KUUSEN OMINAISUUSPOTENTIAALI Marketta Sipi ja Antti Rissanen Helsingin yliopisto Metsävarojen käytön laitos
Taustaa» Puuaineen ja kuitujen ominaisuudet vaihtelevat» Runkojen sisällä» Runkojen välillä» Leimikoiden välillä» Ominaisuuksien vaihtelu raaka-ainevirrassa» Vaikeuttaa prosessinhallintaa» Aiheuttaa saantotappioita ja tuotteiden laadun vaihtelua
Tavoitteet» Kuitupuun ominaisuuksien vaihtelun laajuus pölkkyjen, runkojen ja leimikoiden välillä» Vaihtelua selittävät tekijät» Kuusikuitupuun laadullinen ja määrällinen potentiaali, kun» tukki- ja kuitupuun minimiläpimittoja varioidaan» kuitupuuta lajitellaan eri menetelmillä
Aineisto Kivijärvi Suonenjoki Kanavuori Parikkala Nurmijärvi 2 kpl Kuidun pituus, mm 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1, B23 y = -,11x 4 +,298x 3 -,16852x 2 +,1225888x + 1,1366 R 2 =,9948648 5 15 25 3 35 45 Kuorellinen läpimitta, cm» 6 leimikkoa, 1 koepuuta rinnankorkeusläpimittaluokittain» ominaisuuksien mittaus ja mallinnus tyveltä latvaan» runkojen katkonta pölkyiksi ja pölkkykohtaisten ominaisuuksien laskenta mallien avulla» yleistys leimikkotasolle runkolukusarjan avulla
Vaihtelu runkojen sisällä Päätehakkuu Harvennus Kuidun pituus, mm 4,5 3,5 2,5 1,5 3 Kuidun pituus, mm 4,5 3,5 2,5 1,5 3 Rungonkorkeus, m Rungonkorkeus, m Päätehakkuu Harvennus Kuoren osuus, % 25 15 5 3 Kuoren osuus, % 25 15 5 3 Rungonkorkeus, m Rungonkorkeus, m d1,3=9cm d1,3=12cm d1,3=15cm d1,3=18cm d1,3=21cm d1,3=24cm d1,3=27cm d1,3=3cm d1,3=33cm d1,3=36cm
Vaihtelu runkojen välillä Luston leveys, mm 4 3 2 1 3 Kuiva-tuoretiheys, kg/m 3 4 3 3 3 Kesäpuuosuus, % 3 3 d 1,3, cm d 1,3, cm d 1,3, cm Sydänpuuosuus, % 8 6 3 d 1,3, cm Kosteus, % 7 6 3 3 d 1,3, cm Kuidun pituus, mm 4, 3, 2, 1, 3 d 1,3, cm
Tukkipuun minimiläpimitan vaikutus kuitupuun ominaisuuksiin (kuitupuun minimiläpimitta 7 cm) 4 Kuitupuun läpimitta, cm 18 16 14 12 Päätehakkuu 1 Päätehakkuu 2 Päätehakkuu 3 Harvennus 1 Harvennus 2 Harvennus 3 Kuivatuoretiheys, kg/m 3 38 36 Päätehakkuu 1 Päätehakkuu 2 Päätehakkuu 3 Harvennus 1 Harvennus 2 Harvennus 3 8 12 16 24 3 12 16 24 Tukkipuun minimiläpimitta, cm Tukkipuun minimiläpimitta, cm» keskimääräinen läpimitta, hakkuukertymä, sydänpuuosuus, kuidun pituus kasvaa» kuivatuoretiheys, kosteus alenee
