PIENPUUN OMINAISUUS- JA KÄYTTÖTUTKIMUKSET METLASSA 2-LUVULLA Prof. Erkki Verkasalo METLA Itä-Suomen alueyksikkö, Joensuu Pienpuupäivä Mikkeli, 17.11.21 Järjestäjä: PUU-tutkimus ja kehittämisohjelma Metla / E.Verkasalo / 17.11.21
Pienpuukysymys - lyhyt historiikki 1 195 (loppupuoli) - 196-luku: 1. Halpa tuontiöljy => kaupunkien ja teollisuuden polttopuun käyttö romahti => pienpuun menekkivaje, työttömyyttä metsäalalla, hoitohakkuut vähenivät, metsien järeys- ja laatukehitys ja tukkipuun kasvatus vaarantuivat 2. Metsäteollisuuden laajentaminen ja kuitupuun käytön edistäminen (lastu- ja kuitulevyt, pien- ja lehtipuusellut) => sahojen sivutuotteiden merkitys kasvoi, kuitupuun kuorinta siirtyi tehtaille (kuorienergiaa), pienpuun energiakäytölle painotusta (kenttähakkurit, polttopuun kuivatus) => Puuntuotannon kaikinpuolinen lisääminen!! => MERA-ohjelmat (I-III), Pienpuualan tutkimuksen kehittämistoimikunta (teetti monipuolisesti yli 2 tutkimusta)
Pienpuukysymys - lyhyt historiikki 2 197-luku - 198-luku (alku): 1. Pelko teollisuuspuun saannin vähenemisestä => etsittiin uusia raaka-ainelähteitä selluille ja metsäkemian sivutuotteille sekä lastu- ja kuitulevyille (pienkokopuu ja osapuu, hakkuutähteet, kannot), sivutuotteina puuenergiaa teollisuuslaitoksille, myös peltojen metsitys 2. Energiakriisit 1974 ja 1978 => energian hinnan nousun hillintä ja energiaomavaraisuus kansallisiksi tavoitteiksi => Laajamittainen t&k-työ energiapuun hankinnan, kasvatuksen ja käyttöteknologian ja kohteiden kehittämiseksi, aluelämpölaitokset ja teolliset voimalat, hankintateknologiat, lehtipuun lyhytkiertokasvatus => PERA-ohjelmat ja projektit / MMM, KTM:n monipuoliset tukitoimenpiteet, SITRA-rahoituksen painoalue
Pienpuukysymys - lyhyt historiikki 3 199-luku (alkupuoli): Kotimainen talouslama => kannustimia elinkeinoelämän toipumiseen ja teollisuuden kilpailukyvyn kohentamiseen => KTM:n tukitoimenpiteet, mm. ensimmäiset CHPbioenergialaitokset (ns. kombilaitokset), ensiharvennuspuun käyttöteknologia ja kannattavat sellutuotteet, ketjukarsinta-kuorinta, pienharvesterit (harvennuksiin) => Tekesin ja MMM:n rahoittamat kehitysprojektit Huom! Merkittävää pikkutukin sahausta ja sorvausta ja teknologiaa alkoi syntyä laman jälkeen - egyptinparrujen koneveisto metsävarastoissa toteutettuna oli alkanut 196-luvulla ja jokunen pk-saha oli aloittanut pikkutukin kaupallisen sahauksen omatekoisella tekniikalla jo 197- luvun loppuvuosina.
Pienpuukysymys - lyhyt historiikki 4 2-luvulle tultaessa: 1. Ensiharvennuspuulle a) kustannustehokkuutta puunhankintaan b) parempaa kuidun laadun huomioon ottamista ja käyttöön ohjausta, c) nostetta energiakäyttöön - Tekesin Puuenergian teknologiaohjelma 1999-23 2. Pikkutukin tms. puun käyttö alkoi kasvaa pk-yrityksissä: - harvennuspuuta tarjolla kasvavia määriä - sahausmäärien kasvu, tukkikilpailu ja sahapuun hinta - kuitupuun määrän hallinta pystykaupoissa - sopivia lopputuotteita ja markkinoita - pienelle puulle suunniteltuja sahaus- ja sorvausteknologioita ja sahauslinjoja tarjolla/tarjolle - todellinen kannattavuus oli silti usein kyseenalainen
MILJ. M3/A Havupienpuun käyttö 199-29 PUUTUOTETEOLLISUUDEN PUUNKÄYTÖN KEHITYS 199-29 18 16 14 MÄNTY KUUSI Tukki Kuitupuu 12 Tuontipuu 1 8 6 4 2
MILJ. M3/A Havupienpuun käyttö 199-29 PUUMASSATEOLLISUUDEN PUUNKÄYTÖN KEHITYS 199-29 16 14 MÄNTY KUUSI Tukki Kuitupuu 12 Tuontipuu 1 8 Hake ja puru, kotimaa Hake ja puru, tuonti 6 4 2
Pienpuu puutuoteteollisuudessa 1. Havupuut joiden d 1.3 < 19 cm ja isompien puiden latvaosat => pölkyn läpimitta 6-8 - 14-16 (cm). Tämä puutavara meni aiemmin seuraaviin käyttöihin: Mänty: sa-sellu (enimmäkseen), RFP ja TMP (ensiharvennuspuu, ikä 2-4v., aloitettu vasta) Kuusi: si-sellu, liukosellu (ennen); SGW, PGW, RMP, TMP, CTMP, sa-sellu Kaikki puulajit: lastu- ja kuitulevyt (196-luvun loppupuoli 199-luvun alkupuoli nyt raaka-aine on sahanpurua, kuorta ja pienessä määrin haketta (> 9 %), osaksi lehtikuitupuuta ja jätepuuta (<1 %).
