ovan nämnda variabler. Bestämning av askhalt och effektivt värmevärde kräver avancerad laboratorieutrustning varför värden för dessa parametrar ofta fastställs via lågfrekvent provtagning eller överenskommelser mellan parterna. När så är fallet saknas möjlighet att fastställa mätnoggrannhet (medelfel) för begränsade kvantiteter, t.ex. partier, för handelsmåttet MWh. För en uppskattning av partivis noggrannhet kan spridningsmått/erfarenhetstal erhållna från dokumenterade studier användas. För närmare information se Svensk standard SS-EN 14918 Fasta biobränslen Bestämning av kalorimetriskt värmevärde. 13 (20)
6 Beräkning av partivis noggrannhet Antalet prov (eller antalet mätningar med sond) ska anpassas så att tillräcklig mätnoggrannhet i torrhaltsbestämningen uppnås. Detta innebär att det mätande företaget måste ha kännedom om förväntad torrhaltsvariation i materialet, t.ex. per sortiment, årstid etc. Provtagningen (mätningarna) ska fördelas på den/de skäppor som utgör leveransen, se exempel i figur 8. Figur 8. Exempel på fördelning av provtagning/mätning när alla skäppor tillhör samma leverans (A). Mätnoggrannheten för en viss kvantitet, till exempel ett parti, är en funktion av: Bestämning av råvikten (vågens felvisning, handhavande etc.) Förfarande vid torrhaltsprovtagning (urvalsprincip, antal prov, storleken på proven etc.) Förfarande vid neddelning av generalprov. När den sammantagna provmängden blir så stor att endast en del av den används för torrhaltsbestämning (generalprov), ger detta en osäkerhetsfaktor. Noggrannheten i torrhaltsanalysen av det uttagna provet Formel 2 beskriver torrhaltsbestämningens partivisa medelfel. Medelfelet är den genomsnittliga tillfälliga avvikelse man kan förväntas få om mätningen upprepas på ett stort antal partier/enheter. Inom +/- 1,96 gånger medelfelet förväntas 95 % av mätningarna, inom +/- 2,58 gånger medelfelet förväntas 99 % av mätningarna. Vid beräkning av medelfelet ingår följande standardavvikelser: ML = standardavvikelse Mellan bilar/leveranser MP = standardavvikelse Mellan Prov ur bil/leverans GP = standardavvikelse mellan delprov ur GeneralProv TM = standardavvikelse för felet i torrhaltsanalys med hjälp av TorrhaltsMätare Standardavvikelserna uttrycks i procentenheter. Standardavvikelserna, samt antal prov i respektive led, utgör grund för varianskomponenterna i medelfelsformeln. För att erhålla resultat i procent divideras med materialets medeltorrhalt. I medelfelsformeln ingår ändlighetskorrigering dels för mellanleveransvariationen, dels för generalprovsvariationen. Vad gäller ändlighetskorrigering för generalprovsvariationen är antagandet att provstorleken är lika i ursprungliga prov och i delprov ur generalprov. När exempelvis tre prov tas från leveransen kommer ett generalprov att omfatta en tredjedel av den ursprungliga provmängden. 14 (20)
Formel 2 Medelfel = (ML)2 n (1 n N ) + (MP)2 n m + (GP)2 n a (1 a m ) + (TM)2 n a /medeltorrhalt N = antal leveranser i partiet, eller under viss tid vid viss mätplats n = antal leveranser som prov tas ur m = antal prov ur leveransen a = antal delprov ur generalprovet För det mätande företaget gäller det att med utgångspunkt i antaganden om främst ML och MP planera antalet prov så att medelfelet enligt formel 2 uppfyller noggrannhetskraven. 7 Kontroll av utförd mätning Kontroll av torrhaltsbestämning ska baseras på nya, av den ordinarie bestämningen oberoende, prov. Om risk för av provtagningsförfarandet (i förfarandet ingår utrustningen) betingade systematiska fel kan tänkas föreligga (tid innan råvägning, friktionsvärme från provtagningsredskap etc.) ska kontrollprov tas enligt annat förfarande än den ordinarie bestämningen. Kontrollprov bör torrhaltsbestämmas var för sig så att torrhaltsvariationen inom kontrollobjektet (trave(ar), skäppa(or) etc.) kan beräknas. Kontrollprov får slås samman till generalprov om det saknas möjlighet att torka dem var för sig. Om kontrollprovtagningen utförs i form av generalprov ska minst två generalprov tas och förfarandet vid provtagningen