Maa- ja elintarviketalous 31 Maa- ja elintarviketalous 31 Teknologia Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Pasi Suomi, Timo Lötjönen, Hannu Mikkola, Anna-Maija Kirkkari ja Reetta Palva 31 Kansi met31edit.pmd 12.9.2003, 13:221 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Maa- ja elintarviketalous 31 100 s., 1 liite Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Pasi Suomi, Timo Lötjönen, Hannu Mikkola, Anna-Maija Kirkkari ja Reetta Palva ISBN 951-729-797-1(Painettu) ISBN 951-729-798-X (Verkkojulkaisu) ISSN 1458-5073 (Painettu) ISSN 1458-5081 (Verkkojulkaisu) www.mtt.fi/met Copyright MTT Pasi Suomi, Timo Lötjönen, Hannu Mikkola, Anna-Maija Kirkkari ja Reetta Palva Julkaisija ja kustantaja MTT Jakelu ja myynti MTT maatalousteknologian tutkimus (Vakola), 03400 Vihti Puhelin (09) 224 251, telekopio (09) 224 6210 sähköposti:julkaisut@mtt.fi Julkaisuvuosi 2003 Pohjakartta © Maanmittauslaitos, lupanro 131/MYY/03 Kannen kuva: Timo Lötjönen Painopaikka Data Com Finland Oy 3 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Pasi Suomi1), Timo Lötjönen1), Hannu Mikkola1), Anna-Maija Kirkkari2) ja Reetta Palva2) 1)MTT (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus) maatalousteknologian tutkimus (Vakola), Vakolantie 55, 03400 Vihti, pasi.suomi@mtt.fi, timo.lotjonen@mtt.fi, hannu.j.mikkola@mtt.fi 2)Työtehoseura (TTS), PL 13, Kiljavantie 6, 05201 Rajamäki, anna-maija.kirkkari@tts.fi, reetta.palva@tts.fi Tiivistelmä Tutkimuksessa selvitettiin, miten viljankorjuun kustannuksia on mahdollista alentaa. ”Viljasadon korjuu ja varastointi” –tutkimuksessa tehtyä tietokone- laskentamallia kehitettiin edelleen siten, että mallissa voidaan nyt käyttää oikeaa, tilakohtaista tilustietoa, joka ottaa huomioon lohkojen etäisyyden ja koon keskiarvotietojen sijasta. Malli soveltuu erityisesti tilakohtaiseen kor- juu- ja varastointiketjun optimointiin. Se ottaa huomioon myös korjuun vii- västymisestä aiheutuvat laatu- ja määrätappiot. Mallilla tehtyjen simulointien mukaan lohkojen sijainti etäällä talouskeskuk- sesta ja lohkojen pieni koko lisäävät vain vähän korjuun muuttuvia kustan- nuksia. On siis perusteltua hankkia viljelykseen kaukanakin olevia peltoloh- koja, jotta olemassa oleva korjuukapasiteetti voidaan hyödyntää tarkasti. Lähes yhtä alhaisiin kustannuksiin päästään, jos pienet tilat verkottuvat ja työt hoidetaan yhteisillä koneilla. Viljan kuivaaminen keskitetysti suuritehoi- sessa teollisuuskuivurissa on edullista pienille ja keskisuurille tiloille. Kuivaamon suunnitteluvaiheessa voidaan säästää jopa 35% kuivaamon han- kintamenoista rakenneosia karsimalla. Seinät ja katto voidaan jättää joissakin tapauksissa pois, ja varastosiilojen lukumäärää voidaan vähentää. Maatilalla tehdyt kuivurimittaukset osoittivat, että viljan kuivaaminen 30 C-astetta ny- kyistä kuumemmalla ilmalla vähentää kuivurin polttoaineenkulutusta 10-15% ja lisää kuivauskapasiteettia. Kuivurin paloturvallisuus on syytä tarkastaa kunnan palotarkastajan ja vakuutusyhtiön edustajan kanssa, jos kuivausläm- pötila nostetaan yli 80 C-asteen. Kuivausilman lämpötilan nostaminen voi alentaa viljan itävyyttä ja heikentää siten leipä- ja siemenviljan sekä mal- lasohran laatua. Viljan tuoresäilöntä on todennäköisesti edullisin vaihtoehto, jos tilalla tuote- taan vain rehuviljaa karjan ruokintaa varten. Tuoresäilönnän yleistyminen on kuitenkin tähän saakka ollut hidasta. Jotta menetelmä yleistyisi, sen rakenta- miseen tulisi myöntää vastaavia investointitukia kuin kuivureille. Asiasanat: viljankorjuu, varastointi, kustannukset, mallintainen, simulointi 4 Grain harvesting and storage on enlargening farm Pasi Suomi1), Timo Lötjönen1), Hannu Mikkola1), Anna-Maija Kirkkari2) ja Reetta Palva2) 1)MTT Agrifood Research Finland, Agricultural Engineering Research (Vakola), Vakolantie 55, FIN-03400 Vihti, Finland, pasi.suomi@mtt.fi, timo.lotjonen@mtt.fi, hannu.j.mikkola@mtt.fi 2)TTS-Institute, (The Work Efficiency Institute), PL 13, Kiljavantie 6, FIN-05201 Rajamäki, Finland, anna-maija.kirkkari@tts.fi, reetta.palva@tts.fi Abstract The target of this research was to study how grain harvesting and storage costs can be decreased. An existing computer simulation program was devel- oped further so, that the program can now utilise real farm data, for example information of field distances and field sizes. The developed model calculates also qualitative and quantitative losses, which are caused by delay of the harvest. The simulations showed, that small size of field parcels and long distance from farm centre increases the variable costs of harvesting only by very little amount. So it is profitable also to acquire fields for cultivation quite far from the location of the farm centre to utilise the existing harvesting capacity. Nearly as low costs are achieved, if small farms create a network, where the jobs are conducted with common machines. The centralized grain drying in high performance dryer can be an economical solution for small and middle- sized farms. The building price of grain dryer can be decreased even 35%, if some struc- tures of the building are excluded during planning. In some cases the roof and walls can be left out and number of grain silos can be decreased. Measure- ments conducted on farm-scaled grain dryer showed that raising the drying air temperature by 30 ºC decreases the fuel consumption by 10 – 15% and increases the capacity of the grain dryer. In Finland fire safety of grain dryers have to be checked by local fire and insurance inspectors, if the drying air temperature is raised over 80 ºC. Raising the drying air temperature can decrease germination of grains and it can so debase quality of bread grain, seed grain and malt barley. Fresh preservation of grain is probably the most economical storage method, if grains are produced only for feeding cattle. Fresh preservation has been a minor method for a long time in Finland. This method should get the same investment subsidies as grain dryers, if fresh preservation is to become a more common method. Index words: grain, harvest, storage, costs, modelling and simulation 5 Alkusanat Tämä tutkimus on yksi seitsemästä tutkimuksesta, jotka toteutettiin osana Maatilatalouden kehittämisrahaston Laajenevan maatilayrityksen tutkimusoh- jelmaa (LATURI). Laturin osatutkimuksista viisi keskittyi selkeästi rakenta- mistekniikkaan tai rakentamisen talouteen ja yksi kotieläinsuojien paloturval- lisuuden parantamiseen. Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena oli etsiä keinoja viljankorjuun kustannusten alentamiseen. Suomalainen tapa korjata viljaa ei ole juuri muuttunut aikana, jonka Suomi on ollut Euroopan Unionin jäsen. Useimmat tilat puivat viljan omalla leik- kuupuimurillaan ja kuivaavat sen omassa lämminilmakuivurissaan. Suurinta osaa viljasta käsitellään kuin se olisi mallasohraa tai siemenviljaa. Suomalai- nen korjuutapa on erittäin kallis. Viljan keskimääräinen tuotantokustannus on lähes kolminkertainen viljan markkinahintaan nähden. Toimintatapa on jään- ne ajalta, jolloin kansallista ja jopa tilakohtaista leipäviljaomavaraisuutta pidettiin tärkeänä tavoitteena. Viljaa on pyritty käsittelemään siten, etteivät korjuu ja sen jälkeinen käsittely vaaranna viljan käyttöä kaikkein vaativim- piinkaan tarkoituksiin. Katovuosiakin on kohdattu, mutta siitä huolimatta suomalaiset ovat saaneet syödäkseen ruisleipää ja vehnäleivonnaisia, vaikka- kin osa viljasta on saatettu tuoda tällöin ulkomailta. Ajallisuuskustannus on pienentynyt viljan hinnan alentumisen takia. Tämä merkitsee pitempää korjuukautta ja ehkä joinain vuosina myös sitä, että viljaa jää ylivoimaisten sääolojen vuoksi korjaamatta. Viljaan on edelleen syytä suhtautua kunnioituksella, koska se on ihmisten tärkeä ravinnonlähde eikä sitä ole kaikille riittävästi. Kunnioitus ei saa kuitenkaan estää tarkoituksen- mukaisten ja nykyistä edullisempien viljankäsittelytapojen käyttöön ottoa. Suurin osa viljasta on rehua, jota voidaan käsitellä tehokkaammin ja edulli- semmin menetelmin kuin leipäviljaa. Rehuvilja voidaan myös säilöä kuivaa- matta. Leipävilja, mallasohra ja siemenvilja vaativat hellävaraisempaa käsit- telyä, mutta tilakohtaisesti pitää harkita, kattaako lisähinta korkeammat tuo- tantokustannukset. Viljatilojen rakennekehitys on ollut hitaampaa kuin muilla päätuotantoaloilla. Yhteistoiminta ja verkottuminen yleistyvät verkkaisesti. Tässä tutkimuksessa haluammekin tuoda esiin toimintatapoja ja ajattelumalleja, joilla voitaisiin alentaa erityisesti viljankorjuun kiinteitä kustannuksia. Lääkkeet ovat periaat- teessa yksinkertaisia. Kustannukset on pidettävä kurissa ja niiden jakajaksi on saatava enemmän kiloja. Koska viljan hehtaarisatojen kasvu näyttää laantu- neen tai jopa pysähtyneen, kaikkea käytöstä poistuvaa konekapasiteettia ei kannata korvata uudella. Se merkitsee, että osa viljelijöistä luopuu kokonaan omasta puinti- tai kuivauskapasiteetistaan ja osa viljelijöistä tähtää jo inves- tointia tehdessään siihen, että hankittava kapasiteetti tulee urakoinnin tai yh- teiskäytön kautta täysin hyödynnettyä. 6 Tämän raportin kirjoittamiseen ovat osallistuneet MTT/Vakolasta Pasi Suo- mi, Timo Lötjönen, ja Hannu Mikkola sekä Työtehoseurasta Anna-Maija Kirkkari ja Reetta Palva. Pasi Suomi on kirjoittanut luvut 6/Viljan korjuu- ja käsittelyjärjestelmä –analysointi ja 7/Simuloinnit. Timo Lötjönen on kirjoit- tanut luvusta 5/Viljankuivauksen kehittäminen osat 5.3 ja 5.6 sekä luvusta 8/Johtopäätökset osat 8.1 ja 8.2. Hannu Mikkola on kirjoittanut luvun 3/Tilan laajenemisen dynamiikka, luvusta 5/Viljankuivauksen kehittäminen osan 5.1 sekä luvusta 8/Johtopäätökset osan 8.3. Anna-Maija Kirkkari on kirjoittanut luvusta 5/Viljankuivauksen kehittäminen osat 5.2 ja 5.5. Reetta Palva on kirjoittanut luvusta 5/Viljankuivauksen kehittäminen osat 5.4 ja 5.7. Agrolo- giopiskelija Heidi Kemppainen teki viljan itävyysmääritykset osana loppu- työtään (Kemppainen 2002). Tutkimusryhmä kiittää Maatilatalouden kehittämisrahastoa merkittävästä rahallisesta tuesta, joka on mahdollistanut tutkimuksen tekemisen. Lisäksi ryhmä haluaa kiittää Antti-Teollisuus Oy:tä, Botnia Grain Oy:tä, Suomen Viljava Oy:tä ja yksittäisiä viljelijöitä, jotka antoivat tilatietoja tutkijaryhmän käyttöön. Ryhmä kiittää myös tutkimuksen valvojakuntaa, joka on arkkitehti, rakennusneuvos Pertti Toivarin (MMM, Maaseutu- ja luonnonvaraosas- to/Rakentamis-yksikkö) johdolla valvonut ja ohjannut tutkimuksen toteutus- ta. Kannustavat kommentit ja aito mielenkiinto saavutettuja tuloksia kohtaan ovat auttaneet tutkimuksen loppuun saattamisessa. Tutkimusryhmä haluaa kiittää myös professori Hannu Haapalaa, jonka panos tutkimuksen alkuun saattamiseksi oli merkittävä. Vihdissä 29. elokuuta 2003 Tutkijaryhmä: Pasi Suomi, Timo Lötjönen, Hannu Mikkola, Anna-Maija Kirkkari ja Reetta Palva 7 Sisällysluettelo 1 Johdanto ................................................................................................. 