2. Havupikkutukit, sahakuitu: min.lpm. 9-14 cm, pituus 2,5-4,3 m suorat pienioksaiset runkotukit ja terveoksaiset latvatukit 3. Parrunaihiot, pieni pyöreä rakennuspuu: min.lpm. 8-12 cm, pituus 2-4 m (egyptinparruja tehty 193-luvulta lähtien) 4. Pk-yrityksissä tai niiden yhteisyrityksissä on pikkutukkien sahauksen jatkeena yleensä erilaista jatkojalostusta suurimmilla pikkutukkisahoilla bulkkituotteet tärkeitä 5. Suuret sahayritykset ovat lisänneet kiinnostusta 2- luvun puolivälin jälkeen, myös partneriuksia pk-yritysten kanssa jatkojalostuksessa 6. HUOM! Koivupikkutukkien sahaus huonekaluteollisuuden tarpeisiin alkoi 2-luvun alussa (oksakoivu m/ikea), valmistus siirtyi pian Itä-Eurooppaan ja osin Aasiaan
Pienpuutuotteet pikkutukista ja sahakuidusta SAHATAVARA JA JATKOJALOSTEET Höylätyt, liimatut ja sormijatketut tuotteet tee-se-itse markkinoille (vakioliimalevyt, sisustuspaneelit, jopa lattiamateriaalit) Huonekalut ja ovet, komponentit ja valmiit tuotteet, ml. yksi- ja kolmikerrosliimalevyt - terveoksaisia Rakennussahatavara ja rakennusteollisuuden tuoteosat (määrämitat ja laadut) Liimapuupalkit ja pilarit, liimahirsi, jatketut tuotteet (kantavat rakenteet, koristeliimapuu) Piha- ja ympäristörakentaminen (terassirallit, tolpat, aidat) kyllästettynä, myös pienestä pyöreästä rakennuspuusta Kuormalavat ja muut pakkaustuotteet Pienpuun ja vajaasärmäisen sahatavaran hyödyntäminen -> sahaus, jyrsintä ym. työstöt ei-suorakaiteen muotoiseen poikkileikkaukseen, jatkaminen (tarvittaessa), liimaus levyksi, palkiksi tai pilariksi ja aihioiden / tuoteosien pilkkominen
Courtesy Ekopine Oy, Oulu, Finland Courtesy AG Kronenholz Oy, Marttila, Finland Courtesy Incap Furniture Oy, Kärsämäki, Finland Courtesy Kitkawood Oy, Kuusamo, Finland Courtesy Lameco LHT Oy, Varpaisjärvi, Finland
Courtesy Lameco LHT Oy, Varpaisjärvi, Finland Courtesy Ekopine Oy, Oulu, Finland Courtesy Oy GREEN-LIFE Finland Ltd., Kuortane, Finland Courtesy Oy Iivari Mononen Oy, Joensuu, Finland
Potentiaalisia tuotteita, myös pienpuusta RAKENNEPUUTUOTTEET (EW-TUOTTEET) KOMPOSIITTITUOTTEET Puun ja muiden materiaalien yhdistelmätuotteet TUOTTEITA KEKSITTY, TULEVAISUUS EDESSÄ PSL (esim. Parallam, Scrimber), LSL (Intralam, CSL), I-palkit POHJOIS-AMERIKASSA KYLLÄ, LÄPILYÖNTI PUUTTUU EUROOPASSA, TULEVAISUUTTA SUOMESSA? OSB-levyt, MDF-levyt TULEVAISUUTTA SUOMESSA? Puu/kuidut yhdistettynä muoviin/alumiiniin/teräkseen/kiveen - KEHITELMIÄ ON, OSIN JO PROTO-TUOTTEITA Pienpuun, sahapintojen ja sahojen ja viiluttavien tehtaiden muiden tuoreiden sivutuotteiden hyödyntäminen
Potentiaalisia tuotteita, myös pienpuusta MODIFIOIDUT PUUTUOTTEET Erikoiskuivattu puu Erikoiskyllästetty puu (mäntyöljy, furfuryyli, maleiini, ) Lämpökäsitelty puu Puristuskäsitelty puu Taivutettu puu, muotoiltu puu HUOM! MYÖS ENERGIAPUUN UUDET MUODOT Pelletit Urbaanit kotitalous- ja kiinteistöpilkkeet Liikennepolttoaineet
Metlan tutkimusten ajurit 1 1. Harvennuspuun käytön lisääminen, erityisesti ensiharvennukset kaikki käyttömuodot tapetilla! 2. Puutuoteteollisuuden raaka-aineen saannin parantaminen ja tuotevalikoiman laajentamisen ja jatkojalostuksen lisäämisen mahdollistaminen, erityisesti pk-sektorilla järeän tukin saatavuuden ongelmat, puutuotteiden markkinamahdollisuuksien hyödyntäminen 3. Hyvän metsänhoidon mahdollisuuksien ja laatukasvatuksen edellytysten varmistaminen harvennusrästien purkaminen