Ominaisuuspotentiaali tukin minimiläpimitan vaikutus kuitupuun ominaisuuksiin Osuus kuitupuukertymästä, % 3 12 cm cm Osuus kuitupuukertymästä, % 3 12 cm cm 2,2 2,4 2,6 2,8 3, 3,2 3,4 3,6 3 6 7 Kuidun pituus, mm Sydänpuuosuus, %» 12 cm -> kuidun pituus 2,4-2,8 mm, sydänpuuosuus -3 %» cm -> kuidun pituus 2,8-3,2 mm, sydänpuuosuus - %
Ominaisuuspotentiaali tukin minimiläpimitan vaikutus kuitupuun ominaisuuksiin Osuus kuitupuukertymästä, % 3 12 cm cm 3 36 38 4 4 Osuus kuitupuukertymästä, % 7 6 3 6 12 cm cm Kuivatuoretiheys, kg/m 3 Kosteus, %» 12 cm -> kuivatuoretiheys 36- kg/m 3, kosteus -6 %» cm -> kuivatuoretiheys 36-4 kg/m 3, kosteus -6 %
» Lajittelun tavoitteet:» Tuottaa tasalaatuista prosessointiin ja lopputuotteisiin mahdollisimman hyvin soveltuvaa raakaainetta» Raaka-ainetta erikoistuotteille» Lajittelun tulos riippuu» Lajittelukriteeristä (läpimitta, ikä, lustojen leveys, pölkyn sijainti...)» Lajitteluyksiköstä (pölkky, runko, koko leimikon kuitupuu...)
» Jako kahteen ositteeseen kuitupuupölkyn keskiläpimitan mukaan» Kertymä, esim. < 14 cm ~ 35 m 3 /ha 14 cm ~ 22 m 3 /ha Kertymä, m 3 /ha 6 3 12 14 16 Läpimitta, cm» Kuidun pituus, esim. < 14 cm ~ 2,75 mm 14 cm ~ 2,95 mm Kuidun pituus, mm 3, 2,8 2,6 2,4 12 14 16 Läpimitta, cm
» Jako kahteen ositteeseen kuitupuupölkyn keskiläpimitan mukaan» Kuoren osuus, esim. < 14 cm ~ 9,5 % Kuoren osuus, % 14 12 8 6 12 14 16 14 cm ~ 8,5 % Läpimitta, cm» Kuivatuoretiheys, esim. < 14 cm ~ 39 kg/m 3 14 cm ~ 5 kg/m 3 Kuivatuoretiheys, kg/m 3 4 4 38 36 12 14 16 Läpimitta, cm
» Jako kahteen ositteeseen kuitupuupölkyn keskiläpimitan mukaan» Sydänpuuosuus, esim. < 14 cm ~ 22 % Sydänpuuosuus, % 3 12 14 16 14 cm ~ 36 % Läpimitta, cm 65» Kosteus, esim. < 14 cm ~ 55 % 14 cm ~ % Kosteus, % 6 55 45 12 14 16 Läpimitta, cm
» Jako kahteen ositteeseen lustojen lukumäärän mukaan» Kertymä, esim. < ~ 43 m 3 /ha ~ 15 m 3 /ha Kertymä, m 3 /ha 6 3 3 6 Lustojen lukumäärä, kpl» Kuidun pituus, esim. < ~ 2,87 mm ~ 2,8 mm Kuidun pituus, mm 3, 2,8 2,6 2,4 3 6 Lustojen lukumäärä, kpl
» Jako kahteen ositteeseen lustojen lukumäärän mukaan» Kuoren osuus, esim. < ~ 9,5 % Kuoren osuus, % 14 12 8 6 3 6 ~ 9,3 % Lustojen lukumäärä, kpl» Kuivatuoretiheys, esim. < ~ 39 kg/m 3 ~ 4 kg/m 3 Kuivatuoretiheys, kg/m 3 4 4 38 36 3 6 Lustojen lukumäärä, kpl
