Kalevi Pietikäinen Tätä tutkimusta on tukenut Eino ja Marjatta Kollinsäätiö

Transkriptio

1 Energiapuun tehokas käsittely ja kuivuminen Osio 1 Metsien kaukokartoitus ja lentokonekeilaus Taimikoiden hoito ja nuorten metsien energiapuuvarojen hyödyntäminen Metsä työllistäjänä sekä energiapuun ja klapien tehokas käsittely ja kuivuminen Kalevi Pietikäinen Tätä tutkimusta on tukenut Eino ja Marjatta Kollinsäätiö

2 Tehtyjä julkaisuja Uusia menetelmiä metsävaratietojen hyödyntämiseen Weckström, Petteri (toim.) Jyväskylän ammattikorkeakoulu Energiapuun tehokas käsittely ja kuivuminen: Metsä työllistäjänä ja ympäristön hoitokohteena Pietikäinen, Kalevi Jyväskylän ammattikorkeakoulu

3 KoneAgria/ProAgria-esitelmä 2014 Pietikäinen, K Klapien käsittely ja kuivuminen. Pdf-dokumentti. ProArgia-sarja. Viitattu Näyttelykävijöille, Ohjelma 2014, Seminaarit ja tietoiskut, Pe , Tietoisku: Klapien käsittely ja kuivuminen, Katso esitys Poistunut Vastaava tulossa vuodelle 2015

4 Energiapuun monivaiheinen käsittely/ yksivaiheinen käsittely Monta peräkkäistä työvaihetta vaativa klapien käsittelytapa Tehdään ensin hiukan aisattuja energiapuu rankoja Perinteiset tehokkaat klapien käsittelytavat suurilla koneilla Monta peräkkäistä vaihetta, joissa joudutaan käyttämään eri koneita, eri kohteissa ja eri aikoina. Yksivaiheinen klapien käsittely ja tuottaminen suursäkkeihin ja kuljetus kuivatuspaikalle Aisaus, katkonta, halkominen, säkittäminen ja kuljetus yhdellä kertaa jo metsässä.

5 Mietteitä kuivumisesta Puiden kuivumisen yhteydessä tulisi puhua kuivumisesta ja kastumisesta. Tämä tutkimus ei perustu syvällisiin kuivumisilmiöön liittyviin aineen ja energian siirron teorioihin. Lähtökohdaksi on valittu kuivumisen prosessitekninen tarkastelu (aikavakiot) ja tasapainokosteuden saavuttaminen kyseisissä kuivumisoloissa. vuodenajasta riippuvat lämpötila, tuuli, ilman suhteellinen kosteus Tasapainotilalla ja kuivumisajalla on suurempi painoarvo kuin tarkalla kosteuspitoisuudella. Vertaillaan ja arvioidaan poikkeamien syitä klapinippujen punnitukseen perustuvalla menetelmällä.

6 Koejaksot Eri tavoilla käsitellyt klapit sisällä keväällä 2012 Eri tavoilla käsitellyt klapit ulkona kesällä 2012 Koivun latvan kuivuminen ulkona kesällä 2012 Rasiin kaadetun koivun kuivuminen Mäntyklapien kuivuminen sisällä ja ulkona Eri tavoilla käsitellyt klapit ja klapiniput 2014 Klapien kuivatus suursäkeissä 2014 Klapinippujen kuivumisen kuukausikalenteri 2015

7 Eri tavoilla käsitellyt klapit Ehytkuoriset Rouhitut Sydänviilletyt Pintaviilletyt Halkaistut Niputetut Metsässä suursäkkeihin suoraan Naarva S23 -sykeharvesterilla aisatut ja pilkotut klapit

8

9 sykeharvesteri

10 Pentin Pajan Naarva S23 Kaikki vaiheet kerralla -käsittely

11 Giljotiini ja halkaisukiilat

12 Automaatioasteen nosto Samanaikaiset ja peräkkäiset työvaiheet Nuoren metsän hoitotyö Aisaus Katkonta Halkaisu Säkitys Siirto heti kuivumispaikkaan metsässä Energiapuun ja klapien paino on alhainen siirrettäessä pitkiä matkoja.

13 Klapien kuivatus suursäkeissä ulkona keväällä 2014

14 Eri tavoilla käsitellyt klapit

15 Kvalitatiivinen klapien kuivumistilan malli Melkein ideaalisekoitin

16 Tuulinen ja aurinkoinen paikka Verkkopussi Verkkosäkki

17 Prosessitekninen tarkastelu ja punnitus Paino (t)= Alkupaino-K * (1 1/e t/τ ) K on vahvistus, t on aika ja τ on aikavakio Keväällä kuivumiskäyrä muodostaa suoran Syksyllä vahvistus jää pieneksi Aurinko, lämpö ja tuuli vaikuttavat dominoivasti vahvistukseen Klapien käsittelytapa ja erän koko vaikuttavat aikavakioon Voimakas tuuli on merkittävä kuivattaja Sydänpuiden (isojen runkopuiden) vahvistus on pieni eli lähtökosteus on alhainen (esim. 40 %) Pienten pintapuiden ja oksien lähtökosteus on korkea (50 %) ja vahvistus K on (paino-osuutena) Eri puulajien keskimääräinen kuivan puun lämpömäärä on noin 4,1 kwh/kg

18 Kosteusprosenttien ongelma

19 Punnitun painon osuus alkupainosta (%) Suorat ja käyrät, aikaan sidottu punnitus

20 Siivujen, kiekkojen ja rullien teoriaa Koivun kuori muodostaa vettä erittäin huonosti läpäisevän pinnan Koivurullien päät sulkeutuvat jo kuivumisen alkuvaiheessa Sydänpuu on pintapuuta ja oksia kuivempaa Vettä ja haihtuvia aineita on puun eri rakenteissa

21 Kuivumiskäyrät ja asteikot Tunti Vuorokausi Viikko Kuukausi siivut, kiekot, lastut rullat, yksittäiset klapit ja klapiniput Suuret erät ja ehytkuoriset Vuodenajasta riippuva Jos puut tehty talvella tai keväällä, niillä on riittävästi aikaa kuivua lopulliseen varastoon siirtämiseen ja seuraavan talven polttoon mennessä.

