Puutuoteteollisuuden prosessit ovat tärkeä osa biotalouskoneistoamme. Luken puutieteen ja -teknologian tutkijoilla on vankkaa asiantuntemusta puutuoteteollisuuden valmistusprosesseista sekä niihin liittyvistä raaka-aineen ja tuotteiden laadun hallintamenetelmistä.

Puutuoteteollisuus voidaan jakaa perus- ja jatkojalostavaan teollisuuteen. Perusteollisuutta ovat sahaus sekä puulevyjen (vaneri, viilupuu, lastulevyt, kuitulevyt) ja puupylväiden valmistus. Jatkojalostavaa teollisuutta on muu puutuoteteollisuus, joka käyttää perusteollisuudesta saatavia jalosteita esimerkiksi kalusteiden, ovien, ikkunoiden tai valmistalojen tuottamiseen.

Vaneria, viilua ja liimapuuta viedään

Suomi on markkinajohtajana ”kokoansa isompi” maa eräiden korkean lisäarvon puutuotteiden kuten koivuvanerin, viilupuun, liimapuun, lämpökäsitellyn puun ja hirsitalojen valmistajana. Näiden ja tärkeimmän puutuotteemme, havusahatavaran, tuotannosta yli puolet menee vientiin. Vientituloja saadaan noin kaksi miljardia euroa vuosittain. Jatkojalostava teollisuus on voimakkaammin kotimarkkinateollisuutta, mutta sekin tuottaa vientituloja noin puoli miljardia euroa joka vuosi.

Puutuoteteollisuus käyttää puuraaka-aineen sataprosenttisesti. Varsinaisiin puutuotteisiin päätyy puolet puuraaka-aineesta. Toisen puolen muodostavat sivuvirrat, kuten kuori, sahanpuru, hake, tasauspätkät, sorvipurilaat ja lastut. Ne ovat selluloosa-, energia- sekä lastu- ja kuitulevyteollisuudelle tärkeitä raaka-aineita. Jatkossa niitä käytettäneen raaka-aineina myös kemian teollisuudessa.

Luken tutkimus on laaja-alaista

Luke on puuraaka-ainevarojen, puun laadun, laatukasvatuksen ja puun ominaisuuksien teollisen hyödyntämisen paras asiantuntija Suomessa. Tutkimus on laaja-alaista, sahaustekniikasta puuaineen modifiointiin.

Sahaus-, viilutus-, lastutus- ja kuivausprosessien optimointi on yhdistelmä raaka-aineen hallintaa, prosessitekniikkaa ja tuotantotaloutta. Esimerkiksi pikkutukin sekä koivun ja haavan sahaukseen on Luken tutkimusten perusteella kehitetty tekniikat, jotka sopivat juuri näihin raaka-aineisiin ja niistä tehtäviin tuotteisiin. Vanerikoivulle on laadittu alkuperän ja koon mukaisia prosessi- ja tuotesuosituksia. Kone- ja laitevalmistajat ovat kiinnostuneita siitä, millaiselle raaka-aineelle ja tuotepaletille heidän on jatkossa tarjottava tuotteita. Luke on kehittänyt toimintokohtaista kustannuslaskentaa sahojen tuotanto- ja investointisuunnitteluun.

Kuivaus on osa puuraaka-aineen hallinnan tutkimusta. Puun kosteus poistetaan kuivaamalla se alle 20 painoprosentin kosteussuhteeseen. Vasta tämän jälkeen sahatavara ja viilut voidaan höylätä tai hioa, jatkaa tai liimata tai lajitella lujuuden ja laadun mukaan. Kuivattaessa puutavaran lujuus paranee, eikä se homehdu tai saa väri- tai lahovikoja.

tuikekuva
Männyn sydänpuussa on hyödyllisiä uuteaineita, stilbeenejä, jotka tekevät sydänpuusta luontaisesti lahonkestävän materiaalin. TUIKEPUU-projektissa kehitetään menetelmää, jonka avulla männyn sydänpuun uuteainepitoisuuksia voidaan mitata luotettavasti. Alimpana on männystä otettu kairanlastu normaalivalossa ja ylempänä näkyy UV-valon herättämä fluoresenssi lastussa ja puukiekossa. Kuva: Kean-Jin Lim.

Puutuotteiden ominaisuuksia voidaan muuttaa modifioimalla tai kyllästämällä. Modifioinnissa puun ominaisuuksia muokataan lämmön, paineen tai ympäristöystävällisten kemikaalien avulla. Puuta modifioidaan, jotta sille saataisiin parempi sään-, homeen- tai lahonkesto, mitta- ja muotopysyvyys tai muu haluttu ominaisuus. Yleisin modifiointimenetelmä on lämpökäsittely. Suomi on suurin lämpökäsitellyn puun tuottajamaa. Lämpökäsiteltyä puuta käytetään ulkoverhouksissa, terassilautoina, ikkunoissa, saunan lauteissa ja huonekaluissa. Lukessa on tutkittu muun muassa teollisessa mittakaavassa käynnistymässä olevaa termo-mekaanista modifiointikäsittelyä, jossa puumateriaalia ensin puristetaan lämmön ja kosteuden avulla tiheyden kasvattamiseksi ja lopuksi lämpökäsitellään.

Kyllästysprosessissa puun solukoihin viedään ylipaineen avulla kyllästeaineita, jotka parantavat puun lahonkestoa. Kyllästeaineet ovat ympäristölle haitallisia. Vaativimpien puurakenteiden (pylväät, ratapölkyt) kyllästämiseen käytetään kivihiilitervaa eli kreosoottia. Yksityiseen käyttöön tulevat puurakenteet voi tehdä kuparisuolakyllästetystä puusta. Puun luontaisen kestävyyden tutkimuksissa Lukessa keskitytään sään- ja lahonkeston kemiallisiin perusteisiin ja tunnistamiseen nopeilla menetelmillä.

Tutkimustietoa ja asiantuntijapalveluja

Luken tuottamaa tietoa puusta valmistusprosesseissa ja aihepiirin asiantuntijapalveluja hyödyntävät puutuotteiden valmistajat, puutuotealan kone- ja laitevalmistajat, tuote- ja teknologiakehitystyön tekijät, puutuotteiden ja puuta eri muodoissaan sisältävien yhdistelmätuotteiden käyttäjät sekä puuntuottajat.

Luke tutkii myös eri tavoin käsiteltyjen puunäytteiden sään- ja lahonkestoa asiakkaiden tarpeiden mukaisesti räätälöidyillä pitkäaikaiskestävyyden testausjärjestelyillä.

Yläreunan kuva: Henrik Heräjärvi, Luke.

 

 

Katso myös