Metlan tutkimusten ajurit 2 4. Harvennuspuun kasvavat hakkuumahdollisuudet 2-23 (3 % -> 45 % - kaikki puulajit, erityisesti mänty, suuret alueelliset erot) 5. Pienpuun käytön teknologinen kehitys: a) kuidutus ja tehdaskäsittely, b) sahaus ja sahatavaran kuivaus, c) puurakentamisen, sisustamisen ja pakkaamisen tuotteiden teollinen esivalmistus 6. Puutteelliset tiedot puunkäyttäjien piirissä pienpuun ominaisuuksista ja jalostuksen ja käytön erityispiirteistä eri lopputuotteiden kannalta tarkasteltuina
Suomalainen havukuitupuu laadunvaihtelu ja hallinta Pentti Hakkila, Pekka Saranpää, Jaakko Repola (Metla) Puun laatu tutkimusohjelma / Tekes, koordinoi VTT Energia (1998-99) 1. Kartoitettiin Suomen eteläpuoliskon mänty- ja kuusikuitupuun tärkeimmät tekniset ominaisuudet ja niiden vaihtelu. Tulosten pohjalta kriteerit, joiden perusteella ensiharvennuksista, muista harvennuksista, päätehakkuista ja sahanhakkeesta saatava kuitupuu voidaan sekoittaa tai lajitella, kun tavoitteena on joko kuitupuuvirran laatuvaihtelun poistaminen tai vaihtoehtoisesti laatuominaisuuksiltaan mahdollisimman erilaisten raaka-aine-erien muodostaminen. Lajittelulla etsitään lopputuotteen saantoa ja laatuominaisuuksia parantavia sekä prosessiteknisiä etuja. 2. Selvitettiin dimensiovaatimusten (läpimitta, pituus) vaikutukset kuitupuun ominaisuuksiin ja kuorintaan. 3. Kerättiin perusteita kehittää ja edistää pien- ja jätepuun energiakäyttöä.
Kuva 1. Kuitupuun osuus hakkuupoistumasta eri leimikkotyypeissä. Nuorpuuvyöhyke rungon keskellä merkitty katkoviivalla. Kuva 2. Kuitupuun leimikkoalkuperä Etelä-Suomessa vuosina 1998 2.
Taulukko 2. Luston paksuus mänty- ja kuusikuitupuussa keskimäärin ja 1 viimeisen luston vyöhykkeessä. Leimikkotyyppi Mäntykuitupuu Kuusikuitupuu Kaikki lustot Viimeiset lustot Kaikki lustot Viimeiset lustot Ensiharvennus 2,6 2,2 2,6 2,2 Toinen harvennus 2, 1,3 2,2 1,3 Päätehakkuu 1,5 1, 1,7 1, Keskimäärin 1,7 1,2 1,9 1,1 Kuva 3. Kuorellisen kuitupuukuutiometrin kuoreton puuainesisältö leimikoittain. Kuva 4. Kuorettoman puuaineen kuiva-tuoretiheyden leimikoittainen vaihtelu puutavaralajeittain männyllä (ylh.) ja kuusella (alh.).
Pienpuun käytön lisääminen mekaanisessa puunjalostusteollisuudessa - Esiselvitys Hannu Boren (Metla) VTT partnerina (Alpo Ranta-Maunus) Tukista tuplasti teknologiaohjelma / Tekes (1999) 1. Laadittiin ehdotuslista toimenpiteistä, joilla pienpuun käyttöä voidaan lisätä ja sen kannattavuutta parantaa 2. Avustettiin useita pk-yrityksiä ym. toimijoita pienpuuhankkeiden valmistelussa ja suunnittelussa 3. Valmisteltiin kaksi valtakunnallista verkostohanketta - Puuhun perustuvien piha- ja ympäristörakentamisjärjestelmien kehittäminen - Harvennusmännyn hankinnan ja sahauksen kehittäminen 4. Tiedottaminen ja kontaktit Pk-yritysten ym. maakunnallisten toimijoiden tietoisuuden lisääminen Metlasta, VTT:stä ja Teknisen puun klinikasta ja alan t&k-toiminnasta 5. Harvennus- ja pienpuuosan suunnittelu ja käynnistäminen Puutuotealan osaamiskeskuksessa (1999-27) / Puun käytön laajaalaistaminen /Metla, Joensuu
