Dichtebestimmung

Die Dichte von Holzwerkstoffen lässt sich heute präzise in Echtzeit und berührungslos bestimmen – und das direkt innerhalb der laufenden Produktionsstraße, ohne dass der Materialfluss gestoppt oder Proben entnommen werden müssen. Möglich wird das durch moderne Mikrowellen- und Röntgentechnologien, die tief in das Material eindringen und dessen innere Struktur erfassen.

Bei der Mikrowellenmessung wird die Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Wellen und dem Material genutzt. Mikrowellen durchdringen den Holzwerkstoff und verändern dabei ihre Laufzeit und Dämpfung in Abhängigkeit von der Dichte und Feuchte des Materials. Aus diesen Veränderungen lassen sich genaue Rückschlüsse auf die Dichte ziehen – sowohl an der Oberfläche als auch im Inneren. Der große Vorteil: Diese Methode arbeitet kontinuierlich, zerstörungsfrei und liefert Messwerte in Echtzeit.

Alternativ oder ergänzend kann die Röntgentechnologie eingesetzt werden. Sie misst die Schwächung von Röntgenstrahlen beim Durchdringen des Materials. Dichtere Bereiche absorbieren mehr Strahlung als weniger dichte – so entsteht ein exaktes Dichteprofil über die gesamte Breite des Holzwerks. Besonders in der Spanplatten-, MDF- oder OSB-Produktion ist diese Technologie bewährt, da sie selbst kleinste Dichteunterschiede sichtbar macht und für die Qualitätssicherung unverzichtbar ist.

In modernen Anlagen werden die ermittelten Werte direkt in das Prozessleitsystem eingespeist. Dadurch lassen sich Pressdruck, Leimauftrag oder Trocknungsparameter automatisch anpassen, um eine konstante Produktqualität sicherzustellen. So entsteht ein geschlossener Regelkreis, der Schwankungen früh erkennt und sofort korrigiert – ohne menschliches Eingreifen.

Für den industriellen Einsatz ist außerdem entscheidend, dass die Messsysteme robust, kalibrierstabil und wartungsarm sind. Systeme wie sie Döscher Systems entwickelt, erfüllen genau diese Anforderungen: Sie kombinieren präzise Messtechnik mit industrietauglicher Hardware und intelligenter Softwareauswertung. Das Ergebnis ist eine verlässliche Dichtemessung in Echtzeit, die sowohl die Prozessstabilität erhöht als auch Ausschuss und Energieverbrauch reduziert.

Die Dichtebestimmung spielt in der Qualitätssicherung von Futtermitteln eine zentrale Rolle, weil sie direkt über Nährstoffverteilung, Pelletfestigkeit, Dosiergenauigkeit und letztlich über die Futteraufnahme der Tiere entscheidet. Eine gleichmäßige Dichte ist entscheidend dafür, dass Futtermittel – ob für Schweine, Rinder, Geflügel, Pferde oder andere Nutztiere – immer die gleiche Zusammensetzung und Qualität aufweisen. Schwankungen in der Dichte weisen häufig auf Veränderungen in Feuchte, Partikelgröße oder Mischhomogenität hin. Werden solche Abweichungen frühzeitig erkannt, lassen sich Produktionsparameter wie Pressdruck, Wasser- oder Dampfzugabe sowie Mischzeiten automatisch anpassen. Dadurch bleibt die Qualität konstant und Energieeinsatz wie Rohstoffverluste werden reduziert.