12 2 Tavoitteet................................................................................................ 13 3 Tilan laajenemisen dynamiikka.............................................................. 13 3.1 Tilarakenteen kehitys........................................................................ 14 3.2 Tilusrakenteen kehitys ...................................................................... 16 3.2.1 Etäisyyskustannus ja viljelyn kannattavuusraja...................... 16 3.2.2 Tilusrakenteen muutosten vaikutus kannattavuuteen ............. 18 3.3 Viljatilojen kannattavuus .................................................................. 19 4 Leikkuupuinti ......................................................................................... 21 4.1 Leikkuupuinnin nykytila................................................................... 21 4.2 Leikkuupuinnin tulevaisuuden näkymät ........................................... 23 5 Viljankuivauksen kehittäminen.............................................................. 24 5.1 Lämminilmakuivaamon paloturvallisuus.......................................... 24 5.2 Kuivauksen vaikutus viljan laatuun.................................................. 25 5.2.1 Kuivauksen vaikutus viljan itävyyteen ................................... 26 5.2.2 Kuivauksen vaikutus viljan leivontalaatuun ........................... 27 5.2.3 Kuivauksen vaikutus rehuviljan laatuun................................. 28 5.2.4 Kuivurin säätöjen vaikutus viljan laatuun ja kustannuksiin.... 28 5.3 Case-tutkimus: Kuumailmakuivuri................................................... 29 5.3.1 Mittausten taustaa ................................................................... 29 5.3.2 Mittausjärjestelyt .................................................................... 30 5.3.3 Mittaustulokset ....................................................................... 32 5.3.3.1 Lämpötilan noston vaikutus energian kulutukseen... 32 5.3.3.2 Lämpötilan noston vaikutus kuivausnopeuteen ........ 36 5.3.3.3 Kuivaamoiden pölyisyys........................................... 36 8 5.3.3.4 Kuivurin pintalämpötilat ...........................................36 5.3.3.5 Kuivausilman lämpötilan vaikutus viljan itävyyteen 38 5.3.3.6 Kuivausilman lämpötilan noston kannattavuus ........44 5.4 Keskitetty viljan kuivausmalli ..........................................................45 5.4.1 Suomen Viljava Oy.................................................................46 5.4.1.1 Keskitetyn kuivauksen tarve .....................................47 5.4.2 Botnia Grain Oy......................................................................49 5.4.2.1 Kysely sopimusviljelijöille .......................................50 5.4.2.2 Eri viljankäsittelyvaihtoehtojen kustannusvertailu ...51 5.4.3 Keskitetyn kuivauksen mahdollisuudet ..................................53 5.5 Tilojen verkottuminen.......................................................................54 5.5.1 Yhteistyön taloudelliset edut...................................................55 5.5.2 Yhteistyön muut edut..............................................................56 5.5.3 Yhteistyön esteet ja riskit........................................................57 5.6 Kuivaamorakennusten investointikustannusten alentaminen ...........57 5.7 Muut viljan säilöntämenetelmät........................................................59 5.7.1 Tuoresäilönnän käyttömahdollisuudet ....................................60 6 Viljan korjuun ja varastoinnin simulointi...............................................62 6.1 Menetelmä.........................................................................................62 6.2 Mallinnusohjelmisto ja laitteisto.......................................................63 6.3 Paikkatiedon käyttöönotto ................................................................65 6.4 Validointi ..........................................................................................66 6.4.1 Datavalidointi..........................................................................66 6.4.2 Hypoteesivalidointi .................................................................67 6.4.3 Tekninen validointi .................................................................67 6.4.4 Kokonaisvalidointi..................................................................70 7 Simuloinnit .............................................................................................71 7.1 Herkkyysanalyysit.............................................................................71 7.2 Uuden ja vanhan mallin vertaaminen................................................73 7.3 Tilan lohkokoon vaikutus korjuukustannuksiin................................75 9 7.4 Tilan lohkojen etäisyyden vaikutus korjuukustannuksiin................. 78 7.5 Tilan laajentuminen .......................................................................... 78 7.6 Tilojen verkottuminen....................................................................... 80 7.7 Kuivaus- ja säilöntämenetelmien vertailu......................................... 81 8 Johtopäätökset ........................................................................................ 86 8.1 Viljatilojen tulevaisuuden toimintamallit ......................................... 86 8.1.1 Työvoima ja kannattavuus ...................................................... 86 8.1.2 Leikkuupuinti.......................................................................... 86 8.1.3 Tilan sisäinen viljan kuljetus .................................................. 87 8.1.4 Viljan varastointi .................................................................... 88 8.2 Mallintaminen tutkimusmenetelmänä............................................... 90 8.3 Ensisijaiset kehittämiskohteet........................................................... 92 8.3.1 Leikkuupuimurin ongelmallinen paino ja hinta...................... 92 8.3.2 Viljan hinnan ja laatuvaatimusten ristiriita ............................. 93 8.3.3 Erikoisalana rehuviljan tuotanto ............................................. 94 8.3.4 Aktiivinen kustannusseuranta - joutokäynti pois................... 95 9 Kirjallisuus ............................................................................................. 96 10 Liitteet .................................................................................................. 101 10 RAPORTISSA KÄYTETTYJÄ TERMEJÄ Alipainekuivuri = Kuivuri, jossa kuivausilma imetään viljan läpi. Yleisemmin käytössä olevassa ylipainekuivurissa ilma puhalletaan viljan läpi. Ilmatiivissäilöntä = Viljan tuoresäilöntämenetelmä, jossa viljan säilyminen perustuu varaston ilmatiiveyteen. Säilöntäaineita ei yleensä tarvita. Jyväsäilöntä = Viljan tuoresäilöntämenetelmä, jossa viljan pilaantuminen estetään propionihapon avulla. Viljaa ei tarvitse murskata, eikä varastoa tar- vitse peittää ilmatiiviisti. Kokoviljasäilöntä = Viljan tuoresäilöntämenetelmä, jossa vilja korjataan jy- vineen ja olkineen säilörehuksi yleensä keltatuleentumisvaiheessa. Puimuria ei siis tarvita. Menetelmä rajattiin tämän tutkimuksen ulkopuolelle. Kuivaamo = Koko kuivaamorakennus uunihuoneineen, kuivauskennostoi- neen ja varastosiiloineen. Kuivuri = Pelkkä kuivurikoneisto. Sisältää uunin, kuivauskennoston, kuivaus- ilmapuhaltimen ja elevaattorin. Kuumailmakuivaus = Viljan kuivausmenetelmä, jossa käytetään korkeampaa kuivausilman lämpötilaa kuin 80 °C. Paloturvallisuusmääräykset ovat aiem- min rajoittaneet maksimilämmön 80 °C:een. Kylmäilmakuivaus = Viljan kuivausmenetelmä, jossa viljakerroksen läpi joh- detaan lämmittämätöntä ulkoilmaa. Viljamassaa ei yleensä liikuteta kuivauk- sen aikana. Lämminilmakuivaus = Viljan kuivausmenetelmä, jossa viljakerroksen läpi johdetaan kuumennettua ilmaa. Vilja yleensä kiertää kuivurissa, etteivät sen itävyys tai leipoutuvuusominaisuudet kärsisi. Mallintaminen = Systeemin tai ilmiön kuvaaminen sovittujen sääntöjen eli kielen avulla. Malleja ovat mm. pienoismallit, matemaattiset mallit ja kuvai- levat mallit. Mallintamisessa jäljitellään todellisuutta. Murskesäilöntä = Viljan tuoresäilöntämenetelmä, jossa vilja säilyy maito- happokäymisen avulla. Vilja murskataan, jotta maitohappobakteerit voivat toimia tehokkaasti. Muurahaishappolisäyksellä nopeutetaan viljan pH:n las- kua. Hapon sijasta voidaan käyttää esimerkiksi melassia. Siilo on painotetta- va ja suljettava ilmatiiviisti. Pakettikuivaamo = Yleisin Suomessa käytössä oleva lämminilmakuivaamo- tyyppi. Kuivaamorakennus muodostuu neliöpohjaisista varastosiiloista, jotka 11 ympäröivät kuivauskennostoa, elevaattoria ja kaatosuppiloa. Näiden päällä on katto. Kuivuri on viljaa kierrättävä eräkuivuri ja se toimii ylipaineperiaat- teella. Uunihuone on kuivaamorakennuksen ulkopuolella. Varastosiilot voi- daan yleensä tyhjentää alapuolelle valuttamalla. Simulointi = Mallilla tehty koe eli mallin ”ajaminen”. Tuoresäilöntä = Joukko viljan varastointitapoja, joissa viljaa ei kuivata. Näitä ovat mm. jyvä-, murske- ja ilmatiivissäilöntä. Tuoresäilöntä soveltuu vain rehuviljan käsittelyyn, koska viljan itävyys ja leipoutumisominaisuudet me- netetään käsittelyn aikana. 