ska möjliggöra skattning av variationen mellan enskilda prov. Omfattning av kontrollprovtagning bestäms med ledning av förväntad variation. Resultatet från kontrollmätningen ska uttryckas som skillnaden i torrhalt mellan ordinarie mätning och kontroll och redovisas som medelvärden och spridningar på önskad aggregationsnivå (mätplats, tid, parti etc.). Kontroll av torkskåp (kontroll av torrviktsbestämningen) ska göras genom kontrolltorkning. Detta kan göras genom att låta utvalt prov ingå i efterföljande torkomgång. Vid kontroll av torrhaltsmätare utgör torkning i torkskåp referensmetod. Undantag För stora partier av sortiment med erfarenhetsmässigt låg spridning avseende torrhalt (t.ex. cellulosaflis) får, om så avtalats, undantag göras från kravet på kontroll baserat på ny provtagning. Istället ska mätnoggrannhet då fastställas per parti och redovisas baserat på spridningsmått erhållna från ordinarie mätning. Delad skäppa undantas från kontroll av torrhaltsbestämning. Detta motiveras av att skäppa måste lossas för kontrollprovtagning varvid skäppadelarna ej kan särhållas. Delskäppa utgör regelmässigt en relativt liten del av ett parti där övriga skäppor omfattas av kontrollverksamheten. Kontroll av beräkning av energiinnehåll kan ej utföras i de fall ingående parametrar fastställts via lågfrekvent provtagning eller överenskommelser mellan parterna. 15 (20)
8 Referenser standarder SIS 2015. SS-EN ISO 18134-2. Fasta biobränslen Bestämning av fukthalt Torkning i ugn Del 2: Total fukthalt förenklad metod. Swedish Standards Institute. SIS 2011. SS 14778-1. Fasta biobränslen provtagning. Del 1: Provtagningsmetoder. Swedish Standards Institute. SIS 2010. SS-EN 14918. Fasta biobränslen Bestämning av kalorimetriskt värmevärde. Swedish Standards Institute. Björklund L. och Eriksson U. 2013. Torrhaltsbestämning på sönderdelat trädbränsle. SDC/VMU. 9 Revisionshistorik 2014-01-01 Instruktionen får tillämpas enligt beslut av SDC:s styrelse. Införande sker efter beslut i respektive mätande företag. Instruktionen ersatte delar av Allmänna och särskilda bestämmelser för mätning av biobränslen Virkesmätningsrådet 1998-11-25. 2016-08-01 Namnbyte från SDC:s instruktioner till Nationella instruktioner. Tillägg av kap 2.1.5. samt därtill hörande tillägg under kap 7. Kap 7: Tillägg att kontrollprov får slås samman till (minst två) generalprov. 2017-01-01 Tabell 2. Minsta storlek på enskilt prov sänkt. 16 (20)
10 Bilagor Bilaga 1. Exempel på beräkning av partivis mätnoggrannhet för sönderdelat trädbränsle Principer och matematisk formel för beräkning av partivis mätnoggrannhet givet viss form av provtagning beskrivs i kapitel 6. Nedan visas exempel på förväntad mätnoggrannhet baserade på VMU-rapporten Torrhaltsbestämning på sönderdelat trädbränsle (Björklund & Eriksson 2013). Rapporten baseras på data från ca 190 bilar/leveranser av sönderdelat trädbränsle, främst grotflis men även stamvedsflis och träddelsflis, insamlat på olika platser och vid olika tider på året. Skogsstyrelsens föreskrifter anger högsta tillåtna partivisa avvikelser för bestämning av virkespartis torrvikt. Under förutsättningen att detta ska klaras i 95 eller 99 % av mätningarna erhålls i Tabell 1 angivna högsta medelfel mätningen får förväntas resultera i. Tabell 1. Härledning av högsta medelfel mätningen får förväntas resultera i för att viss andel av dem, 95 % eller 99 %, ska uppfylla Skogsstyrelsens noggrannhetskrav (Skogsstyrelsen 2015). Virkespartis torrvikt Högsta tillåtna partivisa avvikelse Beräknat antal bilar Högsta medelfel för att uppnå viss andel laguppfyllande mätning ton 95 % godkända 99 % godkända < 25 18 % 1 9 % 6,9 % 25-50 13,5 % 2 6,75 % 5,2 % > 50 9 % 3 4,5 % 3,5 % Tabell 3 visar medelfel för ett visst antal bilar från samma parti/virkesorder baserat på hur många av bilarna som prov tas från, och hur många prov som tas från respektive bil. I exemplen antas att fordonsvågens felvisning är noll. Om så inte är fallet kommer de partivisa medelfelen att bli högre än vad som visas i tabellen. Tabellen