Mänty- ja kuusikuitupuun ominaisuudet Etelä-Suomessa – laadun vaihtelu ja hallinta

Abstract

Puumassateollisuus on suurin puuraaka-aineen käyttäjä ja jalostaja Suomessa. Raaka-aineen kokonaiskäyttö on kasvanut systemaattisesti selluteollisuuden kasvun myötä vuodesta 2009, vaikka mekaanisten massojen valmistus on vähentynyt ja paino- ja kirjoituspapereita valmistava teollisuus on supistunut. Selluteollisuuden raaka-aineen käytön odotetaan edelleen kasvavan tehtaiden uus-, laajennus- ja korvausinvestointien todennäköisesti edetessä 2020-luvulla. Puumassateollisuudessa käytettävän kuitupuun ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa ja niiden vaihtelua voidaan hallita puutavaralogistiikassa ja puunjalostuksessa vain rajallisesti, koska laatu muodostuu paljolti puun kasvu- ja tuotantovaiheessa. Lähtökohta kuitupuun ominaisuuksiin perustuvalle puutavaran ohjaukselle on laatua kuvaavien ominaisuuksien tuntemus. Kuitupuun kyseessä ollessa mahdollisuudet puutavaran laadun mittaamiseen tai laatulajitteluun puunjalostusprosessin ohjauksessa ovat rajalliset. Laadun arvioimiseksi voidaan mitata puutavaran teknisiä ominaisuuksia, tai käyttää laadun selittäjinä puutavaraerään sidottuja taustatekijöitä, kuten leimikon metsän kasvupaikkatyyppi, kehitysluokka tai hakkuutapa. Näiden laatuindikaattoreiden perusteella on edellytyksiä arvioida puutavaran soveltuvuutta erilaisiin käyttökohteisiin, raaka-aineen, kemikaalien ja energian kulutusta ja raaka-aineen käyttäytymistä tuotannossa. Tässä tutkimusraportissa tarkastellaan laajan empiirisen tutkimuksen perusteella kuitupuun makrotason laatua kuvaavia suureita, niiden vaihtelua rungon sisällä ja runkojen välilllä sekä metsiköiden sisällä ja metsiköiden välillä. Lisäksi esitetään suureiden keskinäisiä yhteyksiä sekä taustatekijöiden selitysvoimaa suureiden arvojen vaihtelussa. Tutkimuksen havainnollistamiseksi kuvataan aluksi puutavaran laadun keskeistä käsitteistöä ja merkitystä sekä puuaineen lustonmuodostusta ja kemiallista rakennetta ja niiden hyödyntämistä kuitupuun laadun hallinnan peruselementteinä. Laadun selittäjien tarkastelussa keskitytään tekijöihin, jotka ainakin teoriassa ovat otettavissa huomioon kuitupuun laatuun perustuvassa ohjauksessa osana hankinta- ja toimitusketjua. Tällaisia ovat muun muassa pölkyn läpimitta, pölkyn sijainti rungossa sekä runkojen ja metsiköiden välinen vaihtelu. Tutkimuksessa tarkastellut mänty- ja kuusikuitupuun ominaisuuksia kuvaavat suureet ovat muun muassa vuosiluston leveys, nuorpuun ja oksapuun määrä, sydänpuuosuus, kuoren paksuus ja tilavuus- ja kuivamassaosuus, kaatotuoreen puun kosteus sekä puuaineen ja kuoren kuiva-tuoretiheys. Tarkastelu perustuu 600 mäntykoepuuta ja 585 kuusikoepuuta kattavaan tutkimusaineistoon. Lähes kaikkien edellä mainittujen suureiden arvot muuttuvat rungon säteen, pituuden, tai näiden molempien, suunnassa. Tämän seurauksena pölkkyjen sijainti rungossa tai pölkyn läpimitta ovat teoriassa laatusuureiden tehokkaita selittäjiä, ja siten mahdollisia kuitupuun laatuohjauksen perusteita käytännön puutavaralogistiikassa. Asian tekee monimutkaisemmaksi se, että myös jällen ikä ja luston leveys ovat yhteydessä laatusuureisiin, mikä heikentää esimerkiksi läpimitan hyödyntämismahdollisuutta laadun selittäjänä. Lisäksi metsikön kehitysluokka ja hakkuutapa vaikuttavat oleellisesti siihen, mihin rungonosiin kuitupuun katkonta kohdistuu. Mitä pienempiin käsittely-yksiköihin laadun ohjaus kohdistuu, sitä tehokkaammin voidaan vaikuttaa kuitupuun laatuun. Kääntöpuolena on käsiteltävien erien pienentyminen, kustannusten nousu ja haasteet sovittaa laadun ohjauksessa tarvittavia menettelyitä puunkorjuuseen tai puutavaralogistiikkaan. Käytännölliseltä kannalta kysymykseen tulevia kuitupuun laadun ohjauksen keinoja voisivat olla 1) leimikoittainen ohjaus, jossa otetaan huomioon paitsi hakkuutapa, myös puuston ikä, kasvunopeus ja käsittelyhistoria, 2) pölkyttäinen lajittelu, joka toteutettaisiin korjuun yhteydessä ottamalla huomioon esimerkiksi pölkyn läpimitta tai sijainti rungossa ja 3) kuormittainen lajittelu tehdasvastaanotossa, jonka tuoma lisäarvo ja toisaalta toteutusedellytykset nykyisin vallalla olevilla tehdasmittausmenetelmillä ovat kuitenkin rajalliset.