12 1 Johdanto Maatilojen koko lähti nopeaan kasvuun heti Suomen liityttyä Euroopan unio- niin. Aiempaa selvästi suurempien tuotantokokonaisuuksien muodostuminen nähtiin tärkeänä, jotta tuotantoa voitaisiin tehostaa, ja kiinteitä kustannuksia alentaa. Suuri tuotantokokonaisuus voi olla laajentava yksittäinen tila tai useamman pienemmän tilan muodostama verkosto. Suuren tuotantoyksikön hallinta Suomen oloissa on kuitenkin haasteellinen tehtävä, koska historialli- sista ja maantieteellisistä syistä tilukset ovat pirstoutuneita, ja sääoloista joh- tuen aikaa viljelytoimien tekemiseen on vähän. Laajentamisen yhteydessä joudutaan jatkuvasti pohtimaan, miten pitkälle olemassa olevat resurssit riit- tävät ja mitkä ovat laajentamisen rajat tai onko niitä. Tämä tutkimus on jatkoa MTT:ssa 1996 – 1999 tehdylle tutkimukselle ”Vil- jasadon korjuu ja varastointi” (Haapala ym. 2001). Aiemmassa tutkimuksessa suunnitellun ja rakennetun mallin kehittämistä paremmin tilakohtaiseen suunnitteluun sopivaksi pidettiin tarpeellisena, koska maatilat ovat tilusraken- teeltaan niin erilaisia, että keskiarvotieto lohkojen sijainnista ja koosta katsot- tiin liian epätarkaksi päätöksenteon perusteeksi. Tilusrakenne haluttiin ottaa mallissa käyttöön juuri sellaisena kuin se on oikeassakin elämässä. Näin saa- tiin paremmin esille peltolohkojen ja talouskeskuksen välisen liikenteen eli maatilalogistiikan vaikutus työn käyttöön ja kustannuksiin. Parannettua mal- lia voitiin myös käyttää tutkittaessa tilan laajentamisen rajoja. Laajentamisen on todettu useissa tapauksissa huonontavan tilusrakennetta, koska tarjolla olevat pellot ovat usein pienten tilojen syrjäisiä ja pieniä lohkoja. Vastausta haettiin kysymykseen, onko olemassa jokin lohkojen ylin lukumäärä tai pisin etäisyys, jota ei tulisi ylittää. Viljan myyminen puintituoreena yrittäjälle, joka kuivaa ja käsittelee sen sekä välittää edelleen, on uusi toimintamuoto Suomessa. Yritys tarvitsee ympäril- leen viljan hankintaverkoston ja toisaalta se tarjoaa viljelijöille mahdollisuu- den luopua kokonaan viljan kuivaamisesta ja varastoinnista. Botnia Grain Oy on esimerkki keskitetystä viljan kuivauksesta. Tutkimuksessa haluttiin selvit- tää, millaisille tiloille keskitetty kuivaus tarjoaa taloudellisen vaihtoehdon ja mikä on keskitetyn kuivauksen ’toimintasäde’. Viljan kuivaamisen osuus viljan korjuukustannuksista on tilakoosta riippuen 45 – 52 %. Näistä kustannuksista 59 – 65 % on kiinteitä. Kuivaus on lisäksi selkeä viljankorjuun pullonkaula. Tutkimuksen alkaessa oli tiedossa, että viljankuivureita koskevia paloturvallisuusmääräyksiä ollaan uusimassa ja kuivaaminen entistä kuumemmalla ilmalla saattaisi tulla mahdolliseksi. Näin voitaisiin alentaa kuivauskustannuksia kahta kautta. Ensinnäkin kuivausilman lämmön nostaminen alentaisi energiakustannuksia. Toiseksi lämmön nosta- minen lisäisi kuivurin kapasiteettia, jolloin entisellä kuivurilla voitaisiin kui- 13 vata suurempi viljamäärä. Tutkimuksella haluttiin tukea valmisteilla olevaa muutosta ja samalla selvittää, paljonko se toteutuessaan alentaisi kuivauskus- tannuksia. Lisäksi haluttiin selvittää, vaikuttaako muutos kuivureiden palo- ja työturvallisuuteen sekä viljan laatuun. Kuuma kuivausilma voi nimittäin huonontaa viljan itävyyttä. Suurin osa Suomessa viljeltävästä viljasta päätyy eläinten rehuksi. Rehuvilja voitaisiinkin kuivaamisen sijasta varastoida tuoreena. Tuoresäilötty vilja on todettu kuivatun veroiseksi rehuksi niin sioille, naudoille kuin siipikarjallekin ja säilöntäkustannus on yleensä alempi kuin kuivauskustannus. Tuoresäilöntä mahdollistaisi myös puimurin tehokkaan käytön ja vähentäisi korjuun sää- riippuvuutta. Monista eduista huolimatta tuoresäilöntä ei ole yleistynyt. Siksi haluttiin selvittää, mikä on tuoresäilönnän tämänhetkinen kilpailukyky kui- vaukseen verrattuna ja mitkä tekijät ovat tuoresäilönnän yleistymisen esteenä. 2 Tavoitteet Tutkimuksen tavoitteena oli löytää suomalaiselle viljantuotannolle kestävä toteutuspohja ja siihen soveltuvat toimintamallit. Nopea rakennekehitys jat- kuu ja se saattaa jopa kiihtyä. Siksi nähtiin tärkeänä tuottaa tietoa, jota tarvi- taan suurempien tuotantoyksiköiden muodostamisessa. Lisäksi tavoitteena oli tarkastella maatilojen verkottumisen tarjoamia mahdollisuuksia ja analysoida uudentyyppisiä teknisiä ratkaisuja, kuten keskitettyä viljan kuivausta, alipai- neista kuumailmakuivausta sekä tuoresäilönnän mahdollisuuksia. Tilat ovat erilaisia ja päätöksenteon tueksi tarvitaan yhä tarkempaa tilakoh- taista tietoa. Siksi todettiin, että edeltäneessä tutkimuksessa rakennettua mal- lia oli kehitettävä edelleen. Suurimman haasteen asetti tilustietojen käyttöön- otto. Malliin oli rakennettava ominaisuudet, joiden avulla oli mahdollista ottaa huomioon lohkon pinta-ala, lohkon etäisyys talouskeskuksesta, viljalaji ja korjuujärjestys. Malliin otettiin myös mukaan alipaineinen kuumailma- kuivuri, jonka polttoaineenkulutus on alhaisempi ja kapasiteetti suurempi kuin lämminilmakuivureiden. 3 Tilan laajenemisen dynamiikka Tuotantoyksiköiden laajentaminen on nähty kaikkein tärkeimpänä suomalai- sen maataloustuotannon sopeutuskeinona Euroopan unioniin (Myyrä 2001). Kasvintuotannon laajentamisen yhteydessä joudutaan pohtimaan mm. sitä, kuinka pieniä lohkoja ja kuinka kaukaa ne kannattaa ottaa viljelyyn. Laajen- tamisen edetessä tulee esiin kysymys, missä kulkevat laajentamisen rajat vai onko niitä? Voidaanko tuotanto jopa moninkertaistaa entiseen nähden? Laa- jentaminen merkitsee sekä kasvivalikoiman että kapasiteetin sopeuttamista, mikä tarkoittaa usein kasvilaji- ja lajikevalikoiman yksinkertaistamista sekä 14 jatkuvaa henkilö- ja koneresurssien venyttämistä suorituskykynsä äärirajoille. Kokemus ja suunnitelmallisuus auttavat laajentumisen hallitsemista, mutta sen lisäksi tarvitaan tietoa ja päätöksentekoa tukevia apuvälineitä kuten las- kentamalleja, joilla tulevaa tilannetta voidaan ennakoida. 3.1 Tilarakenteen kehitys Tuotantotoimintaa harjoittavien aktiivitilojen määrä väheni vuodesta 1993 vuoteen 2001 kolmanneksella. Aktiivitilojen määrä vuonna 2001 oli 77 320 kpl (Maatilatilastollinen vuosikirja 2002). Samana aikana viljellyn peltomaan ja kesannon määrä vähentyi vain 75 000 ha eli 3,3 % (Maatilatilastolliset vuosikirjat 1997 ja 2002). Luvut kertovat varsin nopeasta rakennekehitykses- tä. Yleinen harhakäsitys lienee, että rakennekehitys olisi likimain yhtä nopeaa kaikilla päätuotantoaloilla (maidontuotanto, naudanlihantuotanto, viljanvilje- ly, sianlihantuotanto ja siipikarjatalous). Tilastojen mukaan suuri määrä koti- eläintuotantoa harjoittavista tiloja on lopettanut kotieläintuotannon. Varmasti myös osa viljantuottajista on lopettanut, mutta kotieläintuotannon lopettaneet ja viljantuotantoa jatkavat tilat ovat korvanneet viljatilojen poistumaa siten, että viljantuotantotilojen määrä on pysynyt ennallaan vuoden 1995 jälkeen, kuva 1 (Maatilatilastollinen vuosikirja 2002). 0 10000 20000 30000 40000 50000 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Vuosi Y li 1 he ht aa rin ti lo je n lu ku m ää rä , k pl Lypsykarjatalous Viljanviljely Sikatalous Siipikarjatalous Kuva 1. Neljää päätuotantosuuntaa edustavien maatilojen lukumäärän kehi- tys 1993 – 2001 (Maatilatilastollinen vuosikirja 2002). 15 Peltoalan kasvulla mitattuna kotieläintilojen rakennekehitys on ollut voimak- kainta (Maatilatilastolliset vuosikirjat 1997 ja 2002). Viljatilojen rakenneke- hitys näyttäisi sen sijaan polkevan paikallaan johtuen ilmeisesti juuri siitä, että niiden joukkoon tulee koko ajan pienehköjä, kotieläintuotannon lopetta- neita tiloja. Jos kehitys jatkuu nykyisellään, kotieläintilojen ja viljatilojen kokoero kasvaa edelleen, kuva 2. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1991 1993 1995 1997 1999 2001 Vuosi K es ki pe lto al a, h a Lypsykarjatalous Viljanviljely Sikatalous Siipikarjatalous Kuva 2. Neljää päätuotantosuuntaa edustavien maatilojen peltoalan kehitys 1991 - 2001 (Maatilatilastollinen vuosikirja 1997 ja 2002). Tilastoista ei voida nähdä, onko viljanviljelytilojen kokoluokkien välisessä jakaumassa tapahtunut muutoksia. Etelä- ja Länsi-Suomessa on nimittäin merkkejä siitä, että muutamat viljanviljelytilat laajentavat Suomen mittapuun mukaan todellisiksi suurtiloiksi, joilla on käytössään satoja hehtaareita peltoa. Periaatteessa viljatilan laajentaminen ei pitäisi olla ainakaan sen vaikeampaa kuin kotieläintilojen laajentaminen, koska siinä yhteydessä ei tarvitse miettiä samassa määrin rakentamiseen ja työvoiman riittävyyteen liittyviä ongelmia eikä lainkaan eläinten hoitoon ja terveyteen, lannan käsittelyyn tai vastaavaan liittyviä asioita. Viljatilalla tärkeimpiä asioita ovat kapasiteetin ja henkilö- resurssien järkevä mitoittaminen sekä tietenkin talous, joka on kaikille tärkeää. Tässä tutkimuksessa on ymmärretty viljaa tuottaviksi tiloiksi varsinaisten viljatilojen lisäksi sika- ja siipikarjataloutta harjoittavat tilat, joiden pelloilla tuotetaan rehuviljaa kotieläimille ja myös myyntiviljaa. Suomen vilja-alasta oli vuonna 2000 lähes puolet kotieläintiloilla, kun otetaan huomioon myös 16 nautakarjataloutta harjoittavat tilat (Maatalouslaskenta 2000). Viljaa tuottavat kotieläintilat ovat siinä mielessä mielenkiintoinen kohde, että niille henkilö- resurssien riittävyys on vieläkin akuutimpi ongelma kuin kasvinviljelytiloille. Toisaalta omaa viljaa rehuksi käyttävillä tiloilla on valittavanaan enemmän varastointivaihtoehtoja kuin myyntiviljaa tuottavilla tiloilla. Varastointivaih- toehdon valinnalla voi olla myös suuria vaikutuksia puinnin järjestämiseen. Viljan korjuu- ja varastointiketjussa onkin vaihtoehtoja, joita ei vielä osata käyttää kunnolla hyväksi. 3.2 Tilusrakenteen kehitys Tilusrakenteeseen ymmärretään kuuluvaksi lohkojen etäisyys talouskeskuk- sesta sekä lohkojen koko ja muoto. Tilusrakennetta ja sen vaikutusta tuotan- non järjestämiseen sekä talouteen ovat taloustutkijat selvittäneet Suomessa useampaan otteeseen. Myyrän (2001) mukaan aihetta ovat käsitelleet mm. Piponius 1906, Kokkonen 1933 ja Suomela 1950. Heidän tutkimuksissaan on todettu varsin selkeästi työnmenekin lisääntyvän viljelmien keskietäisyyden kasvaessa. Pellon puhdas tuotto tai maatalousylijäämä lähestyivät nollaa, kun keskietäisyys oli 2,5 – 3,0 km. Tulos on ymmärrettävä tuon ajan oloissa, kun kuljettiin jalan tai hevosella, tieolot olivat huonot ja kuormakoot murto-osia nykyisestä. Lisäksi pellot olivat pääosin avo-ojitettuja. Tulosten arvo on lä- hinnä historiallinen. 3.2.1 Etäisyyskustannus ja viljelyn kannattavuusraja Uudempia tuloksia tilusrakenteesta ja sen vaikutuksesta tilan talouteen on esittänyt mm. Sairanen (1998), joka on laskenut lisäpellon talouskeskusetäi- syydelle etäisyyskustannuksen. Se tarkoittaa etäisyyden aiheuttamasta ihmis- ja konetyömenekin lisäyksestä johtuvaa kustannusta. Kustannukseen vaikut- taa oleellisesti viljeltävä kasvi, mutta myös lohkon koolla on oma vaikutuk- sensa. Jos etäällä oleva peltolohko on säilörehunurmena, kustannus on kak- sinkertainen viljanviljelyyn verrattuna. Pienen lohkon etäisyyskustannus on suurempi kuin suuren. Vuoden 1996 hinnoilla 5 – 10 hehtaarin ohralohkon etäisyyskustannus oli 34 – 67 €/ha, kun etäisyys oli 5 – 10 km (Sairanen 1998). Etäisyyskustannus kasvaa suoraviivaisesti matkan pidetessä. Sairasen laskelmissa on käytetty työnmenekkeinä Työtehoseuran työnormeja, jotka perustuvat noin 20 vuotta sitten tehtyihin työntutkimuksiin. Varsin yleinen käsitys on, että työ tehdään nykyisin normeja tehokkaammin. Siksi Sairasen laskema etäisyyskustannus on mieluummin todellista suurempi kuin sitä pienempi. Samaan suuntaan vaikuttaa Sairasen laskelmissaan käyttämä alhainen, 17 km/h nopeus siirto- ajossa. 