Gerade in der industriellen Produktion von Misch- oder Ergänzungsfuttermitteln liefert die Dichte wichtige Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften des Produkts. Eine zu geringe Dichte kann auf eine zu lockere Struktur oder eine unzureichende Verdichtung beim Pelletieren hinweisen. Das hat unmittelbare Folgen: Pellets mit geringer Dichte brechen leichter, erzeugen mehr Feinanteil und verlieren Nährstoffe durch Abrieb. Eine zu hohe Dichte wiederum kann die Futteraufnahme der Tiere beeinträchtigen, weil das Futter schwerer verdaulich wird. Durch kontinuierliche Dichtemessungen lassen sich diese Schwankungen erkennen und korrigieren, bevor sie die Produktqualität beeinträchtigen. Die Dichte wirkt sich zudem auf viele technische Aspekte der Produktion aus. Sie beeinflusst das Dosierverhalten von Futtermischungen, das Fließverhalten in Silos und Förderschnecken sowie die Genauigkeit bei der Verpackung. Systeme, die die Dichte inline – also während der laufenden Produktion – erfassen, ermöglichen eine präzise Massensteuerung auch bei volumenbasierten Dosiersystemen. So wird verhindert, dass eine Rezeptur durch Dichteschwankungen von den Sollwerten abweicht. 

Auch energetisch bietet die Dichtebestimmung klare Vorteile. Da Dichte und Feuchte eng miteinander verknüpft sind, lassen sich aus den Messwerten Rückschlüsse auf den optimalen Trocknungsgrad ziehen. In Verbindung mit einer Feuchtemessung kann das Trocknungs- oder Konditionierungsverhalten automatisch geregelt werden, was den Energieverbrauch deutlich senkt. Gleichzeitig wird durch die genaue Prozessführung die Ausbeute erhöht, da weniger Ausschuss entsteht. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Rückverfolgbarkeit. In modernen Produktionslinien werden Dichtewerte kontinuierlich dokumentiert und mit anderen Prozessparametern verknüpft. So entsteht ein digitales Qualitätsprotokoll, das alle Produktionsschritte abbildet – von der Rohwarenannahme bis zur Endverpackung. Diese Daten sind nicht nur für interne Qualitätssicherung und Prozessoptimierung wertvoll, sondern auch für Audits und Zertifizierungen im Bereich Lebensmittelsicherheit und Futtermittelrecht.

Systeme wie die von Döscher Systems ermöglichen diese Dichtebestimmung in Echtzeit – präzise, robust und wartungsarm. Sie werden direkt in den Materialstrom integriert und liefern fortlaufend Messdaten, die in das Prozessleitsystem eingespeist werden. Damit können Produktionsparameter automatisch angepasst und Qualitätsabweichungen sofort korrigiert werden. Das Ergebnis ist eine konstante Futtermittelqualität, eine effizientere Nutzung von Energie und Rohstoffen und ein messbarer Beitrag zur Tiergesundheit. Die Kombination aus Dichte- und Feuchtemessung macht es möglich, die gesamte Prozesskette optimal zu überwachen – von der Mischung über die Pelletierung bis hin zur Verpackung. So wird die Dichtebestimmung zu einem entscheidenden Werkzeug moderner, nachhaltiger Qualitätssicherung in der Futtermittelindustrie.

Bei Schüttgütern mit wechselnder Korngröße oder Feuchtigkeit ist eine verlässliche Dichtemessung eine echte Herausforderung. Unterschiedliche Partikelgrößen, ungleichmäßige Verteilung oder Feuchteschwankungen führen leicht zu Messfehlern, wenn das Messsystem nicht darauf ausgelegt ist. Um trotzdem genaue Ergebnisse zu erzielen, braucht es eine Kombination aus guter Materialführung, geeigneter Sensortechnik und intelligenter Auswertung.

Zuerst ist wichtig, dass das Material möglichst gleichmäßig am Sensor vorbeifließt. Wenn sich das Schüttgut im Förderband oder Rohr ungleichmäßig verteilt, entstehen Luftzwischenräume oder Verdichtungen – und das verfälscht die Messung. Deshalb werden in modernen Anlagen sogenannte Beruhigungsstrecken oder Leitbleche eingesetzt. Sie sorgen dafür, dass das Material eine gleichmäßige Schichthöhe hat und der Sensor immer denselben Materialquerschnitt „sieht“. Für die eigentliche Messung kommen meist Mikrowellen- oder Röntgensysteme zum Einsatz. Mikrowellen können tief in das Material eindringen und reagieren sowohl auf Dichte als auch auf Feuchte. Dadurch lassen sich auch bei wechselnder Körnung zuverlässige Werte ermitteln. Röntgensysteme messen dagegen, wie stark die Strahlung beim Durchgang durch das Material abgeschwächt wird – je dichter das Material, desto stärker die Abschwächung. In Kombination mit einer Dickenmessung kann daraus die Volumendichte berechnet werden.