Harvennusmännyn hankinnan ja sahauksen kehittäminen Erkki Verkasalo, Tapio Wall, Reeta Stöd, Harri Kilpeläinen, Jari Lindblad (Metla), Jorma Fröblom, Antti Heikkilä, Tiecheng Song (VTT) Wood Wisdom tutkimusohjelma / MMM (2-22) Tukista tuplasti teknologiaohjelma / Tekes (2-21) Metla Valitaan 4 kpl harvennusmäntyleimikoita erilaisilta kasvupaikoilta / hankintaalue Määritetään leimikoiden puuston ominaisuudet maastomittauksin Lasketaan lyhyttukki-tekniikan vaikutukset tukkipuun kertymään sekä korjuun tuottavuuteen erilaisissa harvennusmäntyleimikoissa (m 3 /h) Toimitetaan 4 kpl edustavia mäntyrunkoja erilaisilta kasvupaikoilta / hankinta-alue VTT: lle sisäisten ominaisuuksien mittausta varten Yhteenveto lyhyttukkitekniikan vaikutuksista koko ketjussa kannolta sahatavaraksi VTT Mitataan ominaisuudet ja liitetään runkojen tiedot VTT:n runkopankkiin Määritetään halutut sahatavaran lopputuotteet Lasketaan lyhyttukkiteknii - kan vaikutus sahatavaran saantoon ja laatuun sekä tuottavuuteen (m 3 /h) sahalla
Sahapuun kertymä (m 3 /ha) Sahapuun kertymä (m 3 /ha) Kertymä (m 3 /ha) Sahapuun kertymä (m 3 /ha) Pikkutukin lisäyksen vaikutus sahapuun kertymään Lyhyttukin lisäyksen vaikutus sahapuun kertymään 8 8 7 6 5 Pikkutukki Tukki 7 6 5 Lyhyttukki Tukki 4 4 3 3 2 2 1 1 Yl ptl 31 31-34 31-37 31-4 31-43 31-46 Pikkutukin pituus (dm) Yl ptl 25 25-28 25-31 25-34 Lyhyttukki (dm) 35 Runkovikojen vaikutus sahapuun kertymiin kehitysluokittain Vikoja ei sallita Runkovikojen vaikutus sahapuun kertymiin kivennäis- ja turvemailla 3 25 2 15 1 5 Ensiharvennus 2. harvennus Tyvimutka sallittu Ranganvaihdot sallittu Yli 3 mm oksat sallittu Monivääryys sallittu Lenkous sallittu Tyvilenkous sallittu Kaikki viat sallittu 35 3 25 2 15 1 5 Kivennäismaa Turvemaa Vikoja ei sallita Tyvimutka sallittu Ranganvaihdot sallittu Yli 3 mm oksat sallittu Monivääryys sallittu Lenkous sallittu Tyvilenkous sallittu Kaikki viat sallittu
Taulukko 1.-Hakkuukertymän keskimääräinen puutavaralajirakenne ensiharvennuksissa ja myöhemmissä harvennuksissa kasvupaikkaluokittain kivennäismailla (ylh.) ja turvemailla (alh.). Puutavaralaji Ensiharv. Tuore kangas Kuivahko kangas Kuiva kangas Myöh. Ensi- Myöh. Ensiharv. harv. harv. harv. Myöh. harv. Tilavuus, m 3 /ha (%) Mäntytukki () 2 (4) () 1 (2) () 3 (9) Mäntytukki, tyvi () 1 (2) () () () 1 (3) Mäntypikkutukki 1 (2) 5 (1) 2 (4) 4 (9) 2 (3) 2 (6) Mäntylyhyttukki 3 (5) 4 (7) 5 (9) 3 (7) 6 (9) 3 (1) Sahapuuta yhteensä 4 (7) 12 (23) 7 (13) 8 (18) 8 (12) 9 (28) Mäntykuitupuu 55 (93) 37 (71) 49 (87) 32 (75) 61 (88) 22 (69) Kuusikuitupuu () 2 (4) () 1 (2) () () Koivukuitupuu () 1 (2) () 2 (5) () 1 (3) Yhteensä 59 52 56 43 69 32 Puutavaralaji Ruohoturve kangas Myöh. harv. Ensiharv. Mustikkaturvekangas Myöh. harv. Ensiharv. Puolukkaturvekangas Myöh. harv. Ensiharv. Varputurvekangas Myöh. harv. Tilavuus, m 3 /ha (%) Mäntytukki () 1 (2) () () 1 (2) () () Mäntytukki, tyvi () 3 (5) () () () () () Mäntypikkutukki 4 (4) () () 1 (3) 1 (2) 1 (2) 4 (9) Mäntylyhyttukki 3 (3) 1 (2) () 1 (3) 3 (6) 4 (7) 1 (2) Sahapuuta yhteensä 7 (7) 5 (9) () 2 (6) 5 (1) 5 (9) 5 (11) Mäntykuitupuu 68 (73) 45 (85) 28 (97) 27 (85) 39 (75) 46 (84) 42 (91) Kuusikuitupuu () () () () () 3 (5) () Koivukuitupuu 18 (2) 3 (6) 1 (3) 3 (9) 8 (15) 1 (2) () Yhteensä 93 53 29 32 52 55 47
Osuus rungon tilavuudesta 1 % 9 % 8 % 7 % 6 % 5 % 4 % 3 % Hukkapuu Mäntykuitupuu Mäntylyhyttukki Mäntypikkutukki Mäntytukki Mäntytukki, tyvi 2 % 1 % % 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Rinnankorkeusläpimittaluokka (cm) Puutavaralajien tilavuusosuudet harvennusmäntyrunkojen kokonaistilavuudesta koko aineistossa rinnankorkeusläpimittaluokittain, kun rungon viat on otettu huomioon apteerauksessa.