17 Sairasen (1998) mukaan viljatilat ovat ostaneet peltoa kauempaa kuin maito- tilat ja maksaneet siitä korkeampaa hintaa, erityisesti A- ja B-alueilla. Viljati- lojen valmiuteen maksaa korkeampaa hintaa vaikuttaa ainakin kaksi tekijää. Ensinnäkin peltoalan kasvattamisesta saatavaa tuoton lisäystä kuvaava ero- tustuotto on viljatiloilla suurempi kuin maitotiloilla. Viljatilojen kannalta on merkille pantavaa se, että erotustuotto on korkea sekä pienillä että suurilla viljatiloilla, kun maitotiloilla erotustuotto pienenee tilan kasvaessa. Toiseksi etäisyyskustannuksen pääoma-arvo on viljatilalla pienempi kuin maitotilalla. Edellisen perusteella viljatilan kannattaa maksaa 9 kilometrin etäisyydellä olevasta pellosta sama hinta kuin maitotilan 5 kilometrin etäisyydellä olevas- ta pellosta. Sairanen (1998) määrittelee lisäpellon hankinnan kannattavuuden siten, että kannattavuusraja on saavutettu, kun etäisyyskustannus saavuttaa erotus- tuoton. Erotustuotto osoittaa peltoalan kasvattamisesta saatavaa tuoton lisäys- tä ja se johdetaan laskennallisesti eri kokoisten maatilojen liikeylijäämästä. Pienten tilojen kannattaa hankkia peltoa kauempaa kuin suurten tilojen ja viljatilojen kauempaa kuin maitotilojen. Tekijöitä, jotka loitontavat viljelyn kannattavuusrajaa talouskeskuksesta, ovat Sairasen (1998) mukaan: • lisäpellon alhainen hinta • lisäpellon suuri puhdas tuotto • pieni etäisyyskustannus ts. vähän käyntikertoja pellolla • tilalla harjoitetaan monipuolista tuotantoa • tilalla on käyttämätöntä tuotantokapasiteettia Sairanen (1998) ei kuitenkaan määrittelee mitään tiettyä kannattavuusrajaa, koska sen sijaintiin vaikuttaa tilan verotettava puhdas tuotto. Se vaihtelee suuresti, jolloin myös kannattavuusraja vaihtelee. Mitä enemmän maatilan kokonaistuotosta jää korkoa maatalouteen sijoitetulle pääomalle, sitä suu- rempi on erotustuotto ja sitä kauempaa peltoa kannattaa vuokrata. Sairasen (1998) tekemässä viljelijäkyselyssä tiedusteltiin myös, mikä olisi suurin mahdollinen etäisyys, jolta viljelijä olisi valmis ostamaan tai vuok- raamaan peltoa, mikäli peltoa olisi tarjolla ja hinta olisi paikkakunnan keski- tasoa. Kyselyn lopputulos on esitetty taulukossa 1. Tulos on looginen. Viljatilat ovat valmiita ostamaan ja vuokraamaan peltoa kauempaa kuin maitotilat ja pitkää etäisyyttä pidetään vuokrauksen yhteydes- sä pienempänä haittana kuin peltoa ostettaessa. Halukkuuteen vaikuttaa myös ennestään käytössä olevien peltojen sijainti. Jos tarjolla oleva pelto on samal- la suunnalla kuin ennestään olevat pellot, matka voi olla vielä pitempi kuin siinä tapauksessa, että samalla suunnalla on vain tarjolla oleva vuokrapelto. Vuodesta 1996 vuokratun pellon määrä kasvoi viidessä vuodessa 21 %:sta 32 %:iin, joten peltoa on nähtävästi ollut sopivalla etäisyydellä tarjolla ja sitä on myös vuokrattu (Maatilatilastolliset vuosikirjat 1997 ja 2002). 18 Taulukko 1. Keskimääräinen etäisyys, jolta oltaisiin vielä valmiita hankki- maan lisäpeltoa (Sairanen 1998). Ostaisi etäisyydeltä Vuokraisi etäisyydeltä Talous- keskuksesta, km Entisistä viljelyksistä, km Talous- keskuksesta, km Entisistä viljelyksistä, km Kaikki tilat 6,4 4,3 7,4 5,1 Maitotilat 5,7 4,0 6,3 4,5 Viljatilat 7,1 4,9 9,4 6,4 3.2.2 Tilusrakenteen muutosten vaikutus kannattavuuteen Myyrä (2001) on todennut tilojen peruslohkojen määrän lisääntyneen keski- määrin kahdella vuodesta 1997 vuoteen 1999. Samalla lohkojen keskikoko on pienentynyt ja myös viljelyetäisyydet ovat kasvussa. Tutkiessaan tilusra- kenteen muutosten taloudellisia vaikutuksia Myyrä (2001) on käyttänyt me- netelmää, jossa on voitu ottaa huomioon viljelijöiden mahdollisuus sopeuttaa viljelykierto ja –tekniikka parhaiten tilusrakenteeseensa sopivaksi. Käytän- nössä intensiivisin viljely sijoittuu yleensä talouskeskuksen lähelle ja kauim- maiset lohkot viljellään laajaperäisemmin tai niitä pidetään kesantona. Myyrä (2001) on käyttänyt aineistona MTT:n taloustutkimuksen kannatta- vuuskirjanpitotila-aineistoa. Kirjanpitotilat ovat keskimääräistä suurempia tiloja, mitä tutkimuksessa on pidetty hyvänä asiana. Suuremmat tilat kohtaa- vat ensimmäisenä luonnonolosuhteista ja tilusrakenteesta johtuvia taloudelli- sia haittoja. Tilussuhteiden vaikutuksia Myyrä (2001) on arvioinut laskemalla estimoimastaan voittofunktiosta varjohintoja. Ne kuvaavat voiton lisäystä, jonka tila voi saavuttaa saadessaan käyttöönsä yhden yksikön kiinteää tuo- tannontekijää lisää. Käyttämällään menetelmällä Myyrä (2001) ei kuitenkaan voinut osoittaa, että peruslohkojen keskimääräisellä etäisyydellä olisi taloudellista vaikutusta. Tähän tulokseen saattoivat Myyrän mukaan johtaa mm. aineiston pienuus, tilusrakenteen tai viljelijöiden toiminnan tuloksen väärä mittaaminen, voitto- funktion virheellinen formulointi tai parametrien väärä estimointi. Hän pitää kuitenkin mahdollisena myös sitä, että tutkimusaineiston keskimääräisellä etäisyydellä ei ollut nykytekniikkaa käytettäessä taloudellista vaikutusta. Kehitettyään laskentamalliaan eteenpäin Myyrä (2002) päätyi edelleen tulok- seen, että lohkojen keskietäisyys ei aiheuta viljelyhaittaa eikä rajoita tilojen laajentumista. Peruslohkojen keskietäisyys Myyrän tutkimuksessa oli viljati- loilla 2,41 km, sikatiloilla 1,48 km ja maitotiloilla 1,53 km. 19 Lohkokoon taloudellisesta haitasta Myyrä (2001) päätyi aluksi siihen, että sillä olisi merkitystä vain maitotiloille. Myöhemmin (Myyrä 2002) totesi pienen lohkokoon aiheuttavan taloudellista haittaa myös viljatiloille. Hänen aineistossaan viljatilojen keskikoko oli 39,4 ha. Jotta lohkoko ei aiheuttaisi tämän kokoisille tiloille viljelyhaittaa, keskimääräisen lohkokoon pitäisi olla yli 3,3 ha. Myyrän määrittelemä ’haitaton’ keskimääräinen lohkoko on varsin suuri, kun sitä verrataan Klemolan ym. (2002) tuloksiin lohkon koon vaiku- tuksesta viljatilan työnmenekkiin. Heidän mukaansa työnmenekki alkaa sel- västi lisääntyä vasta, kun lohkon koko on pienempi kuin yksi hehtaari. On vaikeaa arvioida, mistä ero voi johtua, koska myös Myyrän tutkimuksissa taloudellinen haitta pitäisi johtua nimenomaan suuremmasta ihmis- ja kone- työn menekistä. Myyrän (2002) mukaan tilan koko vaikuttaa siihen, mikä on viljelyhaittaa aiheuttava keskimääräinen lohkokoko. Kun kooltaan keskimääräinen maatila laajentaa 20 % (8 ha), keskimääräisen lohkokoon pitäisi kasvaa 0,1 ha, jotta viljelyhaittaa ei edelleenkään aiheutuisi. Myyrän (2002) laskemat työn, pellon ja pääoman varjohinnat korostavat ni- menomaan peltoalan merkitystä viljanviljelyn tuloksen tekoon vaikuttavana tekijänä. Kasvinviljelytuotteiden hinnan romahtaessa 1995 ajallisuuskustan- nus laski ja peltopinta-alan merkitys korostui. Muiden tuotannontekijöiden merkitys vastaavasti laski. Tämän tutkimuksen kannalta on vielä tärkeää todeta, että Myyrä (2002) pitää tilakohtaista tarkastelua tarpeellisena normatiivisten laskelmien sijaan. Nor- milaskelmilla saadut tulokset voivat hänen mukaansa olla sattumanvaraisia, koska ne eivät ota tilakohtaista vaihtelua huomioon. Kun verrataan Myyrän käyttämän kirjanpitotila-aineiston tilojen kokoa tämän päivän aktiivitilojen kokoon, maitotilat ja sikatilat ovat saavuttaneet ja jopa ohittaneet kirjanpitotilojen tuolloisen koon. Viljatilojen peltopinta-ala on sen sijaan vain puolet siitä, mitä se oli Myyrän tutkimusaineistossa. Tulosten mukaan viljatilojen laajentumiselle ei kuitenkaan ole mitään erityistä estettä. Jos valittavana on paljon pieniä lohkoja talouskeskuksen läheltä tai muutama suurempi kauempaa, niin jälkimmäinen vaihtoehto on Myyrän tulosten perus- teella parempi vaihtoehto. Myyrä pitää pienten lohkojen aiheuttamaa haittaa aliarvostettuna ja hänen mukaansa lohkojen suurentamisesta olisi merkitse- vää taloudellista hyötyä. 3.3 Viljatilojen kannattavuus Riepponen (2003) on selvittänyt kirjanpitotilojen tuotantokustannuksia vuo- sina 1998 – 2000. Selvityksen kohteena olivat maito- ja viljatilat ja sen perus- 20 teella voidaan tehdä päätelmiä myös tuotannon kannattavuudesta. Taulukossa 2 on esitetty taustatietoa tutkimuksen kohteena olleista viljatiloista ja niiden sadoista. Riepposen (2003) mukaan viljan tuotantokustannus oli keskimäärin 327 €/tonni. Tuotantokustannuksesta 57 % oli kiinteitä kustannuksia ja 43 % muuttuvia kustannuksia. Riepposen (2003) tutkimuksessa on laskettu kiintei- siin kustannuksiin mukaan myös yrittäjäperheen palkkavaatimus (20 %), poistot (18 %) ja pääoman korko (19 %). Muuttuvia kustannuksia olivat: lannoite (7 %), energia (6%), kunnossapito (8 %), muut kasvinviljelymenot (5 %) ja muut menot (17 %). Muihin menoihin sisältyivät mm. vuokrat, va- kuutukset ja vieraan työvoiman palkat. Taulukko 2. Kirjanpitoviljatilojen lukumäärä, peltoala ja satotaso kokoluokit- tain vuonna 2000 sekä keskimäärin vuosina 1998, 1999 ja 2000 (Riepponen 2003). Tilakokoluokittain vuonna 2000, tilakoko ha Keskimäärin vuosina alle 30 30-50 50-100 yli 100 2000 1999 1998 Tiloja, kpl Peltoala, ha/tila Vilja-ala, ha/tila - josta leipäviljaa, % mallasohraa, rehuviljaa, % Viljasato, kg/ha 32 19,82 15,13 16 5 79 3307 42 38,51 28,81 23 17 60 3564 36 73,42 53,50 35 17 48 4163 15 149,41 103,96 44 37 19 4484 125 57,09 41,43 33 22 45 3781 118 55,84 41,29 24 24 52 2693 130 52,47 40,19 29 22 49 2978 Keskimäärin isot tilat pystyivät tuottamaan selvästi alhaisemmin kustannuk- sin kuin pienet, mutta Riepposen (2003) mukaan aineistossa oli myös pieniä tiloja, jotka pystyivät tuottamaan alhaisin kustannuksin sekä suuria tiloja, joilla kustannukset olivat korkeat. Riepponen (2003) ei analysoi tarkemmin, mistä alhaiset tai korkeat kustannukset johtuivat. Alle 30 hehtaarin tiloilla tuotantokustannus oli vuonna 2000 413 €/tonni ja yli 100 hehtaarin tiloilla 232 €/tonni. Jos tilan peltopinta-ala kasvoi 10 %, tuotantokustannus aleni 1,4 %. Toinen tuotantokustannukseen vaikuttava tekijä oli satotaso. Mitä suuremmat sadot olivat, sitä alhaisemmat olivat kustannukset. Jos tilan viljasato kasvoi 10 %, tuotantokustannukset alenivat 2,7 %. Myös tukialue vaikutti tuotantokustan- nukseen. A-alueella kustannus oli alhaisin ja C-alueella korkein. 21 Huolestuttavinta Riepposen (2003) tuloksissa on, että vain 26 % tiloista pys- tyi kattamaan kustannukset tuilla ja viljan myyntituloilla vuonna 2000, joka oli tarkastelujakson selvästi paras viljavuosi. Se oli myös parempi viljavuosi kuin tarkasteluvuosi ja yhdeksän sitä edeltävää vuotta keskimäärin (Maatilati- lastollinen vuosikirja 2002). Huolestuttavaa on myös se, että vain 36 % tilois- ta pystyi kattamaan viljan myyntituloilla viljelyn muuttuvat kustannukset, joihin Riepponen (2003) ei laskenut työkustannusta. Riepposen (2003) tulok- set merkitsevät, että hyvänäkin vuonna vain yksi viljanviljelijä neljästä saa työlleen palkan ja maatalouteen sijoitetulle pääomalle tavoittelemansa koron. Vuosina 1998 ja 1999 viljatilat eivät saaneet keskimäärin sen paremmin palkkaa kuin korkoakaan. Tätä pohdittaessa on vielä otettava huomioon, että tarkasteltavien viljatilojen peltoala oli kaksinkertainen verrattuna viljatilojen peltoalaan keskimäärin. Yhteenvetona viljatilan laajenemisen dynamiikasta voidaan todeta, että vilja- tilojen rakennekehitys on jäämässä yhä enemmän jälkeen kotieläintiloista. Tilusrakennetekijöistä viljelyetäisyys ei yleensä rajoita laajentumista. Toki Suomesta löytyy sellaisiakin alueita, joissa lisäpeltoa ei ole saatavissa koh- tuullisella etäisyydellä kovan kysynnän tai maantieteellisten olojen takia. Tiluskoko voi sen sijaan olla liian pieni ja laajentumisen yhteydessä tulisikin ensi sijassa ostaa tai vuokrata lohkoja, jotka suurentavat tilan keskimääräistä lohkokokoa. Viljantuotannon heikko kannattavuus on selkeä laajentumisen este suurimmalle osalle viljatiloja. Vain suurimmat viljatilat kykenevät teke- mään taloudellisen tuloksen, joka mahdollistaa laajentamisen ja myös kan- nustaa siihen. 