Da Feuchtigkeit einen großen Einfluss auf die Dichtemessung hat, ist es entscheidend, Feuchte und Dichte gleichzeitig zu erfassen. Moderne Systeme gleichen die Messergebnisse automatisch ab und trennen den Einfluss von Wassergehalt und Materialstruktur. So entsteht ein realistisches Bild der tatsächlichen Dichte.

Damit die Werte langfristig verlässlich bleiben, wird das System regelmäßig kalibriert. Dabei werden Messwerte mit Laborergebnissen verglichen und der Sensor so eingestellt, dass er auch bei wechselnden Rezepturen oder Rohstoffen korrekte Ergebnisse liefert. Je nach Anwendung kann das automatisch im laufenden Betrieb geschehen, zum Beispiel durch eingebaute Referenzmessungen oder elektronische Prüfsignale.

Auch die Datenverarbeitung spielt eine große Rolle. Weil Dichtemessungen naturgemäß leicht schwanken, werden mehrere Einzelmessungen gemittelt, um einen stabilen Durchschnittswert zu erhalten. Intelligente Auswertesoftware erkennt Ausreißer, gleicht Rauschen aus und stellt sicher, dass nur belastbare Werte an das Leitsystem übergeben werden. Wichtig ist außerdem, dass die Messsysteme robust und wartungsarm sind. Staub, Vibrationen oder Materialablagerungen können die Genauigkeit beeinträchtigen. Deshalb werden die Sensoren häufig mit Schutzfenstern, automatischen Reinigungssystemen oder Spülluft ausgestattet. In der Praxis werden oft mehrere Messmethoden kombiniert, um ein besonders genaues Gesamtbild zu erhalten – zum Beispiel Mikrowelle für Dichte, Infrarot oder kapazitive Sensorik für Feuchte und Laser für die Schichthöhe. Diese Daten fließen in die Steuerung ein und ermöglichen eine automatische Anpassung von Pressdruck, Trocknungszeit oder Materialzufuhr.

So entsteht eine durchgehend stabile Qualitätskontrolle, selbst wenn das Schüttgut sehr unterschiedlich ist. Systeme wie die von Döscher Systems sind genau für solche Anwendungen entwickelt: Sie messen Dichte und Feuchte in Echtzeit, arbeiten berührungslos und liefern verlässliche Ergebnisse auch bei wechselnden Bedingungen. Das sorgt für gleichbleibende Produktqualität, weniger Energieverbrauch und höhere Prozesssicherheit – egal ob in der Holz-, Futtermittel- oder Schüttgutindustrie.

Die Kombination aus Dichte- und Feuchtemessung bietet in industriellen Prozessen ein enormes Potenzial zur Energieeinsparung – insbesondere dort, wo Materialien getrocknet, gepresst, verdichtet oder thermisch behandelt werden. In vielen Produktionslinien – etwa bei Holzwerkstoffen, Futtermitteln oder Schüttgütern – hängen Dichte und Feuchte eng miteinander zusammen. Wer beide Werte gleichzeitig und in Echtzeit erfasst, kann seine Prozesse viel präziser steuern, unnötigen Energieeinsatz vermeiden und gleichzeitig die Produktqualität verbessern.