Rungon suhteellinen arvo Rungon suhteellinen arvo eri apteerausvaihtoehdoissa. 1 = katkonta yleisiksi puutavaralajeiksi. 125 12 115 11 Yleiset puutavaralajit Yleiset ptl+pikkutukki Yleiset ptl+lyhyttukki Perus ptl 15 1 95 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Rinnankorkeusläpimittaluokka (cm)
Sahauksen suhteellinen arvosaanto tukin kuoretonta tilavuutta kohti lauta- ja sydäntavara-asetteilla ja eri apteerausvaihtoehdoilla rungon rinnankorkeusläpimittaluokittain. Simulointi sahatavaran moduulipituuksiin.
EFFECT OF ADDING DIFFERENT SAW LOG ASSORTMENTS ON VALUE YIELD OF THE STAND The difference between sawing set-ups with "logs+short logs" and "logs+small logs" was small (3-5 units) but larger when all saw log assortments were included (13 units). When sawing full-log-length products, the "set-up of side boards" gives about 1 units better value yield than the "set-up of centre goods". Relative value yield per log-m 3 9 8 7 6 5 4 3 2 1 set-up of side board_module length set-up of side board_log length set-up of centre goods_module length set-up of centre goods_log length Log+Small log+short log Log+Small log Log+Short log Log Mean
S a a nto (% ) A rvo sa a nto ( /t-m 3 ) Osuus (%) 5 45 4 Lauta-asete Sydäntavara-asete 35 3 25 2 15 1 5 Terveoksainen A B C D Sahatavaran laatuluokka 7 6 5 S a a nto L a u ta - a s e te S y d ä n ta v a r a - a s e te 1 9 8 7 A rvo sa a nto L a u ta - a s e te S y d ä n ta v a r a - a s e te 4 3 6 5 4 2 3 1 2 1 89 99 19 139 159 169 179 189 215 89 99 19 139 169 179 189 8-9- 1-11- 119 12-129 13-14- 149 15-16- 17-18- 19-8- 9-1- 11-119 12-129 13-14- 149 15-159 16-17- 18-19- 215 Tu k in k u o re to n la tva lä p im itta lu o k k a (m m ) Tu k in k u o re to n la tva lä p im itta lu o k k a (m m ) Sahatavaran laatuluokkajakauma, saanto ja arvosaanto tukin latvaläpimittaluokittain kuoretonta tukkitilavuutta kohti. Metlan apteeraussimulaattorilla saatujen tukkien simulointi sahatavaran moduulipituuksiin.
Tukin jäännösarvo (indeksi) 16 14 12 1 8 6 4 2 Moduulipituus Lautaasete Moduulipituus Sydäntavara-asete Tukin pituus Lautaasete Tukin pituus Sydäntavara-asete 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 Tukin kuoreton latvaläpimitta (mm) Tukin tehdashinnan suhteellinen jäännösarvo kuorettomin latvaläpimittaluokin lauta- ja sydäntavara-asetteilla. Simulointi sahatavaran moduulipituuksiin ja Metlan apteeraussimulaattorilla saatujen tukkien pituuksiin.
Tukin jäännösarvo (indeksi) Tukin jäännösarvo (indeksi) 18 16 14 12 L1 L L-1 S1 S S-1 Tuotehinta 18 16 14 12 L-1 L L1 S-1 S S1 Sahauskustannukset 1 1 8 6 4 2 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 Tukin kuoreton latvaläpimitta (mm) 8 6 4 2 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 Tukin kuoreton latvaläpimitta (mm) Tukin tehdashinnan suhteellinen jäännösarvo kuoretonta tilavuusyksikköä kohti kuorettomin latvaläpimittaluokin tuotehintojen tai sahauskustannusten muuttuessa ±1 % moduulipituisia tuotteita lauta- ja sydäntavara-asetteilla valmistettaessa verrattuna peruslaskelmaan. L = lauta-asete, S = sydäntavara-asete.
7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 Arvosaanto ( /t-m 3 ) Arvosaanto ( /t-m 3 ) 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 Arvosaanto ( /t-m 3 ) Arvosaanto ( /t-m 3 ) Moduulipituus Tukin pituus 1 9-1 1 9-1 9 8 8-9 7-8 6-7 9 8 8-9 7-8 6-7 7 6 5-6 4-5 3-4 7 6 5-6 4-5 3-4 5 4 3 2-3 1-2 -1 5 4 3 2-3 1-2 -1 2 2 1 2 1 2 Kuivaoksaraja (m) 4 Kuollut 6 oksa (mm) Kuivaoksaraja (m) 6 4 Kuollut oksa (mm) 11 1 9 Moduulipituus 1-11 9-1 8-9 7-8 11 1 9 Tukin pituus 1-11 9-1 8-9 7-8 8 7 6 6-7 5-6 4-5 3-4 8 7 6 6-7 5-6 4-5 3-4 5 4 3 2-3 1-2 -1 5 4 3 2-3 1-2 -1 2 2 1 Kuivaoksaraja (m) 2 4 Kuollut 6 oksa (mm) 1 Kuivaoksaraja (m) 6 4 2 Kuollut oksa (mm) Rungoille simuloidun arvosaannon, kuivaoksarajan ja paksuimman kuolleen oksan läpimitan riippuvuudet valmistettaessa sahatavaran moduulipituista tai tukin pituuden mukaista sahatavaraa. Sydäntavara-asete (ylh.) ja lauta-asete (alh.)