4 Leikkuupuinti 4.1 Leikkuupuinnin nykytila Tässä tutkimuksessa on keskitytty viljan jatkokäsittelyn ongelmiin. Leikkuu- puinnin kehittämiseen ei ole puututtu, koska korjuuvaihe ei yleensä ole pul- lonkaula, mikäli puimurin kapasiteetti on likimain mitoitettu oikein tilan pui- tavaan pinta-alaan nähden, eivätkä sääolot ole hankalat. Puintikapasiteettia voidaan joustavasti ostaa, myydä tai vuokrata, mutta toisin on viljan jatkokä- sittelyn laita. Uusien leikkuupuimureiden koko ja kapasiteetti on kasvanut huomattavasti viime vuosina. Osittain tähän on vaikuttanut suurten urakkapuimureiden tar- ve maassamme. Lisäksi nykyisin eurooppalaiset puimurivalmistajat eivät juurikaan enää valmista pienen kokoluokan puimureita. Puintitehoa on voitu tähän asti lisätä leikkuupöytää ja puintikoneistoa leventämällä sekä moottori- tehoa ja automatiikkaa lisäämällä. Itse puimurin perusratkaisuihin on tullut 22 hyvin vähän muutoksia viimeisen 30 vuoden aikana. Jossain vaiheessa tehon lisäämisen rajat tulevat kuitenkin vastaan, sillä leikkuupuimurit ovat nykyi- sellään kalliita, leveitä ja erittäin painavia koneita. Kuva 3. Leikkuupuimurit ovat nykyään tehokkaita ja ergonomisia, mutta kallii- ta erikoiskoneita. Suomessa puimuria käytetään korkeintaan 2 kuukautta, lopun ajan vuodesta kone seisoo käyttämättömänä. (Kuva: Pasi Suomi) Leikkuupuimureiden korkea hankintahinta johtaa siihen, että niillä on puitava vuosittain todella paljon, jotta investointi maksaisi itsensä takaisin. Puintiura- koijan kannalta tämä tarkoittaa riskien lisääntymistä. Jos puintikauden sää on huono tai urakoijalle sattuu tapaturma, taloudelliset menetykset ovat suurem- pia kuin halvempaa puimuria käytettäessä. Toisaalta viljan hinnan halpene- minen on johtanut siihen, että sato ei ole enää yhtä arvokas kuin aiemmin, joten viljelijän kannattaa ottaa sääriskiä enemmän kuin ennen. Leikkuupuimureiden koon kasvu tulee konkreettisesti esille maantiekuljetuk- sissa. Ison puimurin leikkuupöytä on leveämpi kuin paikallistien kaista. Mahdollisesti myös paikallistien sillat ovat isolle korjuukoneelle liian kapei- ta. Leikkuupöytä onkin joissakin tapauksissa irrotettava tieajoa varten puimu- rin vetämään perävaunuun, mikä on työlästä, jos puitavia lohkoja on paljon. Puimureiden suuresta painosta johtuva maan tiivistymisriski on hitaammin esille tuleva haitta. Keski-Euroopan kuivissa puintioloissa riski on pienempi, mutta Suomessa on syytä varautua myös märkiin syksyihin. Puimurin kiinni- jääminen voidaan useimmiten estää suuremman rengasvarustuksen ja nelive- don avulla, mutta liian suurten akselipainojen maata syvältä tiivistävä riski ei tällä tavoin poistu. Viljankorjuun teho/painosuhteen parantamiseksi tarvittai- siin siis kokonaan uudenlaista teknologiaa. 23 4.2 Leikkuupuinnin tulevaisuuden näkymät Ensimmäiseksi voidaan arvioida, pitääkö rehukäyttöön tarkoitetut jyvät vält- tämättä irrottaa tähkistä ja korsista. Riittävän ajoissa korjattu kokoviljasäilö- rehu on todettu kilpailukykyiseksi viljankorjuuvaihtoehdoksi nautojen ruo- kinnassa (Jaakkola ym. 2002). Yksimahaisille eläimille rehu ei sovellu liialli- sen korsipitoisuuden takia. Kun tilan kaikki vilja korjataan kokoviljasäilöre- huksi, ei tarvita puinti-viljankäsittelykorjuuketjua, vaan korjuu voidaan hoi- taa pienin muutoksin säilörehunkorjuukalustolla. Toimenpide säästää kustan- nuksia huomattavasti. Suurin osa viljasadosta käytetään tulevaisuudessakin jyvinä. Nykyisten leik- kuupuimureiden ongelmana on se, että kun kapasiteettia lisätään leikkuule- veyttä tai ajonopeutta kasvattamalla, on puintikelaa, kohlimia ja seulastoa vastaavasti suurennettava ja rakenteita vahvistettava. Tällöin puimurista väis- tämättä tulee iso ja painava. Riipijäpöytä on yksi mahdollisuus vähentää puimurin sisälle tulevan kasvimateriaalin määrää ja siten vähentää puinti- koneiston kuormitusta (PAMI 1998). Koska riipijäpöytä ideaalisesti toimiessaan poimii kasvustosta vain tähkät puimuriin ja pui osan tähkistä jo leikkuupöydällä, voidaan olettaa, että riipi- jäpöytää käytettäessä saavutetaan suuri puintiteho jo melko pienelläkin puin- tikoneistolla. Puintikoneistoa pitäisi kuitenkin kehittää siten, että se sopisi paremmin pelkän tähkämassan puimiseen. Riipijäpöytä ei sovellu kovin hy- vin öljykasvien ja heinänsiementen puintiin ja toisaalta sänki täytyy useimmi- ten niittää riipimisen jälkeen, jotta muokkaus onnistuisi (PAMI 1998). Riipi- jäpöytä on kallis laite ja usein sen rinnalle tarvitaan myös tavallinen leikkuu- pöytä, joten riivintä ei ole Suomessa edennyt kokeilua pitemmälle. Perinteisen puimurin eniten puintitehoa rajoittava kohta ovat yleensä kohli- met. Sylinteripuimureissa kohlimet on korvattu usealla perättäisellä poikittai- sella puintikelalla (tangentiaalipuimuri) tai parilla pitkällä puimurin suuntai- sella puintikelalla (aksiaalipuimuri) (Lundin 1984). Näissä puintikelojen ja varstasiltojen muodostamaa erottelupinta-alaa on niin paljon, että kohlimia ei tarvita. Seulasto puhaltimineen täytyy kuitenkin olla jyvämassan puhdista- mista varten. Ulkomaisissa puintikokeissa sylinteripuimureiden kapasiteetti on ollut kui- vissa puintioloissa varsin korkea, eivätkä tappiot kasva kovin nopeasti kos- teissakaan oloissa (Lundin 1984). Niiden tehontarve on kuitenkin selvästi perinteisiä ratkaisuja suurempi ja varsinkin aksiaalipuimurin tehontarve nou- see selkeästi oljen kosteuden kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että olkea hierre- tään enemmän kuin kohlinpuimureissa. Siksi seulasto saattaa tietyissä oloissa kuormittua oljesta enemmän kuin kohlinpuimureissa ja pellolle jäävä olki on silppuuntunutta ja hierrettyä, mikä saattaa vaikeuttaa sen jatkokäyttöä. 24 Suuren puintitehon ansiosta sylinteriratkaisuja on asennettu vain tehokkaim- piin puimureihin. Niissä tarvitaan vahvemmat rakenteet ja enemmän mootto- ritehoa kuin kohlinpuimureissa, eivätkä sylinteripuimurit yleensä ole sen kevyempiä kuin perinteisetkään puimurit. Ulkomitat saattavat olla pienem- mät. Suomessa kasvustojen suuri puintikosteus rajoittaa sylinteripuimureiden yleistymistä. Kanadassa on kehitetty McLeod-sadonkorjuujärjestelmä (PAMI 1998). Siinä vilja korjataan yksinkertaisella traktorin hinaamalla puimurilla, jossa on leik- kuupöytä, puintikela ja pienet kohlimet, mutta ei seulastoa. Säiliöön siis ker- tyvät puhdistamattomat jyvät ja ruumenet ja peltoon menee vain olkea. Tämä ruumen/jyvämassa kuljetetaan tilakeskukseen, jossa lopullinen puinti tapah- tuu sähkömoottorin käyttämässä paikallispuimakoneessa. McLeod-järjestelmässä puimuri on halvempi ja kevyempi kuin normaali puimuri. Lisäksi etuna on, että rehuna arvokkaat pienet jyvät ja ruumenet kerätään talteen. Myös rikkakasvien siementen pääsy takaisin peltoon estyy. Esimerkiksi hukkakauran siemenistä on saatu valtaosa pois pellolta tällä ta- voin (Rance 2001). Vaikka McLeod-järjestelmä vaikuttaa mutkikkaalta perinteiseen puintiin verrattuna, se on laskelmien mukaan ainakin Kanadan preerioilla selvästi tavanomaista edullisempi vaihtoehto (PAMI 1998). Saman laskelman mu- kaan olisi vielä halvempaa korjata vilja niittämällä ja pyöröpaalaamalla se ja kuljettaa paalit puitavaksi paikallispuintikoneeseen. Uusia mahdollisuuksia viljankorjuuseen siis on, mutta näyttää siltä, että lähi- tulevaisuudessakin Suomessa valtaosa viljasta korjataan leikkuupöydillä va- rustetuilla kohlinpuimureilla. Maassamme keskimääräinen lohkokoko ja – muoto ovat niin epäedullisia, että puimureiden olki/jyväteho on harvoin suu- rin puinnin sujumista rajoittava tekijä. Tämän takia tässä tutkimuksessa pää- tettiin keskittyä tilan sisäisen logistiikan ja viljan varastoimisen tarjoamien mahdollisuuksien selvittelyyn ja leikkuupuinti jätettiin vähemmälle tarkaste- lulle. 5 Viljankuivauksen kehittäminen 5.1 Lämminilmakuivaamon paloturvallisuus Lämminilmakuivaamoiden paloturvallisuus oli varsin tarkkaan säädelty sil- loin, kun oli voimassa sisäasiainministeriön pelastusosaston antama määräys A:47, ”Lämminilmakehittimien ja viljankuivaamoiden paloturvallisuus”. Määräyksessä annettiin yksityiskohtaisia ohjeita mm. lämmityslaitteiden rakenteesta ja toiminnasta, polttoainesäiliöistä, laitteiden käyttötiloista ja 25 sijoituksesta, laitteiden asentamisesta, laitteiden kunnossapidosta ja huollosta, sammutusvälineistä sekä laitteiden hyväksymisestä ja valvonnasta. Kuivausilman lämpötilasta määräyksessä todettiin, että viljankuivuriin mene- vän kuivausilman keskilämpötila ei saa normaalikäytössä ylittää 80 C-astetta. Määräyksen tätä kohtaa on kritisoitu, koska ulkomailla tiedettiin käytettävän selvästikin korkeampia kuivauslämpötiloja, jopa 160 – 170 ºC (Suomala 1985). Korkeamman lämpötilan käyttö houkuttelee, koska se vähentää kuiva- uksen energiankulutusta ja lisää kuivurin kapasiteettia. Sisäasiainministeriö kumosi 9.7.2001 määräyksen A:47 ja ministeriön tar- koituksena oli antaa uudet ohjeet asetuksessa viljankuivaamoiden paloturval- lisuudesta. Tästä on kuitenkin luovuttu. Myöhemmin oli aikomuksena sisäl- lyttää viljankuivaamoiden paloturvallisuus valmisteilla olevaan tulisija- asetukseen, mutta tästäkin ajatuksesta on luovuttu. Tämänhetkisen tie- don mukaan Suomen pelastusalan keskusjärjestö (SPEK) kokoaa asiantunti- jaryhmän laatimaan maatilojen paloturvallisuutta käsitteleviä oppaita, joista yksi koskisi viljankuivaamoita. Tällä hetkellä ei siis ole olemassa selkeää korkeinta sallittua kuivausilman lämpötilaa. Jos viljelijä suunnittelee lämpötilan nostamista, hänen on kuiten- kin varmistettava kunnan palotarkastajan, kuivurin valmistajan ja vakuutus- yhtiön edustajan kanssa, että lämpötilaa voidaan nostaa kuivurin paloturvalli- suutta heikentämättä. Tapauskohtaisesti sovitaan, mikä on korkein sallittu kuivausilman lämpötila. Olisi suotavaa, että mahdollisimman pian saadaan valmisteltua yleisesti hyväksytyt ohjeet, joita noudattamalla viljaa voitaisiin kuivata 80 C-astetta kuumemmalla ilmalla vaarantamatta kuivureiden palo- turvallisuutta. 