» Jako kahteen ositteeseen lustojen lukumäärän mukaan» Sydänpuuosuus, esim. < ~ 25 % ~ % Sydänpuuosuus, % 3 3 6 Lustojen lukumäärä, kpl» Kosteus, esim. < ~ 55 % ~ 47 % Kosteus, % 65 6 55 45 3 6 Lustojen lukumäärä, kpl
» Jako kahteen ositteeseen lustojen leveyden mukaan» Kertymä, esim. < 1,5 mm ~ m 3 /ha 1,5 mm ~ m 3 /ha Kertymä, m 3 /ha 6 3 1,5 2, 2,5 3, Luston leveys, mm» Kuidun pituus, esim. < 1,5 mm ~ 2,8 mm 1,5 mm ~ 2,85 mm Kuidun pituus, mm 3, 2,8 2,6 2,4 1,5 2, 2,5 3, Luston leveys, mm
» Jako kahteen ositteeseen lustojen leveyden mukaan» Kuoren osuus, esim. < 1,5 mm ~ 9,5 % Kuoren osuus, % 14 12 8 6 1,5 mm ~ 9,2 % 1,5 2, 2,5 3, Luston leveys, mm» Kuivatuoretiheys, esim. < 1,5 mm ~ 4 kg/m 3 1,5 mm ~ 39 kg/m 3 Kuivatuoretiheys, kg/m 3 4 4 38 36 1,5 2, 2,5 3, Luston leveys, mm
» Jako kahteen ositteeseen lustojen leveyden mukaan» Sydänpuuosuus, esim. < 1,5 mm ~ 38 % Sydänpuuosuus, % 3 1,5 2, 2,5 3, 1,5 mm ~ 22 % Luston leveys, mm» Kosteus, esim. < 1,5 mm ~ 48 % 1,5 mm ~ 56 % Kosteus, % 65 6 55 45 1,5 2, 2,5 3, Luston leveys, mm
Päätehakkuu, pölkyn pituus 1m Tavoitteena jakaa 1 m mittaiset kuitupuupölkyt kahteen ositteeseen, joilla on yhtä suuri kertymä, mutta mahdollisimman suuri ero kuidun pituudessa» Lajittelukriteeri» Osite 1» lpm > 12cm» ikä > 25 a» luston leveys < 2,5 mm» Osite 2 muu kuitupuu» Kuidun pituus» Osite 1 ~ 3, mm» Osite 2 ~ 2,7 mm 2,4 Osuus kuitupuukertymästä, % Kuidun pituus, mm 75 25 3,2 3, 2,8 2,6 Osite 1 Osite 2 Osite 1 Osite 2
Päätehakkuu, pölkyn pituus 1m» Kuitupuun keskimääräinen läpimitta» Osite 1 ~ 14,4 cm» Osite 2 ~, cm Läpimitta, cm 16 14 12 8 6 Osite 1 Osite 2» Luston leveys» Osite 1 ~ 1,6 mm» Osite 2 ~ 2,4 mm Luston leveys, mm 3, 2,5 2, 1,5 1, Osite 1 Osite 2
Päätehakkuu, pölkyn pituus 1m» Kuivatuoretiheys» Osite 1 ~ kg/m 3» Osite 2 ~ 39 kg/m 3 Kuivatuoretiheys, kg/m 3 4 4 38 36 Osite 1 Osite 2» Kosteus» Osite 1 ~ %» Osite 2 ~ 57 % Kosteus, % 65 6 55 45 Osite 1 Osite 2
Päätelmiä» Ominaisuuksien vaihtelun suuruus ja säännönmukaisuus riippuu ominaisuudesta» Tukkipuun minimiläpimitta ja leimikon puuston ikä ja kokojakauma hakkuuajankohtana näyttävät vaikuttavan kuitupuun ominaisuuksiin» Lajittelulla on mahdollista tuottaa ominaisuuksiltaan erilaisia raaka-aine-eriä
Tulosten hyödyntäminen» Kuitupuun laadunhallinta puunhankinnassa» Raaka-aineen hankinta erikoistuotteille» Puun laatuun perustuvan hinnoittelun kehittäminen» Puun lajittelun kehittäminen