Suhteellinen tulos (%) Osuus (%) Osuus (%) 5 45 4 35 3 25 2 15 Sydäntavara-asete 2,2 2,8 3,4 4, 4,6 5 45 4 35 3 25 2 15 Lauta-asete 2,2 2,8 3,4 4, 4,6 A B C D Ei lautoja (syd.tav.aset A B C D 1 1 Erot=laudat-eilautoja 5 5 Terveoksainen A B C D Terveoksainen A B C D A B C 2 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2-2 -4-6 -8 2,2 m 2,8 m 3,4 m 4, m 4,6 m -1 Tukin latvaläpimitta (mm) Sahatavaran saanto (ylh.) ja tuotannon suhteellinen tulos (alh.) sydäntavara- ja lauta-asetteilla tukin latvaläpimittaluokan mukaan tukin pituuksilla 2,2-4,6 m tuotteiden, sahauskustannusten ja tukin perushinnan pohjalta laskettuna kuoretonta tukkitilavuutta kohti.
Sahapuun ja energiahakkeen rinnakkainen hankinta harvennusmänniköistä Tapio Wall, Harri Kilpeläinen, Erkki Verkasalo Metla (25)
VAIHTOEHTO 1 AINESPUUTA + RANKAHAKETTA NORMAALITUKKIA, PIKKUTUKKIA JA KUITUPUUTA (MAHDOLLISESTI) KARSITTUA RANKAA
VAIHTOEHTO 2: SAHAPUUTA + KOKOPUUHAKETTA Hakkuuvaihe NORMAALI- TUKKIA JA PIKKUTUKKIA (12+ cm) KOKOPUUTA SAHAKUITUA (8+ cm)
VAIHTOEHTO 2: SAHAPUUTA + KOKOPUUHAKETTA Metsäkuljetus ja tienvarsitoiminnot
Proportion of Scots pine whole tree volume 1 % 8 % 6 % 4 % 2 % Waste wood Branches for energy Delimbed stem for energy Small sawlog Sawlog % 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Diameter class (cm)
KANTORAHATULOT MÄNNIKÖN ENSIHARVENNUKSESSA JA TOISESSA HARVENNUKSESSA, /HA Korjuumenetelmä Ensiharvennus Toinen harvennus Normaalitukki + kuitupuu Normaali- ja pikkutukki + kuitupuu Normaali- ja pikkutukki + karsittu ranka Normaali- ja pikkutukki + kokoja osapuu 814 648 847 716 424 414 647 568
Suomalaisen pienpuun soveltuvuus EWP-tuotantoon Henrik Heräjärvi, Aki Jouhiaho, Vesa Tammiruusu, Tuula Nuutinen, Erkki Verkasalo (Metla), Tuomo Väärä (Kymenlaakson amk) Tukista tuplasti teknologiaohjelma / Tekes (22) Ensiharvennusmännystä tai koivusta rakennepuutuotteita?
Männyn ja koivun alueellisten metsäohjelmien mukaiset vuotuiset kuitupuun hakkuukertymät rinnankorkeusläpimittaluokissa 6-1 cm ja 11-15 cm tarkasteltavilla metsäkeskusalueilla kymmenvuotiskausittain (1 = 1998-227, 2 = 1999-228, 3 = 1997-226, 4 = 1997-226). Rinnankorkeusläpimittaluokka, cm 1. Lounais-Suomi 2. Häme-Uusimaa 3. Kaakkois-Suomi 4. Etelä-Pohjanmaa Hakkuukertymät 1-vuotiskausittain, 1 m 3 /a 1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3. Mänty 6-1 41 76 73 54 59 19 56 51 15 34 38 3 11-15 167 187 246 123 155 179 159 145 9 163 182 163 Yhteensä 28 263 319 177 214 198 215 196 15 197 22 193 Koivu 6-1 3 44 48 42 63 2 3 4 2 33 33 5 11-15 12 116 142 9 19 121 74 89 112 121 143 13 Yhteensä 15 16 19 132 172 141 14 129 132 154 176 18 Mänty + koivu 6-1 71 12 121 96 122 39 86 91 35 67 71 8 11-15 287 33 388 213 264 3 233 234 22 284 325 293 Yhteensä 358 423 59 39 386 339 319 325 237 351 396 373
44 42 Tehdashinta, /m 3 4 38 36 34 32 3 K-S H-U L-S E-P K-S H-U L-S E-P K-S H-U L-S E-P Metsäkeskusalue Kantohinnat nykytasolla Kantohinnat nykytaso + 2% Kantohinnat nykytaso - 2% Mänty- ja koivuraaka-aineen keskiarvotehdashinnat Kaakkois- Suomessa (käyttöpaikka Kotka), Häme-Uusimaalla (Helsinki), Lounais-Suomessa (Rauma) ja Etelä-Pohjanmaalla Vaasa. Korjuukustannus 11 /m 3 (vasen pylväikkö), 13 /m 3 (kesk. pylväikkö) ja 15 /m 3 (oik. pylväikkö).