5.2 Kuivauksen vaikutus viljan laatuun Jos puinti on suoritettu normaalioloissa, eikä viljan laatu ole puinnissa eikä kasvukauden aikana muuten vahingoittunut, voidaan sitä kuitenkin vahingoit- taa kuivauksessa kuivaamalla vilja liian kuumassa lämpötilassa tai liian kui- vaksi. Käytettäessä sato siemenviljaksi ja mallasohraksi edellytetään siltä hyvää itävyysprosenttia, nopeaa ja tasaista itämistä. Myös leipäviljan itävyys on säilytettävä, sillä hyvä itävyys on yhteydessä leipomisominaisuuksiin (Järvenpää 1992). Rehuviljan vaatimukset ovat vähäiset verrattuna muihin viljankäyttömuotoihin, sen on täytettävä kotieläinten ravinnontarpeen asetta- mat vaatimukset, eikä itävyydellä ole suurta merkitystä. Jos vilja puidaan kosteana, sen elintoiminnot jatkuvat vielä puinnin jälkeen- kin. Vilja lämpenee ja samalla ravintoaineet alkavat hajota. Pieneliöt, jotka käyttävät viljan varastoaineita ravinnokseen lisääntyvät, jolloin viljan laatu 26 kärsii ja määrä vähenee. Viljan pilaantuminen estetään hidastamalla sen elin- toimintoja ja estämällä pieneliöiden kasvu (Kallioniemi & Peltola 1988). Kuivauksessa viljan kosteus alennetaan 14 prosenttiin, jolloin viljan elävyys säilyy, mutta siemen on lepotilassa. Tällöin haitallisten pieneliöiden kasvu estyy. Kuivauksen etuna on viljan elävyyden säilyminen, koska itäminen, mallastuminen ja leipoutuminen edellyttävät elävää viljaa. Tärkeää on kui- tenkin saada kuivattua vilja mahdollisimman nopeasti sellaiseen kosteuteen, ettei lämpenemistä enää tapahdu (Kallioniemi & Peltola 1988). Suomessa myös alhainen puintiajan lämpötila edistää viljan säilymistä. Kuivauksen tarkoituksena on poistaa kosteutta viljasta haihduttamalla. Vil- jassa on kosteutta sekä solujen sisällä että pinnalla. Viljan kuivaaminen edel- lyttää lämmön siirtoa, koska siemen kuivataan haihduttamalla vettä sen pin- nalta ja vesihöyryn lämpösisältö on suurempi kuin nestemäisen veden. Jotta siemen kuivuisi, on pinnalta tapahtuvan haihtumisen lisäksi tapahduttava myös kosteuden siirtymistä siemenen sisäosista sen pintaan. Kuivumisnopeus alenee kuivumisen edistyessä, sillä kosteuden siirtyminen pintaan on rajoitta- va tekijä (Suomala 1985). 5.2.1 Kuivauksen vaikutus viljan itävyyteen Itävyyden säilyttävä kuivausilman lämpötila on varsin alhainen. Esimerkiksi Suomalan (1987b) tutkimuksen mukaan 70 ºC kuivausilman lämpötila on kennokuivurissa turvallinen myös hyvin kostean viljan kuivauksessa. 90 ºC lämpötila aiheutti kuivauskokeissa selviä kuivausvaurioita, jos viljan kosteus on yli 20 %. Kuitenkaan tämän kosteusrajan alapuolella vaurioita ei esiinty- nyt. 120 ºC lämpötilassa viljan itävyys tuhoutui lähes täydellisesti. Näiden tutkimusten perusteella onkin suositeltu, että siemen-, mallas- ja leipäviljan kuivausilman korkein turvallinen lämpötila on 90 ºC vähennettynä viljan kosteusprosentilla. Käytännössä se tarkoittaa, että kuivausilman lämpötila ei saisi juuri nousta yli 70 ºC. Taulukko 3. Itävyyden muutos kuudessa eri erässä Suomalan (1987a) tutki- muksessa. Erän numeron jälkeen oleva luku tarkoittaa kuivausilman lämpöti- laa ko. erässä. Erä Itävyysprosentti Alku Loppu Muutos A-L 1 = 70 C° 97,25 94,75 2,50 2 = 70 C° 88,75 82,50 6,25 3 = 90 C° 84,75 49,25 35,50 4 = 90 C° 94,50 94,25 0,25 5 = 120 C° 85,75 14,75 71,00 6 = 120 C° 93,75 36,00 57,75 27 Kuivauksessa tai puinnissa heikentynyt itävyysprosentti alentaa kylvösieme- nen arvoa. Lisäksi alhaisempi itävyys lisää kylvössä tarvittavaa siemenmää- rää että hidastaa itävyyttä, jolloin itämiseen menevä aika pitenee ja kasvu- kausi lyhenee alkupäästä. Mallasohran idätysvaihe mallastuksessa taasen pitenee. Myös kuolleet siemenet saattavat pilaantua haitallisesti ja tällöin koko erän laatu alenee. (Suomala 1987a) 5.2.2 Kuivauksen vaikutus viljan leivontalaatuun Vehnä on erityisen herkkä kuivausvaurioille. Itävyyden ja leivontalaadun aleneminen korkeassa lämpötilassa johtuu itämistä säätelevien entsyymipro- teiinien ja leivonnan kannalta tärkeiden proteiinikompleksien vaurioitumises- ta. Täten leivontalaadun ja itävyyden kannalta kriittiset lämpötilat ovat lähel- lä toisiaan. Vehnän kyky muodostaa venyvä ja kimmoisa taikina perustuu sitkoon, joka on vehnäjauhojen veteen liukenematon osa. Sitko muodostuu jauhon sisältä- mistä valkuaisaineista, kun vehnäjauhoihin lisätään vettä. Sitkon määrä ja laatu vaikuttavat taikinan kykyyn nousta. Hiivakäymisen takia taikinassa muodostuu kaasua, joka jää sitkon muodos- tamien huokosten sisälle ja taikina nousee. Sitkon valkuainen saattaa vaurioi- tua, jos viljaa kuivataan liian kuumalla ilmalla tai vilja pääsee ennen kuivaus- ta itsestään kuumenemaan, erityisesti silloin, jos vehnä on kosteaa. Sitkon vaurioiduttua jauho ei sovellu leivontaan. Sitko on tällöin hyvin haurasta tai sitä ei muodostu ollenkaan. Ghaly & Taylor (1982) kuivasivat vehnää 60, 80, 100 ja 120 C-asteessa. Tu- lokset osoittivat, että kuivauslämpötilalla oli enemmän vaikutusta kuin kui- vausajalla. Heidän mukaan 12 - 14 % vehnää voidaan lämmittää yhtäjaksoi- sesti kaksi tuntia 60 C asteessa ilman, että siemenen elintoiminnot kärsivät. Taulukko 4. Vehnän jyvän kriittiset lämpötilat, kun puintikosteus on 15 - 35 %. (Lindberg & Sörensson 1959) Vehnän puintikosteus % Kriittinen lämpötila ºC itävyydelle leivontalaadulle 15 17 21 25 29 35 63 67 60 64 55 57 51 52 48 48 44 42 28 5.2.3 Kuivauksen vaikutus rehuviljan laatuun Yleisesti on tiedossa, että rehuarvon alentumisen kriittiset lämpötilat ovat korkeampia kuin itävyyden ja leivontalaadun, mutta niistä tiedetään paljon vähemmän. Nautojen rehussa viljan paahtamisella on todettu olevan hyviäkin ominaisuuksia, koska kypsentäminen parantaa maittavuutta. Kypsennetty vilja myös nostaa märehtijöiden pötsin pH:ta hitaammin kuin kypsentämätön vilja ja täten on mahdollista käyttää tavanomaista suurempia rehuviljamääriä ruokinnassa ilman, että karkearehun sulavuus heikkenisi. Kuivattaessa viljaa kuumalla (100 - 105 ºC) ilmalla, voidaan parantaa viljan hiilihydraattien sulavuutta, mutta samalla valkuaisen sulavuus saattaa kuiten- kin heiketä. Yksimahaisille vilja on tärkeä valkuaisen lähde, joten kuivaus ei saisi vähentää viljan aminohappomäärää. Työtehoseurassa tehdyissä tutki- muksissa havaittiin, että rehuviljan laatu ei heikkene, vaikka kuivattiin kor- keimmalla siihen aikaan teknisesti luvallisella lämpötilalla (80 ºC) (Suomala 1987b). 5.2.4 Kuivurin säätöjen vaikutus viljan laatuun ja kustan- nuksiin Kuivurin perussäädöt viljaa kierrättävässä siilomallisessa kuivurissa ovat viljan kiertonopeus, kuivausilman lämpötila ja kuivausilman määrä. Viljan sopiva kiertonopeus kuivurissa on yksi kierros tunnissa. Viljaa pitää kierrät- tää tarpeeksi nopeasti etenkin silloin, kun käytetään kuumaa kuivausilmaa. Nopea kierto tuo varastokennoissa olevan viljan nopeasti uudelleen kuivaus- vyöhykkeeseen ja estää pitkäaikaisen kuuman kuivausilman viljaa vaurioitta- van vaikutuksen (Peltola 1997). Hidas kierto aiheuttaa epätasaista, vyöhyk- keistä kuivumista ja lisää vaurioitumisriskiä kuivurin kuumimmissa osissa. Kuivausilman lämpötilan säädöllä vaikutetaan kuivurin vedenhaihduttamis- tehoon. Mitä korkeampi on kuivausilman lämpötila, sitä tehokkaampaa on myös kuivaus. Kuivausilman määrä kannattaa mitoittaa mahdollisimman suureksi, jotta kuivurisiilon vedenpoistokyky hyödynnetään kokonaan. Pie- nellä ilmamäärällä kuivaaminen on taloudellista, mutta tehotonta (Kal- lioniemi & Peltola 1988). Kuivauskustannus muodostuu suurimmaksi osaksi kiinteistä kustannuksista (Klemola & Pirilä 1999). Tällöin puintikosteudella ei ole kovin suurta merki- tystä kuivauskustannusten suuruuteen, koska puintikosteus vaikuttaa suoraan vain öljyn ja sähkön kulutukseen, joiden osuus kaikista kuivauskustannuksis- ta on noin 25 % (Peltola 1989). Puintikosteuden kaksinkertaistuessa esim. 18- 36 prosenttiin, nousee kuivauskustannus noin 30 %, eli suhteellisesti selvästi puintikosteuden nousua vähemmän. Suomen oloissa tällä on vaikutusta siten, että vaikka viljan puintikosteus jonakin vuonna olisikin selvästi keskimää- 29 räistä alhaisempi, ovat kuivauskustannukset silti korkeat (Aaltonen ym. 1999). Rehuviljan kuivauksessa voitaisiin kuivauksen energiankulutusta vähentää erittäin korkeita lämpötiloja käyttäen jopa 20 %. Kuumempaa kuivausilmaa käyttämällä kuivurin energiatehokkuus kasvaisi, eli öljynkulutus haihdutettua vesikiloa kohden pienenisi. Työtehoseuran laskelmien mukaan kuivauksen energiankulutus vähenisi noin 5 %, jos kuivausilman lämpötilaa nostettaisiin 10 - 15 ºC (Peltola 1989). 5.3 Case-tutkimus: Kuumailmakuivuri 5.3.1 Mittausten taustaa Kuivausteorioiden ja aiempien tutkimusten mukaan kuivausilman lämpötilan nosto nopeuttaa viljan kuivumista ja vähentää kuivurin energiankulutusta haihdutettua vesikiloa kohti. Energiansäästö alkaa kuitenkin pienetä, kun kuivausilman lämpötilaa nostetaan selvästi yli 100 °C:een (Maltry et al. 1975). Teorioiden mukaan energiansäästö lämpötilaa nostettaessa on suurempaa yö- kuin päiväkuivauksessa, eli silloin kun ulkoilman lämpötila on alhainen ja kosteus korkea (Peltola 1985). Itse asiassa päiväkuivauksessa alkaa energiaa säästymään vasta kuivauksen loppupuolella, kun poistoilman kosteus on las- kenut 60 %:n alapuolelle. Hyvin eristetyssä kuivurissa energiansäästö voisi olla noin 2,5 – 5 %, kun kuivausilman lämpöä nostetaan 10 °C (Ahokas & Koivisto 1983, Peltola 1985). Suomessa yleisesti käytössä olevissa eräkuivu- reissa aihetta käsitteleviä mittauksia on tehty hyvin vähän. Syksyjen 2000 - 2001 aikana tehtiin kuivurimittauksia Oripäässä maatilalla, jonne oli rakennettu kuumailmakuivuri (kuva 4). Mittausten tavoitteena oli selvittää korkean lämmön käytön vaikutus kuivauksen energiatehokkuuteen, kuivausaikaan ja viljan itävyyteen sekä arvioida paloturvallisuusriskejä. Kyseinen kuivuri toimii eräperiaatteella. Vilja kiertää kuivauskennoston kaut- ta niin kauan, että se on tarpeeksi kuivaa varastoitavaksi. Kuivuri on ali- paineinen, eli uunissa lämmitetty kuivausilma imetään viljan läpi kahden kennoston jälkeisen keskipakopuhaltimen avulla. Tavallisesti Suomessa on käytetty ylipainekuivausta, eli kuivausilma puhalletaan uunin ja viljan läpi. Periaatteessa alipainekuivurin pitäisi olla melko pölytön, koska kuivausken- nostossa olevat vuodot vuotavat ”sisäänpäin”, eivätkä kennoston ulkopuolel- le. Toinen teoreettinen etu on se, että vesi höyrystyy alemmassa paineessa helpommin kuin korkeassa paineessa. Tosin paine-ero yli- ja alipaineisen kuivurin välillä on pieni. 