avser: Grotflis Höst-vinter-vår Material som flisats direkt i skäppa som används för transport till mätplats Tabell 3 baseras på följande antaganden rörande provtagning och torrhaltsvariation: Proven väl fördelade över hela kvantiteten. Till exempel via provtagning efter lossning eller provtagning med sond. Provstorlek 1-2 liter. Alla prov lika stora inom samma provtagningstillfälle. Proven samlade i hink/balja varefter materialet noga rörts om. Ett prov, benämnt generalprov taget från det omrörda materialet. Generalprovet lika stort som de ursprungliga proven, d.v.s. om tre prov insamlats utgör generalprovet en tredjedel av den totala provmängden. Uttaget prov torrhaltsbestäms med hjälp av torkskåp. Varianskomponenten torrhaltsbestämning med hjälp av torrhaltsmätare är mycket låg vid korrekt användning av torkskåp. Torrhaltsvariation och medeltorrhalt, se Tabell 2. 17 (20)
Tabell 2. Antaganden rörande torrhaltsvariation och medeltorrhalt som legat till grund för de förväntade medelfel som redovisas i Tabell 3. Standardavvikelse, %-enheter Torrhaltsvariation Mellan bilar/leveranser inom parti 3,5 Mellan bilar/leveranser, olika partier 7 Mellan prov inom skäppa 4 Mellan prov inom bil/leverans 5 Mellan generalprov 1 Torrhaltsbestämning (i torkskåp) 0 Materialets medeltorrhalt 55 % Tabell 3. Förväntade medelfel för partier med grotflis givet viss provtagning. Tabellen avser höst-vinter-vår samt att materialet flisats direkt i de skäppor som materialet transporteras till mätplats i. Vidare antas att fordonsvågens felvisning är noll. Antal bilar som prov tas från 1 2 5 10 20 Antal Antal bilar i partiet prov per skäppa 1 2 5 10 20 bil Medelfel för partiet % 3 4,5 5,5 7,1 7,9 8,1 8,3 6 3,4 4,1 6,1 7,0 7,3 7,4 10 2,9 3,4 5,6 6,6 6,9 7,1 3 - - 3,9 5,2 5,6 5,8 6 - - 2,9 4,5 4,9 5,1 10 - - 2,4 4,2 4,7 4,9 3 - - - 2,4 3,2 3,5 6 - - - 1,8 2,7 3,1 10 - - - 1,5 2,5 2,9 3 - - - - 1,7 2,2 6 - - - - 1,3 1,9 10 - - - - 1,1 1,8 3 - - - - - 1,2 6 - - - - - 0,9 10 - - - - - 0,7 klarar ej Skogsstyrelsens noggrannhetskrav klarar Skogsstyrelsen krav med 95 % sannolikhet klarar Skogsstyrelsen krav med 99 % sannolikhet Av Tabell 3 kan till exempel utläsas att så länge enbart torrhaltsbestämningen beaktas räcker det med att ta tre prov per bil. Som påpekats ovan krävs dock en vägning, vilken aldrig är felfri, för att erhålla måttslagen ton torrvikt (TTV) eller värmevärde (MWh). Av den anledningen bör ändock sex prov tas per bil. Att minska provtagningen till exempelvis varannan bil blir, enligt detta exempel, aktuellt först när partistorleken närmar sig tio billass. 18 (20)
I relation till de värden som anges i Tabell 3 kan följande antaganden göras rörande faktorer som kan påverka mätnoggrannheten: För sortimenten träddelsflis och stamvedsflis kan medelfelen förväntas minska med 5-10 %. För material inmätt sommartid och som lagrats/torkats längre tid kan medelfelen förväntas minska med 10-20 %. För material som omlastats, d.v.s. ej flisats direkt i den skäppa som används för transport till mätplats, kan medelfelen förväntas minska med 20-40 %. 19 (20)
Nationella instruktioner för virkesmätning beslutas av SDC:s styrelse efter rekommendation från Rådet för mätning och redovisning (RMR) samt VMK-nämnden. Beredningsarbetet gentemot RMR görs av SDC:s avdelning för virkesmätningsutveckling (VMU) i nära samarbete med regionala partsorgan företrädda genom landets tre virkesmätningsföreningar. Instruktionerna publiceras på www.sdc.se. SDC ek för VMF Nord ek för VMF Qbera ek för VMF Syd ek för Besöksadress: Skepparplatsen 1 Besöksadress: Skeppargatan 1 Besöksadress: Pelle Bergs backe 3 Besöksadress: Slottsgatan 14 Postadress: 851 83 SUNDSVALL Postadress: Box 4037 904 02 UMEÅ Postadress: Box 1935 791 19 FALUN Postadress: Slottsgatan 14 553 22 JÖNKÖPING Tel: 060-16 86 00 Tel: 090-77 82 15 Tel: 023-456 00 Tel: 036-34 17 00 E-post: info@sdc.se E-post: vmf@vmfnord.se E-post: info@vmfqbera.se E-post: info@vmfsyd.se Hemsida: www.sdc.se Hemsida: www.vmfnord.se Hemsida: www.vmfqbera.se Hemsida: www.vmfsyd.se 20 (20)