OSB:n, LSL:n ja OSL:n tuotantokustannusten kannattava maksimitaso (T) ja raakaainekustannusten suhteellinen osuus (S) tuotteen markkinahinnasta (M, fob) käytettäessä mänty- ja koivupienpuuta tehdashintatasolla (R) 35 /m 3. Tuote Raaka-aineen tehdashinta, /m 3 Tuotteen markkinahinta (fob), /m 3 Tuotantokustannusmaksimi, /m 3 Raaka-ainekustannuksen osuus tuotteen markkinahinnasta, % R M T = M 2,5R S = (2,5R / M) * 1 OSB 35 2 112,5 43,8 LSL 35 5 412,5 17,5 OSL 35 35 262,5 25,
Muita tutkimus- ja kehityshankkeita 1 1. Ensiharvennusten korjuuolot ja niiden parantamismahdollisuudet. Sirén, M., Tanttu, V. & Stöd, R. Puuenergian teknologiaohjelma / Tekes, 1999-23 - Osatutkimus: Jäävän puuston ja poistuman tekninen laatu ensiharvennusmänniköissä (Stöd ym. 23) 2. Ensiharvennuskuusikoiden ja männiköiden ulkoinen laatu ja pyöreän rakennuspuun kertymä. Stöd, R. Pro gradu tutkimus (julkaistu 2). Joensuun yliopisto. EU FAIR-CT 95-91-projekti / VTT. 3. Ensiharvennusmännyn ja -kuusen pieniläpimittaisen pyöreän puun ja sahatavaran oksaisuus, kieroutuminen ja mekaaniset ominaisuudet Etelä-Suomessa, Boren, H. 1997-21. Väitöskirja (julkaistu 21). Joensuun yliopisto. EU FAIR-CT 95-91-projekti / VTT, Metla.
Muita tutkimus- ja kehityshankkeita 2 4. Pieniläpimittaisen koivun hyödyntäminen huonekaluteollisuuden tarpeisiin. Lindblad, J., Tammiruusu, V., Kilpeläinen, H., Lehtimäki, J., Heräjärvi, H., Verkasalo, E. EU:n EMOTR-ohjelma / Etelä-Savon TE-keskus ja neljä pk-yritystä (21-23). 5. Sahauskelpoisen harvennuskoivun korjuu ja kertymät sekä sahatavaran saanto ja laatu. Lehtimäki, J. Pro gradu-tutkimus (julkaistu 22). Joensuun yliopisto. WoodWisdom-tutkimusohjelma / Suomen Akatemia ja MMM (1998-21). 6. Hirvieläinten vaurioittaman koivun laatu. Pulkkinen, A. Pro gradu-tutkimus (julkaistu 29). Joensuun yliopisto. MMM (27-28)
Muita tutkimus- ja kehityshankkeita 3 7. Puutavaralajien tuoretiheystaulukot II. Lindblad, J. Metla (28-21) - Käsittää myös mänty- ja kuusipikkutukkien tuoretiheyden vaihteluanalyysit ja alueelliset muuntokertoimet 8. Ojitettujen turvemaiden taloudellinen ensiharvennuspotentiaali. Bergroth,J., Ihalainen, A., Heikkilä, J. Metsäteho Oy (28) - Käsittää myös mänty- ja kuusipikkutukkien teknis-taloudelliset hakkuumahdollisuusarviot
Käynnissä olevia / raportoitavia hankkeita 1. Pienpuuhun pohjautuvien liimattujen rakennetuotteiden ja piha- ja ympäristörakentamisen tuotteiden ominaisuudet. Heräjärvi, R., Stöd, R. Puumiesten ammattikasvatussäätiö ja kaksi pk-yritystä (28-21). 2. Harvennusmänty puutuoteteollisuuden raaka-aineena. Stöd, R. Väitöskirjatutkimus (viisi osatutkimusta). Joensuun yliopisto / Itä-Suomen yliopisto.
Kirjallisuutta Bergroth,J., Ihalainen, A., Heikkilä, J. 28. Ojitettujen turvemaiden taloudellinen ensiharvennuspotentiaali. Metsätehon katsaus 13. 4 s. Boren, H. 2. Pienpuun käytön lisääminen mekaanisessa puunjalostusteollisuudessa. Esiselvityksen loppuraportti. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 761: 58 s. Boren, H. 21. Factros affecting the knottiness, twisting and mechanical properties of pith enclosed round and sawn timber of Scots pine (Pinus sylvestris) and Norway spruce (Picea abies) from thinnings in Southern Finland. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 87. 164 s. Väitöskirja. Boren, H. & Barnard, G. 2. Analysis of the strength and stiffness properties for small diameter round Scots pine timber tested in bending and compression parallel to the grain. Paperi ja Puu Paper and timber 82(1): 48-56. Hakkila, P., Saranpää, P., Kalaja, H. & Repola, J. 22. Suomalainen havukuitupuu. Laadunvaihtelu ja hallinta. Moniste. Metsäntutkimuslaitos, Vantaa. Heräjärvi, H. 25. Puutuotteille kilpailukykyä teknologia-, tuote- vai organisaatioinnovaatioilla? Julkaisussa Heräjärvi, H. & Hakkila, P. (toim.). Metsän ja puun asialla. Professori Matti Kärkkäinen 6 vuotta. Silva Carelica 51: 12-16. Heräjärvi, H., Jouhiaho, A., Tammiruusu, V., Nuutinen, T., Väärä, T. & Verkasalo, E. 23. Mänty- ja koivupienpuun käyttömahdollisuudet rakennepuutuotteissa (EWP). Tekesin osarahoittaman esiselvityshankkeen loppuraportti. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 89. 59 s. + liitteet 2 s. Lehtimäki, J. 22. Sahauskelpoisen harvennuskoivun korjuu ja kertymät sekä sahatavaran saanto ja laatu.joensuun yliopisto, metsätieteellinen tiedekunta. Metsä- ja puuteknologian pro gradu. 63 s. + liitteet.