Der entscheidende Punkt ist: Feuchtigkeit bedeutet Energiebedarf. Jedes Gramm Wasser, das im Material enthalten ist, muss durch Trocknung, Verdampfung oder Pressung entfernt werden. Wenn der tatsächliche Feuchtegehalt nicht exakt bekannt ist, wird meist mit großzügigen Sicherheitszuschlägen gearbeitet – es wird also mehr getrocknet als nötig. Das kostet Energie, Zeit und senkt die Effizienz. Durch eine kontinuierliche Feuchtemessung lässt sich der reale Wassergehalt jedoch exakt bestimmen. In Kombination mit einer Dichtemessung wird sichtbar, wie sich Wasser und Materialstruktur gegenseitig beeinflussen – also ob ein Produkt nur feucht oder tatsächlich dichter (und damit schwerer zu trocknen) ist. Gerade bei Holz- oder Futterprodukten lässt sich so erkennen, wann der optimale Trocknungsgrad erreicht ist. Wenn die Feuchte in Echtzeit überwacht und gleichzeitig die Dichte kontrolliert wird, kann die Trocknung automatisch beendet werden, sobald die gewünschte Materialbeschaffenheit vorliegt. Das verhindert Übertrocknung, spart Brennstoff oder Strom und reduziert die Belastung für das Material selbst. Zudem wird die Restfeuchte gleichmäßig verteilt – ein wichtiger Faktor für stabile Qualität und Lagerfähigkeit.

Auch im Bereich der thermischen Verdichtung oder beim Pressen von Platten, Pellets oder Briketts führt die Kombination von Dichte- und Feuchtemessung zu erheblichen Energieeinsparungen. Wenn ein Material zu feucht ist, muss mehr Energie aufgewendet werden, um es zu verdichten. Ist es zu trocken, kann es spröde werden oder reißt beim Pressen. Durch die gleichzeitige Erfassung beider Werte kann das System den Pressdruck, die Temperatur und die Dampf- oder Wasserzugabe automatisch anpassen. Die Maschinen laufen dadurch in einem energetisch optimalen Fenster, mit möglichst geringem Energieeinsatz und minimalem Ausschuss.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Prozessstabilität. Schwankungen in der Dichte oder Feuchte werden früh erkannt, bevor sie den Gesamtprozess stören. So lassen sich Trockner, Heizaggregate oder Pressen dynamisch regeln, anstatt starr mit festgelegten Zeiten oder Temperaturen zu arbeiten. Das bedeutet: weniger unnötiges Aufheizen, weniger Leerlaufzeiten und ein gleichmäßiger Energiefluss. Neben der direkten Energieeinsparung verbessert diese doppelte Messung auch die Rohstoffeffizienz. Materialien, die optimal getrocknet und verdichtet werden, benötigen weniger Nachbearbeitung, erzeugen weniger Abfall und verlängern die Lebensdauer von Werkzeugen und Anlagen. So sinken nicht nur die Energiekosten, sondern auch der Wartungsaufwand.

In modernen Anlagen werden Dichte- und Feuchtemessung meist inline, also während der laufenden Produktion, durchgeführt. Die Sensoren arbeiten berührungslos und liefern kontinuierlich Daten, die direkt in das Leitsystem eingespeist werden. Dort kann die Steuerung automatisch reagieren – etwa indem sie den Brenner eines Trockners herunterregelt, wenn die Sollfeuchte erreicht ist, oder den Pressdruck anpasst, sobald sich die Dichte verändert.

Gerade bei energieintensiven Prozessen wie der Herstellung von Holzwerkstoffen, Pellets, Tierfutter oder Granulaten ist dieser Ansatz heute ein wichtiger Beitrag zur nachhaltigen Produktion. Die Kombination aus Dichte- und Feuchtemessung ermöglicht es, bis zu 20 % Energie einzusparen, Abwärme besser zu nutzen und CO₂-Emissionen deutlich zu senken – ohne Einbußen bei der Qualität. Systeme von Döscher Systems sind genau auf diese Anforderungen ausgelegt. Sie erfassen Dichte und Feuchte parallel, präzise und in Echtzeit, selbst unter rauen Produktionsbedingungen. Dadurch wird die Steuerung von Trocknung, Pressung und Materialzufuhr zu einem intelligenten Regelkreis, der nur so viel Energie einsetzt, wie tatsächlich nötig ist. Das Ergebnis: stabile Qualität, geringerer Energieverbrauch, weniger Ausschuss und ein messbarer Beitrag zur Ressourcenschonung – ein echter Effizienzgewinn für jede moderne Produktionslinie.