30 Kuva 4. Alipaineinen kuumailmakuivaamo viljasiiloineen (vasemmalla) ja uuneineen (oikealla). Uunihuoneessa ei ole ilmapuhaltimia, vaan kuivausilma imetään uunin ja kuivurin läpi poistopuolella sijaitsevilla keskipakopuhaltimil- la. (Kuvat: Timo Lötjönen) Kuivurin kokonaistilavuus on 60,5 m3 ja uunin teho 1000 kW. Polttoaineena käytetään kevyttä polttoöljyä. Myös nestekaasun käyttö olisi samalla poltti- mella mahdollista. Uunin lieriömäisellä rakenteella pyritään siihen, että ilma huuhtelisi uunia mahdollisimman tasaisesti. Alipaineella liikkuvan kuivaus- ilman sekoittuminen ja pyörteily on nimittäin vähäistä. Myös materiaalien vahvuuteen ja palonestoautomatiikkaan on kiinnitetty enemmän huomiota kuin ylipainetekniikkaa käytettäessä. Mikäli tulipintoihin tulisi repeämä, pa- lokaasut pääsisivät helposti alipaineisen kuivausilman mukaan. Selvyyden vuoksi mainittakoon, että alipaineisuutta ja korkean lämpötilan käyttöä ei välttämättä tarvitse rakentaa samaan kuivuriin, mutta tässä tapauksessa niin on tehty. Mittausten kohteena ollut alipainekuivaamo on rakennusteknisesti mielen- kiintoisesti toteutettu. Uuni on sijoitettu käytöstä poistettuun tavarankuljetus- konttiin, johon on tehty perustukset ja harjakatto. Itse kuivauskennosto on rakennettu peltisen pyörösiilon sisään. Siilon läpimitta on 6 m. Elevaattori ja poistopuhaltimet ovat tämän peltikuoren sisässä. Katollinen ja seinällinen kaatosuppilo on peltikuoren ulkopuolella. Neljä pyöreää varastosiiloa sijait- sevat kuivurisiilon vieressä. Vilja johdetaan niihin valutusputkilla. Kyseinen kuivurirakenne on hankintahinnaltaan noin 30 % edullisempi kuin perintei- nen pakettikuivuri. Rakentamisessa on käytetty hyvin hyödyksi rinnettä, jol- loin valutuskorkeudet on saatu riittäviksi. 5.3.2 Mittausjärjestelyt Kuivurikennosto oli sijoitettu vaaka-anturien päälle, joten mittaamalla vilja- erän painon laskua kuivauksen aikana voitiin seurata veden poistumista vil- 31 jasta. Vuonna 2000 vaaka-antureita oli vain kaksi. Toiminnassa ilmenneiden puutteiden takia syksyksi 2001 kuivurin jokaisen jalan alle asetettiin anturit (yhteensä 4 kpl). Muutostöillä vaa’an toiminta parani selvästi. Tilalla on ole- massa autovaaka, jonka avulla kuivurivaaka voitiin kalibroida. Vaaka kalib- roitiin massoilla 0 kg ja 29 000 kg. Vaa’an näyttämä vaihteli vakiomassalla- kin hieman, virhe oli noin ±2 %. Kuivausilman lämpö mitattiin kolmella termoelementillä tuloilmaputkesta metrin etäisyydeltä kuivauskennostosta. Anturit kiinnitettiin putkeen pys- tysuoraan asennettuun terästankoon 20, 40 ja 60 cm:n korkeudelle tuloilma- putken alareunasta. Mittausten loputtua anturien toimivuus tarkistettiin vielä MTT/Vakolassa, jolloin niiden havaittiin näyttävän oikein ±0,7 °C:een tark- kuudella 100 ja 130 °C:een lämpötiloissa. Ulkoilman lämpötilaa ja kosteutta mitattiin uunihuoneen pohjoisseinältä Vai- sala HMP45A -anturilla. Kuivurista poistuvan ilman lämpötilaa ja kosteutta mitattiin molemmista poistoputkista Rotronic FTCA15 -antureilla, jotka oli sijoitettu noin 1 metrin etäisyydelle poistoilmapuhaltimen jälkeen. Anturit kalibroitiin MTT/Vakolassa ennen asennusta. Antureiden sijoittelu on esitetty tarkemmin taulukossa 5. Vaaka, lämpötila-anturit ja ilmankosteusanturit oli kytketty molempina vuosina tiedonkeruulaitteelle, josta tiedot voitiin siirtää taulukkolaskimeen. Mittaus toistettiin aina kahden minuutin välein. Öljynku- lutusmittari oli mekaaninen. Sen näyttämä kirjattiin muistiin kuivauksen alussa ja lopussa. Viljasta otettiin kosteus- ja itävyysnäytteet ennen kuivausta jokaisesta kuor- masta. Kuivauksen aikana jyvänäytteet otettiin elevaattorin alapäästä puolen tunnin välein siten, että jokainen näyte koostui noin kolmen minuutin aikana otetuista osanäytteistä. Itävyysnäytteet säilöttiin kangaspusseihin, kuivattiin ilmakuivaksi ja lähetettiin analysoitavaksi Työtehoseuraan. Kosteusnäytteet suljettiin ilmatiiviisti muovipusseihin ja säilytettiin viileässä analysointihet- keen saakka. Jyvien kosteus mitattiin ilman jauhamista kuivauskaappimene- telmällä, jossa kuivausaika on 24 h ja lämpötila 105 °C. MTT/Vakolan näyt- teenottajat eivät olleet kaikkien erien kuivauksessa paikalla. Näissä tapauk- sissa viljan alku- ja loppukosteus mitattiin kalibroidulla pikakosteusmittarilla. Näin ison viljaerän kosteuden määrittäminen pikakosteusmittarilla on vaike- aa, mutta vaa’an antamista tuloksista voitiin laskea todellisuudessa poistunut vesimäärä. Koekuivurissa viljan kiertonopeutta voidaan säätää kuivurin syöttölaitetta käyttävän sähkömoottorin taajuutta muuttamalla. Kostean ja kuivan viljan kiertonopeus mitattiin juoksuttamalla koko elevaattorin tuotto kahden minuu- tin ajan perävaunuun. Viljan määrä punnittiin autovaa’alla. Kuivurin sisäilman pölyisyyttä mitattiin kahdella pölynkeräyspumpulla stan- dardin SFS 3860 (1988) mukaisesti. Mittausjaksojen pituus oli noin 7 tuntia 32 ja mittaus toistettiin kahtena peräkkäisenä kuivauspäivänä. Jakson pituudesta johtuen siihen sisältyi kuivurin täyttö, kuivaus, jäähdytys ja tyhjennys. Ali- painekuivurin pölyisyyttä verrattiin MTT/Vakolan ylipainetoimiseen kuivu- riin (tilavuus 24 m3). Ensimmäinen mittauspaikka oli kummassakin kuivuris- sa ylätaso (noin 1 m välipohjan yläpuolella). Toinen mittauspaikka (keskita- so) oli alipainekuivurissa alemman poistopuhaltimen taso + 1 m ja MTT/Vakolassa noin kuivauskennoston puolivälissä oleva taso + 1 m. Me- netelmä on altis virheille, koska pölyisyyden määrittäminen perustuu hyvin pieneen suodattimen painon lisäykseen. Taulukko 5. Tiedonkeruulaitteeseen kytkettyjen anturien sijoittelu kuivurissa. Anturin nimi Paikka kuivurissa ja selitys Tulolämpö Ylä Kuivausilman lämpötila tuloilmaputkessa 60 cm:n korkeudella. Tulolämpö Keski Kuivausilman lämpötila tuloilmaputkessa 40 cm:n korkeudella. Tulolämpö Ala Kuivausilman lämpötila tuloilmaputkessa 20 cm:n korkeudella. Ulkokosteus Ulkoilman kosteus uunihuoneen seinällä n. 1.5 m:n korkeudella. Ulkolämpö Ulkoilman lämpötila uunihuoneen seinällä n. 1.5 m:n korkeudella. Poistokosteus ala Poistoilman kosteus alemmassa poistoputkessa. Poistolämpö ala Poistoilman lämpötila alemmassa poistoputkessa. Poistokosteus ylä Poistoilman kosteus ylemmässä poistoputkessa. Poistolämpö ylä Poistoilman lämpötila ylemmässä poistoputkessa. Vaaka kg Vaa'an näyttö kg Alipainekuivurin kennoston pintalämpötiloja mitattiin 13:sta pisteestä eri korkeuksilta Keithley-termoparimittarilla syksyllä 2000. Tulosten perusteella voidaan arvioida pölyn syttymisherkkyyttä kuivurin pinnoilla. Lisäksi kokeil- tiin lämpökameran käyttöä pintalämpötilojen mittaamiseen. Peltipintojen heijastavuus ja tilanahtaus haittasivat kuvaamista, mutta menetelmää kehit- tämällä olisi mahdollista saada yksittäisiä mittauksia kattavampi kuva lämpö- tiloista ja esimerkiksi tärkeimmistä eristyskohteista. 5.3.3 Mittaustulokset 5.3.3.1 Lämpötilan noston vaikutus energian kulutukseen Kuumailmakuivurilla kuivattiin 16 erää vuonna 2000 ja 14 erää vuonna 2001. Näistä puolet oli rehuohraa ja puolet rehukauraa. Öljypolttimen ilmamäärä säädettiin ennen kuivauksia oikeaksi CO2-analysaattorilla. Vuonna 2000 kuivausilman määrää jouduttiin hieman kuristamaan, jotta lämpötila saatiin 33 nousemaan yli 100 °C:een. Syksyllä 2001 käytettiin suurempia suuttimia ja voitiin kuivata täydellä ilmamäärällä. Kuivausilman määrää ei mitattu. Mitta- uksissa varioitiin kahta tekijää: kuivausilman lämpöä ja viljan kiertonopeutta (taulukko 6). Lämpötilan säätämisen tavoitteena oli 20 °C:een ero matalan ja korkean lämpötilan välillä. Taulukko 6. Mitatut ohran kiertonopeudet vuosina 2000 ja 2001. Mitatut ohran kiertonopeudet v. 2000 Kosteus Kiertonopeus % tn/h kertaa tunnissa Normaali (syöttölaitteen taajuus 47 Hz) 16,3 17,4 0,5 Nopea (syöttölaitteen taajuus 75 Hz) 16,9 32,4 0,9 12,4 42,6 1,2 Mitatut ohran kiertonopeudet v. 2001 Normaali (syöttölaitteen taajuus 50 Hz) 16,0 24,5 0,7 Nopea (syöttölaitteen taajuus 75 Hz) 16,0 36,0 1,0 Kuvasta 5 nähdään, että mitattu kuivausilman lämpötilan keskiarvo ylitti asetusarvonsa keskimäärin 10 - 20 °C:lla. Sama ilmiö havaittiin kaikissa kui- vatuissa erissä. Todennäköisin syy tähän liian korkealla lämmöllä kuivaami- seen on poltinta ohjaavan anturin sijoittuminen melkein tuloilmaputken ala- 0 20 40 60 80 100 120 140 160 1 5 :0 2 1 5 :1 8 1 5 :3 4 1 5 :5 0 1 6 :0 6 1 6 :2 2 1 6 :3 8 1 6 :5 4 1 7 :1 0 1 7 :2 6 1 7 :4 2 1 7 :5 8 1 8 :4 2 1 8 :5 8 1 9 :1 4 1 9 :3 0 1 9 :4 6 2 0 :0 2 2 0 :1 8 2 0 :3 4 2 0 :5 0 2 1 :0 6 2 1 :2 2 2 1 :3 8 2 2 :0 3 2 2 :1 9 K e llo °C , % R h 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 kg Tulo läm pö ylä Tulo läm pö keski Tulo läm pö ala Ulko kos te us Ulko läm pö Po is to ko steus ala Po is to läm p ö ala Po is to ko steus ylä Po is to läm p ö ylä Vaaka kg Kuva 5. Tiedonkeruulaitteen mittaamat arvot ohraerän kuivauksessa ali- painekuivurissa v. 2001. Viljan alkukosteus oli 20 %, loppukosteus 12 %, kuivauslämpöasetus 100 °C, mitattu kuivauslämmön keskiarvo 119 °C, kier- tonopeus normaali. 34 reunaan. Tämän tyyppisessä kuivurissa tuloilma on voimakkaasti kerrostu- nutta, koska ilmaa siirtävät puhaltimet sijaitsevat vasta kuivauskennoston poistopuolella. Tilannetta voisi korjata esimerkiksi rihloittamalla tuloilma- putken alkupään, jolloin virtaus sekoittuisi tai sijoittamalla tunnustelija-anturi parempaan paikkaan. Kuivausilman lämpötilan säätöongelma, vaa’an puutteellinen toiminta vuon- na 2000 ja viljan alhainen puintikosteus (yleensä < 20 %) kumpanakin vuon- na vaikeuttivat energiankulutuksen laskemista, mutta suuntaa antavia johto- päätöksiä voidaan tehdä. Puintikosteuden ollessa alhainen vesi on tunnetusti vaikeampi poistaa jyvistä kuin puintikosteuden ollessa korkeampi (Peltola 1985). Viljojen tavoitekosteutena oli 12 %. Sopivin energiankulutuksen mittari on öljynkulutus haihdutettua vesimäärää kohti (g/kg). Kuivaamon sähkönkulutusta ei tässä tutkimuksessa mitattu. Vuonna 2000 kuivausilman asetuslämpö oli 70 tai 90 °C ja vastaavasti mita- tut kuivauslämmön keskiarvot 82 ja 101 °C. Kuvan 6 mukaan noin 20 °C:een lämmönnosto laski energiankulutusta 7 – 13 %. Vuonna 2001 kuivausilman asetuslämmöt olivat 75 ja 100 °C. Mitatut kuivauslämmön keskiarvot olivat vastaavasti 90 ja 119 °C. Tällöin loogista eroa energiankulutuksessa ei voitu havaita. Ilmeisesti tuolloin oltiin kyseisen uuni-kuivuriyhdistelmän lämmön- siirtokyvyn ylärajoilla, jolloin energiatehokkuus ei enää kasvanutkaan lämpö- tilaa nostettaessa. Myöskään kiertonopeuden lisääminen normaalista 0,5 – 0,7 kertaa tunnissa 1,0 kertaan tunnissa ei näyttänyt selvästi vaikuttavan energi- ankulutukseen, vaikka mm. Peltolan (1985) mukaan nopeutuksen pitäisi las- kea energiankulutusta. Kuva 6. Öljynkulutus haihdutettua vesikiloa kohti alipainekuivurissa eri kuiva- usilman lämpötiloilla v. 2000. Kuivattavan ohran alkukosteus oli 15 - 19 %. - 7 % - 13 % 0 20 40 60 80 100 120 140 160 82 °C 99 °C 101 °C Mitattu kuivauslämpö, °C Ö ljy nk ul ut us , g ö ljy ä/ k g