Klapienkäsittely ja kuivuminen Osio 2 Taimikoiden hoito ja nuorien metsien energiapuuvarojen hyödyntäminen Metsä työllistäjänä sekä energiapuun ja klapien tehokas käsittely ja kuivuminen Metsien inventointi lennokki- ja lentokonekeilauksena Osio 1 Kalevi Pietikäinen 8.10.2016 Tätä tutkimusta on tukenut Eino ja Marjatta Kollin säätiö
KoneAgria/ProAgria-esitelmä 2016 Pietikäinen, K. 2016. Klapien käsittely ja kuivuminen 20161008. Pdf-dokumentti. Tulossa ProArgia-sarjan sivuille. http://www.koneagria.fi/, Näyttelyvieraille, Seminaarit ja tietoiskut, lauantai 8.10.2016, Tietoisku: Metsien inventointi lennokki- ja lentokonekeilauksena sekä klapien käsittely ja kuivuminen, Katso esitykset!
Energiapuun monivaiheinen käsittely/ yksivaiheinen käsittely Monta peräkkäistä työvaihetta vaativa klapien käsittelytapa Tehdään ensin hiukan aisattuja energiapuurankoja 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 kuvagalleriana Eri tavoilla käsitellyt klapit sisällä ja ulkona keväällä 2012 Rasiin kaadetun koivun kuivuminen Mäntyklapien kuivuminen sisällä ja ulkona Eri tavoilla käsitellyt klapit ja klapiniput 2014 ja klapien kuivatus suursäkeissä 2014 Klapinippujen kuivumisen kuukausikalenteri 2015 Koivuklapinippujen kuivuminen kesällä 2016
Eri tavoilla käsitellyt klapit Ehytkuoriset Rouhitut Sydänviilletyt Pintaviilletyt Halkaistut Niputetut Metsässä suursäkkeihin suoraan Naarva S23 -sykeharvesterilla aisatut ja pilkotut klapit
Pentin Pajan Naarva S23 Kaikki vaiheet kerralla -käsittely
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. PVC kirkas 0,5x1000x1400 mm kate (ETRA)
Klapien kuivatus suursäkeissä ulkona keväällä 2014
Eri tavoilla käsitellyt klapit
Kvalitatiivinen klapien kuivumistilan malli Melkein ideaalisekoitin
Prosessitekninen tarkastelu ja punnitus Paino (t)= K * (1 - e t/τ ) K on vahvistus, t on aika ja τ on aikavakio Keväällä kuivumiskäyrä muodostaa suoran Syksyllä ja talvella (simuloitu) vahvistus jää pieneksi. Sydänpuiden (isojen runkopuiden) vahvistus on pieni eli lähtökosteus on alhainen. Pienien pintapuiden ja oksien lähtökosteus on suuri (50 %). Kuusesta tehdyn klapinipun paino tippuu alle puoleen yhden vuoden kuivauksessa. 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 --- aukeavat 30-50 C lämpötilassa Sydänpuu on pintapuuta ja oksia kuivempaa Vettä ja haihtuvia aineita on puun eri rakenteissa Korkea lämpötila ja pitkä kuivatusaika saavat puun kutistumaan, halkeilemaan ja läpäisemään ilmaa.
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
Kirveellä halkaistut klapit 2012
Klapien sisä- ja ulkotilakuivatus 2014
Klapien sisä- ja ulkotilakuivatus aikavakiot 24.4.2014 lähtien
Klapinippujen kuivuminen Aikavakioarvio 3 vrk
Klapinippujen kuivuminen Aikavakioarvio 1. vaihe 70 h (3 vrk)
Klapinippujen kuivatus pinossa elo- ja syyskuussa 2016
Klapinippujen kuivuminen Aikavakioarvio 7 vrk
Klapiniput pinossa vertailu
Kaato, katkonta, siirto, pilkonta, niputus, kuivaus, siirto ja varastointi
Klapiniput sisävarastossa
Lämpöelementtikuivain ja -puuvarasto Lexan Thermoclear plus -lämpöelementin tietoja löytyy osoitteesta https://www.duralightplastics.com/ tai http://www.gestructredproducts.com/
Lämpöelementtikoekuivain - hellepäivinä jopa 45 C lämpötila
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 90 Syykuun klapinippujen kuivuminen 85 80 75 70 SYYS SEI SYYS PAR SYYS LAU SYYS IKK 0 5 10 15 20 25 30 Aika [vrk]
Paino-osuus alkupainosta % Elo- ja syyskuun 2015 vertailu 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 Elo-, syyskuun klapinippujen kuivuminen SYYS LAU SYYS IKK ELO LAU ELO IKK 0 5 10 15 20 25 30 Aika [vrk]
Paino-osuus alkupainosta % Elo- ja syyskuun vertailu 2015 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 Elo-, syyskuun klapinippujen kuivuminen SYYS LAU SYYS IKK ELO LAU ELO IKK 0 5 10 15 20 25 30 Aika [vrk]
Paino-osuus alkupainosta % Klapinippujen kuivatuksen vuosikalenteri 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 Parvekkeen klapiniput = f(vrk) / f(kk) Tammi16 Helmi Maalis Huhti Touko16 Kesä15 Heinä15 Elokuu Syys 15 Loka 15 Marras Joulu15 Syys 16 Tammikuu Helmi Marras Joulu Maalis Syys 15 Loka Huhti Syys 16 Heinä Elo Kesä Touko 0 5 10 15 20 25 30 35 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 kuvatus 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 ulkovarastoon kuivumaan.
Kuoren irtoaminen alkukesällä energiapuun aisauksessa Energiapuurankaläjä Irronneita tuohia aisauspaikalla
Mistä hyvän klapin tunnistaa? Yhteen lyötäessä syntyy kirkas ääni. Vaalea väri. Klapeissa näkyy kuivumisessa syntyviä halkeamia. Klapiniput ovat löystyneet. Paineilma menee pituussuunnassa klapin läpi. Metsänhoitotöissä kuitenkin poistetaan huonolaatuisin puuaines polttopuuksi.
Miksi klapien kuivatus epäonnistui? Klapit jäivät liian kauaksi aikaa sateeseen ja läjään 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 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
Keskustelua