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 10.10.2015 Tätä tutkimusta on tukenut Eino ja Marjatta Kollinsäätiö
Tehtyjä julkaisuja http://www.jamk.fi/fi/tutkimus-ja-kehitys/jamkin-julkaisut/ Uusia menetelmiä metsävaratietojen hyödyntämiseen Weckström, Petteri (toim.) Jyväskylän ammattikorkeakoulu http://www.urn.fi/urn:isbn:978-951-830-336-0 Energiapuun tehokas käsittely ja kuivuminen: Metsä työllistäjänä ja ympäristön hoitokohteena Pietikäinen, Kalevi Jyväskylän ammattikorkeakoulu http://www.urn.fi/urn:isbn:978-951-830-360-5
KoneAgria/ProAgria-esitelmä 2014 Pietikäinen, K. 2014. Klapien käsittely ja kuivuminen. Pdf-dokumentti. ProArgia-sarja. Viitattu 7.11.2014. Http://www.koneagria.fi/, Näyttelykävijöille, Ohjelma 2014, Seminaarit ja tietoiskut, Pe 10.10.2014, Tietoisku: Klapien käsittely ja kuivuminen, Katso esitys Poistunut Vastaava tulossa vuodelle 2015
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.
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.
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
Eri tavoilla käsitellyt klapit Ehytkuoriset Rouhitut Sydänviilletyt Pintaviilletyt Halkaistut Niputetut Metsässä suursäkkeihin suoraan Naarva S23 -sykeharvesterilla aisatut ja pilkotut klapit
sykeharvesteri
Pentin Pajan Naarva S23 Kaikki vaiheet kerralla -käsittely
Giljotiini ja halkaisukiilat
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.
Klapien kuivatus suursäkeissä ulkona keväällä 2014
Eri tavoilla käsitellyt klapit
Kvalitatiivinen klapien kuivumistilan malli Melkein ideaalisekoitin
Tuulinen ja aurinkoinen paikka Verkkopussi Verkkosäkki
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 40 45 (paino-osuutena) Eri puulajien keskimääräinen kuivan puun lämpömäärä on noin 4,1 kwh/kg
Kosteusprosenttien ongelma
Punnitun painon osuus alkupainosta (%) Suorat ja käyrät, aikaan sidottu punnitus
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
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.
Ohuiden kiekkojen kuivumisen aikavakio on 18 h
Ohuiden kiekkojen kuivumisen aikavakio on 18 h
Koivukiekkojen kuivatus 3.6.14 lähtien
Koivukiekot ja -rullat
Kirveellä halkaistut klapit 2012
Klapien sisä- ja ulkotilakuivatus 2014
Klapien sisä- ja ulkotilakuivatus aikavakiot 24.4.2014 lähtien
Klapinippujen kuivuminen Aikavakio 70 h (3 vrk)
Kaato, katkonta, siirto, pilkonta, niputus, kuivaus, siirto ja varastointi
Klapinippujen siirto kärryssä
Klapiniput sisävarastossa
Lämpöelementtikuivain ja -puuvarasto Lexan Thermoclear plus -lämpöelementin tietoja löytyy osoitteesta https://www.duralightplastics.com/ tai http://www.gestructredproducts.com/
Lämpöelementtikoekuivain
Paino-osuus % alkupainosta Kesäkuun 2015 kuivumiskoe 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 Kesäkuun klapinippujen kuivuminen Kesäkuu SEInän vierellä Kesäkuu IKKuna kuivaimessa Kesäkuu PARvekkeella --> 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Aika [vrk]
Paino-osuus alkupainosta Heinäkuun 2015 kuivumiskoe 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 Heinäkuun klapinippujen kuivuminen HEI SEI HEI IKK HEI PAR HEI LAU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Aika [vrk] HEInäkuu LAUtapinon päällä
Paino-osuus alkupainosta % Elokuun 2015 kuivumiskoe 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 Elokuun klapinippujen kuivuminen ELO SEI ELO IKK ELO PAR ELO LAU 0 5 10 15 20 25 30 Aika [vrk]
Paino-osuus alkupainosta % Syyskuun 2015 kuivumiskoe 100 95 Syykuun klapinippujen kuivuminen 90 85 80 75 70 SYYS SEI SYYS PAR SYYS LAU SYYS IKK 0 5 10 15 20 25 30 Aika [vrk]
Paino-osuus alkupainosta % Lokakuun Valiomyrsky 2. 3. 10.2015 100 95 Lokakuun klapinippujen kuivuminen 90 85 80 LOKA IKK LOKA PAR LOKA LAU LOKA SEI 75 70 0 5 10 15 20 25 30 Aika [vrk]
Paino-osuus alkupainosta % Elo-, syys- ja lokakuun vertailu 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 SYYS LAU SYYS IKK ELO LAU ELO IKK LOKA LAU LOKA IKK Elo-, syys-, lokakuun klapinippujen kuivuminen 0 5 10 15 20 25 30 Aika [vrk]
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
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 (50-100 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.
Tuulettuva puuliiteri tuulisella paikalla Valmistunut 2.10.2015 Syyskuussa pilkotut klapit
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.
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
JAMK:n julkaisuja Uusia menetelmiä metsävaratietojen hyödyntämiseen http://www.urn.fi/urn:isbn:978-951-830-336-0 Energiapuun tehokas käsittely ja kuivuminen: Metsä työllistäjänä ja ympäristön hoitokohteena Pietikäinen, Kalevi Jyväskylän ammattikorkeakoulu http://www.urn.fi/urn:isbn:978-951-830-360-5
Keskustelua Metsien kaukokartoitus ja lentokonekeilaus on osiossa 2