Lindblad, J., Tammiruusu, V., Kilpeläinen, H., Lehtimäki, J., Heräjärvi, H. & Verkasalo, E. 23. Pieniläpimittaisen koivun hyödyntäminen huonekaluteollisuuden tarpeisiin. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 899. 68 s. Nurmi, J., Verkasalo, E. & Kokko, A. (toim.). 22. Pohjanmaan puunlaatu ja käyttö. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 861: 95-14. Pulkkinen, A. 29. Hirvieläinten vaurioittaman koivun laatu. Joensuun yliopisto,metsätieteellinentiedekunta. Metsäympäristön hoidon ja suojelun pro gradu tutkielma. 44 s. Ranta-Maunus, A. (ed.). 1999. Round small diameter timber for constructions. Final report of the project FAIR CT-9591. VTT Publications 383. VTT Building Technology. 91 s. Repola, J. 28. Models for vertical density of Scots pine, Norway spruce and birch stems, and their application to determine average wood density. Silva Fennica 4(4): 673-685. Riekkinen, M. & Verkasalo, E. (toim.). 22. Itä-Suomen puunlaatu ja käyttö. Tutkimuspäivä Kuopiossa 23.1.21. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 855: 57-65. Stöd, R. 22. Ensiharvennusmänniköiden ja kuusikoiden teknillinen laatu käytössä pyöreänä rakennuspuuna. Julkaisussa: Nurmi, J., Verkasalo, E. & Kokko, A. (toim.). Pohjanmaan puunlaatu ja käyttö. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 861: 25-3. Stöd, R. 22. Ensiharvennusmänniköiden ja kuusikoiden teknillinen laatu sahauksessa. Julkaisussa: Riekkinen, M. & Verkasalo, E. (toim.). Itä-Suomen puunlaatu ja käyttö. Tutkimuspäivä Kuopiossa 23.1.21. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 855: 67-72. Stöd, R. & Heräjärvi, H. 21. Ultrasound measurements of glulam beams to assess bending stiffness and strength, Julkaisussa: Ridley-Ellis, D. & Moore, J. Proceedings of Final Conference of COST Action E53. The Future of Quality Control for Wood & Wood Products, 4th-7th May 21. 8 s.
Stöd, R. & Kilpeläinen, H. 26. Knot properties of Scots pine saw timber trees from thinning stands. Julkaisussa: Kurjatko, S., Kúdela, J. & Lagana, R. (eds.). Proceedings of the 5th IUFRO symposium Wood Structure and Properties '6 held on September 3-6, 26 in Sliac - Sielnica, Slovakia. Arbora Publishers, Zvolen. Ss. 149-154. Stöd, R., Kilpeläinen, H. & Wall, T. 26. Yield and technical quality of Scots pine saw timber from thinnings on drained peatlands and mineral soils in Finland. Baltic Forestry 12(2): 17-183. Stöd, R., Tanttu, V., Sirén, M. & Verkasalo, E. 23. Jäävän puuston ja poistuman tekninen laatu ensiharvennusmänniköissä. Metsätieteen aikakauskirja Folia Forestalia 4/23: 439-464. Tahvanainen, T., Kilpeläinen, H., Sikanen, L., Heräjärvi, H., Lindblad, J. & Verkasalo, E. 28. Combined production of sawn timber and firewood billets at a birch sawmill in Finland: A simulation approach. Wood Material Science and Engineering 3(1 2): 1 11. Verkasalo, E., Tahvanainen, T., Kilpeläinen, H., Sikanen, L., Heräjärvi, H. & Lindblad, J. 25. Wood fuels in birch saw mills' product palette in Finland. Julkaisussa: Asplund, D. (toim.). Bioenergy in Wood Industry 25, 12. 15.9.25 - Book of Proceedings. FINBIO Publications 32: 243 25. Verkasalo, E. & Wall, T. 25. Pikkutukit sahateollisuudessa. Julkaisussa: Hänninen, R. & Sevola, Y. (toim.). Metsäsektorin suhdannekatsaus 25-26. Ss. 62-65. Metsäntutkimuslaitos, Vantaa. Verkasalo, E., Wall, T. & Fröblom, J. 26. Harvennusmänniköistä sahapuuta ja jatkojalostuskelpoista sahatavaraa kannattavasti? Puumies 51(3): 5-9. Wall, T., Fröblom, J., Kilpeläinen, H., Lindblad, J., Heikkilä, A., Song, T., Stöd, R. & Verkasalo, E. 25. Harvennusmännyn hankinnan ja sahauksen kehittäminen. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 943. 129 s. + liitteet 13 s. Wall, T., Kilpeläinen, H. & Verkasalo, E. 25. Parallel procurement of small-diameter logs for saw milling and forest chips for energy in commercial thinnings of Scots pine (Pinus sylvestris) in Finland. Julkaisussa: Asplund, D. (ed.). Bioenergy in Wood Industry 25, 12.-15.9.25 Book of Proceedings. FINBIO Publication 32. Ss. 233-24.