22 Ohuiden kiekkojen kuivumisen aikavakio on 18 h

23 Ohuiden kiekkojen kuivumisen aikavakio on 18 h

24 Koivukiekkojen kuivatus lähtien

25 Koivukiekot ja -rullat

26 Kirveellä halkaistut klapit 2012

27 Klapien sisä- ja ulkotilakuivatus 2014

28 Klapien sisä- ja ulkotilakuivatus aikavakiot lähtien

29

30

31 Klapinippujen kuivuminen Aikavakio 70 h (3 vrk)

32 Kaato, katkonta, siirto, pilkonta, niputus, kuivaus, siirto ja varastointi

33 Klapinippujen siirto kärryssä

34 Klapiniput sisävarastossa

35 Lämpöelementtikuivain ja -puuvarasto Lexan Thermoclear plus -lämpöelementin tietoja löytyy osoitteesta tai

36 Lämpöelementtikoekuivain

37 Paino-osuus % alkupainosta Kesäkuun 2015 kuivumiskoe Kesäkuun klapinippujen kuivuminen Kesäkuu SEInän vierellä Kesäkuu IKKuna kuivaimessa Kesäkuu PARvekkeella --> Aika [vrk]

38 Paino-osuus alkupainosta Heinäkuun 2015 kuivumiskoe Heinäkuun klapinippujen kuivuminen HEI SEI HEI IKK HEI PAR HEI LAU Aika [vrk] HEInäkuu LAUtapinon päällä

39 Paino-osuus alkupainosta % Elokuun 2015 kuivumiskoe Elokuun klapinippujen kuivuminen ELO SEI ELO IKK ELO PAR ELO LAU Aika [vrk]

40 Paino-osuus alkupainosta % Syyskuun 2015 kuivumiskoe Syykuun klapinippujen kuivuminen SYYS SEI SYYS PAR SYYS LAU SYYS IKK Aika [vrk]

41 Paino-osuus alkupainosta % Lokakuun Valiomyrsky Lokakuun klapinippujen kuivuminen LOKA IKK LOKA PAR LOKA LAU LOKA SEI Aika [vrk]

42 Paino-osuus alkupainosta % Elo-, syys- ja lokakuun vertailu SYYS LAU SYYS IKK ELO LAU ELO IKK LOKA LAU LOKA IKK Elo-, syys-, lokakuun klapinippujen kuivuminen Aika [vrk]

43 Kuivuminen Energiapuun ja klapien paino tulee olla alhainen, kun niitä siirretään pitkiä matkoja Kuivuminen lisää energiatiheyttä Alkukesällä kuivuneet halkaistut klapit kostuvat loppukesällä Ehytkuoriset klapit kuivuvat ulkona sateista huolimatta, mutta voivat jäädä vielä 30 %:n kosteuteen 5 kk kuivumisajassa Yli vuoden kestävä kuivatus ja lyhytaikainen (2 kk) korkeassa lämpötilassa (30 50 ⁰C) tapahtuva kuivatus saa klapien sulkeutuneet putket/kanavat avautumaan ilmaa läpäiseviksi

44 Varastointi Milloin saa siirtää varastoon ja millaiseen varastoon? Kosteita polttopuita ei saa siirtää huonosti tuulettuvaan sisävarastoon homevaaran vuoksi. Tasapainokosteuden määrittämiseksi voi tehdä ohuen kiekon tai lastun ( g). Näytettä voi kuivata esim. sisätiloissa kaksi päivää ja punnita alku- ja loppupainon. Pienenä eränä tuoreet pilkotut puut voi heti pinota hyvin tuulettuvaan sisävarastoon kuivumaan.

45 Tuulettuva puuliiteri tuulisella paikalla Valmistunut Syyskuussa pilkotut klapit

46 Mistä hyvän klapin tunnistaa? Kun klapeja lyö toisiinsa, syntyy kirkas ääni. Vaalea väri. Klapeissa näkyy kuivumisessa syntyneitä halkeamia. Klapiniput ovat löystyneet. Paineilma menee pituussuunnassa klapin läpi.

47 Miksi klapien kuivatus epäonnistui? Klapit jäivät liian kauaksi aikaa sateeseen ja kasaan ruohikon päälle. Lahovaurioita eli pehmeää puuainesta Verinahakkaa kuoren alla Sieniä kasvaa pinnassa homevaurioita Kuivatut klapit kostuvat aina syksyllä Mitta- ja laatuvaatimuksia Metsäkeskuksen Halkoliiteri.com -verkkopalvelussa Kosteuden ja energiasisällön määritys mm. Ahma ympäristö Oy

48 JAMK:n julkaisuja Uusia menetelmiä metsävaratietojen hyödyntämiseen Energiapuun tehokas käsittely ja kuivuminen: Metsä työllistäjänä ja ympäristön hoitokohteena Pietikäinen, Kalevi Jyväskylän ammattikorkeakoulu

49 Keskustelua Metsien kaukokartoitus ja lentokonekeilaus on osiossa 2