ve ttä 100 % 35 Toinen tapa kuivurin energiatehokkuuden arviointiin on verrata keskimää- räistä kulutusta aiempiin tutkimuksiin tai kirjallisuudessa esitettyihin normi- lukuihin. Työtehoseuran tilatutkimuksen mukaan eteläsuomalaiset lämminil- makuivurit kuluttivat 1980-luvun alussa 141 g öljyä vesikiloa kohden, kun viljan lähtökosteus oli 20 – 24 % ja 164 g öljyä vesikiloa kohden, kun viljan lähtökosteus oli 15 – 19 % (Peltola 1985). Alipaineisen kuumailmakuivurin öljynkulutus oli vuonna 2000 ohraa kuivattaessa keskimäärin 138 g öljyä vesikilo kohden, kun lähtökosteus oli pienempi kuin 20 % ja vuonna 2001 ohraa kuivattaessa 115 g öljyä vesikiloa kohden, lähtökosteuden ollessa alle 20 %. Vuonna 2001 kauraa kuivattaessa öljynkulutus oli 103 g öljyä vesiki- loa kohden, kun lähtökosteus oli 20 - 36 %. Vuonna 2000 kaurojen kuivauk- sen energiankulutusta ei mitattu. Tulosten mukaan alipaineisen kuumailmakuivurin öljynkulutus olisi ollut noin 16 – 30 % alempi, kuin maatiloilla keskimäärin 1980-luvun alussa (kuva 7). Tässä vertailussa pitää olla kuitenkin varovainen, koska Työtehoseuran tutkimuksen kuivurit olivat selvästi pienempiä kuin tässä tutkimuksessa mi- tattu korkeaa lämpöä käyttävä kuivuri. Voidaan olettaa, että viljakiloa kohden ison kuivurin lämpöhäviöt ovat alhaisemmat kuin pienten kuivureiden. Myöskään Työtehoseuran tilatutkimuksen kuivureiden kunnosta, säätöjen optimaalisuudesta ja käytetystä kuivauslämmöstä ei ole tietoa. Kuitenkin Ahokkaan & Koiviston (1983) ja Peltolan (1985) arviot siitä, että kuivaus- lämmön nosto 10 °C:lla voisi laskea energiankulutusta 2,5 – 5 %, tukee tä- män tutkimuksen tuloksia. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Ohra Ohra Kaura v. 2000 v. 2001 v. 2001 Ö ljy nk ul ut us , g ö ljy ä / k g ve ttä Mitatut arvot TTS julkaisu 272 -16 % -30 % -27 % Kuva 7. Alipaineisen kuumailmakuivurin öljynkulutus verrattuna Työtehoseu- ran tilatutkimuksen arvoihin (Peltola 1985). Vuonna 2000 ohralla mitattiin 5 erää, v. 2001 ohralla 8 erää ja kauralla 6 erää. Jana ilmaisee öljynkulutuksen keskihajonnan. 36 5.3.3.2 Lämpötilan noston vaikutus kuivausnopeuteen Kun viljan kosteus oli alle 20 % kuivuri täyttyi keskimäärin 50 minuutissa, kuivaus kesti 3-5 tuntia (ohrat), jäähdytys noin 1 h 30 minuuttia ja tyhjennys 50 minuuttia. Matalammalla kuivausilman lämmöllä tyypillisen erän koko- naiskäsittelyaika oli noin 7 h ja 20 °C korkeammalla lämmöllä noin puoli tuntia lyhyempi. Korkeamman lämpötilan käyttö lisäsi näissä olosuhteissa kuivurin kapasiteettia noin 7 %. Viljan alkukosteuden ollessa korkeampi, saattaa ero olla suurempikin. Nyt likimain puolet kokonaisajasta kului kuivu- rin täyttöön, jäähdytykseen ja tyhjennykseen, joiden kestoon lämpötilan nos- tolla ei voida vaikuttaa. Mittausten mukaan kaura kuivui selvästi nopeammin kuin ohra. Parhaimmillaan 20 % kostea kauraerä kuivui alle kahden tunnin lämmityksellä tavoitekosteuteen. 5.3.3.3 Kuivaamoiden pölyisyys Alipainekuivurin ja MTT/Vakolan ylipainekuivurin sisäilman pölypitoisuu- det olivat keskimäärin yhtä suuria, noin 2-3 mg/m3 ilmaa. Sariolan ym. (1992) mukaan ihmisen hengitykselle haitallinen raja-arvo on 5 mg/m3 ilmaa (HTP 8h-arvo). Vähemmänkin pölymäärän aistii iholla kutittavana. Alipainekuivuri oli melko vähäpölyinen kuivauksen aikana. Koska syksyllä 2000 täytön ja tyhjennyksen aikana ei voitu käyttää poistopuhaltimia, ilman pölypitoisuus nousi näissä vaiheissa. Kaatosuppilo on kuivurirakennuksen ulkopuolella, mutta väliseinässä olleiden reikien kautta kippauspölyä pääsi kuivurirakennukseen. Poistopuhaltimien käyttö täytön ja tyhjennyksen aikana olisi tärkeää myös siksi, ettei pölyä pääsisi leviämään uunin lämmönvaihto- pinnoille ja uunihuoneeseen, kuten nyt tapahtui. Ehdotettujen korjausten jäl- keen kuivurin pölypitoisuudet saadaan todennäköisesti hyvin alhaisiksi. MTT/Vakolan kuivurissa pölypitoisuudet olivat yleensä hyvin alhaiset lu- kuun ottamatta ilmeisesti kippaussyvennyksen täyttämisen aikana havaittua pölypitoisuuden nousua, mikä nostaa pitoisuuden keskiarvoa. MTT/Vakolan kuivuriin on lisätty pölypoistoimureita mm. kaatosuppilon päälle ja ylätasol- le, mikä osaltaan selittää alhaisia tuloksia. Kaatosuppiloa ei tosin ole erotettu seinällä muusta kuivurirakennuksesta. 5.3.3.4 Kuivurin pintalämpötilat Keithley-termoparimittarilla mitatut kuivauskennoston pintalämpötilat on esitetty kuvassa 8. Mittauspaikat valittiin siten, että kuumimmat paikat tulisi- vat kartoitetuksi. Mittauspaikat 1-7 sijaitsivat kuivauskennojen keskellä alka- en alhaalta ylöspäin. Kohdat 8-10 sijaitsivat ylätason yläpuolella, eli yläele- mentissä. Mittauspaikat 11-12 kuvaavat pintalämpötiloja tuloilmaputkessa lähellä sen liittymistä kennostoon. Kohta 13 on taas kennoston pintalämpö aivan tuloilmaputken liittymiskohdan vieressä. 37 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Mittauspaikka Pintalämpö,°C 82 °C 105 °C Kuva 8. Kuivauskennoston pintalämpötilat, kun kuivausilma oli 82 tai 105 °C. Kuivauslämpötilan 105 °C tulokset ovat kolmen mittauksen keskiarvoja. Missään mittauspaikassa tai millään mittauskerralla pintalämpötila ei saavut- tanut 70 °C:tta. Kuumin kohta oli tuloilmaputken lähistöllä. Myös toiseksi ylin kenno (mittauspaikka 6) oli kuuma. Noin 20 °C:een ero kuivausilman lämmössä näkyi keskimäärin 5 °C:een erona pintalämpötiloissa. Kuvassa 9 on esimerkki lämpökameralla otetusta kuvasta kuivauskennostossa olleesta huoltoluukusta. Siinä näkyy selvästi läpivientien aiheuttamia lämpö- vuotoja. Peltipintojen heijastus aiheutti kuitenkin usein sen, että lämpökame- ran kuvassa näkyi kameran käyttäjä tai kuivurirakennuksen viileä ulkokuori. Kuva 9. Lämpökameralla otettu kuva kuivauskennoston suorakaiteen muo- toisesta huoltoluukusta. (Kuva: Timo Lötjönen) 38 Heijastumien poistaminen tämänkokoisissa mittauskohteissa on hankalaa (nokeaminen, kalkitseminen tms.). Myös kuivurirakennuksen tilanahtaus haittasi kuvaamista. Kohteesta ei päässyt niin kauas, että koko kennoston kuvaaminen yhteen kuvaan olisi ollut mahdollista. Menetelmää kehittämällä olisi kuitenkin mahdollista selvittää yksittäisiä mittauksia kattavammin koh- teen lämpötilaerot ja esimerkiksi tärkeimmät eristyskohteet. Buren (1988) mukaan vehnän pölyn syttymislämpötila on 220 °C ja sekavil- jan pölyn syttymislämpötila 230 °C, kun pöly on kerrostuneena kuumalla pinnalla. Siten kuumailmakuivurista mitatut pintalämpötilat ovat niin alhai- sia, etteivät ne vaaranna kuivurin paloturvallisuutta. Pölyn leviäminen uunin lämmönvaihtopinnoille saattaa sen sijaan olla paloturvallisuusriski. Siksi olisi tärkeää, että poistoilmapuhaltimia käytettäisiin aina kuivuria täytettäessä ja tyhjennettäessä. Standardissa SFS-EN 563 (1994) on arvioitu kuumien metallipintojen ihmi- sen paljaalle iholle aiheuttamaa palovammariskiä. Standardin mukaan palo- vamma voi syntyä, kun metallipinnan lämpötila on 65 - 70 °C ja kosketusaika 1 sekunti. Jos kosketusaika on pidempi, niin alhaisempikin lämpötila voi aiheuttaa palovamman, esimerkiksi 10 sekuntia 55 - 60 °C:ssa. Tutkitussa alipainekuivurissa pintalämpötilat jäivät yleensä 65 °C:een alle, joten palo- vammavaara ei ole kovin suuri. Silti kulkuteiden läheisyydessä olevat, työn- tekijän kosketukselle alttiit kuumat paikat olisi viisasta suojata. 5.3.3.5 Kuivausilman lämpötilan vaikutus viljan itävyyteen Tutkimuksen aineisto kerättiin alipaineisen kuumailmakuivurin mittausten yhteydessä. Vilja oli rehukäyttöön tarkoitettua Saana ohraa ja Belinda kauraa. Tutkimuksen kohteena oli vuonna 2000 neljä ohraerää ja vuonna 2001 neljä kuivauserää, joista kolme erää oli ohraa ja yksi erä kauraa. Itävyys mitattiin lokakuussa 3x100 siemenen itävyyskokeena. Itävyyskokeen tarkoituksena oli selvittää, miten suuri osa tutkittavan siemenerän siemenistä pystyy kehittä- mään normaalin terveen kasviyksilön, ja millaisia vaikutuksia kuivausilman lämpötiloilla oli itävyyteen. Tutkimuksen tavoitteena oli mitata 70 – 100 C-asteisen kuivausilman lämpö- tilan vaikutuksia viljan itävyyteen. Kuivausilman lämpötilan asetukset eivät kuitenkaan pysyneet ennalta asetetuissa, vaan kuivauksessa mitatut toteutu- neet lämpötilat olivat seuraavat: Vuonna 2000 Erä 1 ohraa, lämpöasetus 70 ºC, mitattu kuivausilman lämpö 82 ºC, kiertono- peus normaali (50 Hz): 24,6 tn/h eli n. 0,7 kertaa/h 39 Erä 2 ohraa, lämpöasetus 100 ºC, mitattu kuivausilman lämpö 112 ºC, kierto- nopeus normaali (50 Hz): 24,6 tn/h eli n. 0,7 kertaa/h Erä 3 ohraa, lämpöasetus 90 ºC, mitattu kuivausilman lämpö 101 ºC, kierto- nopeus normaali (50 Hz): 24,6 tn/h eli n. 0,7 kertaa/h Erä 4 ohraa, lämpöasetus 90 ºC, mitattu kuivausilman lämpö 101 ºC, kierto- nopeus nopea (75 Hz): 36 tn/h eli noin kerran tunnissa Vuonna 2001 Erä 1 ohraa, lämpöasetus 100 ºC, mitattu kuivausilman lämpö 119 ºC, viljan kiertonopeus normaali (50 Hz): 24,6 tn/h eli n. 0,7 kertaa/h Erä 2 ohraa, lämpöasetus 100 ºC, mitattu kuivausilman lämpö 119 ºC, viljan kiertonopeus nopea (75 Hz): 36 tn/h eli noin kerran tunnissa Erä 3 ohraa, lämpöasetus 75 ºC, mitattu kuivausilman lämpö 98 ºC, viljan kiertonopeus normaali (50 Hz): 24,6 tn/h eli n. 0,7 kertaa/h Erä 4 kauraa, lämpöasetus 100 ºC, mitattu kuivausilman lämpö 115 ºC, viljan kiertonopeus nopea (75 Hz): 36 tn/h eli noin kerran tunnissa (suunniteltu kiertonopeus ei toteutunut) Vuoden 2001 kokeissa ohra kiersi kuivurissa säädettyjen asetusten mukaises- ti, mutta kauran kierrätys oli ongelmallista, koska kauraerä oli kostea (35,8 %). Kaura oli osittain itänyt jo pellolla ja siksi se juuttui välillä syöttö- laitteen alapuolelle ja sitä jouduttiin käsin työntämään liikkeelle. Jokaisesta erän viljakuormista kerättiin yhteensä kolme näytettä edustavaa itävyysmääritystä varten. Muut erän näytteet otettiin elevaattoriin johtavasta putkesta. Kolmen minuutin aikana otettiin puolen minuutin välein kouralli- nen viljaa, josta saatiin noin kilon painoinen näyte. Kuivurin jäähdytys kesti puolitoista, jopa kaksi tuntia. Jokaisen erän viimeinen näyte tai ainakin puolet siitä otettiin jäähdytyksen aikana. Kummastakin viljasta tehtiin itävyyskokeet kaikista näytteistä sadan siemenen kolmena kerranteena. Itävyyskokeet teh- tiin Työtehoseuralla Rajamäellä. Itävyyskokeiden tulokset 2000 Todelliset kuivauslämpötilat vuonna 2000 olivat 82 ja 112 C-asteen välillä. Itävyys ei missään vaiheessa laskenut alle 80 prosentin (kuvat 10 - 13). Tämä johtunee kuivattavien erien alhaisesta puintikosteudesta, joka oli 15 – 18 %:n välillä. Kokeissa todettua itävyyden menetystä ei kannata ehdoin tahdoin aiheuttaa, mikäli itävyydellä on merkitystä viljan jatkokäytössä. Alinta kui- vausilman lämpötilaa käytettäessä itävyys säilyi parhaiten. 40 Kuva 10. Ohran itävyys ja kosteus kuivauksen edetessä syksyllä 2000, erä 1. Mitattu kuivauslämpö 82 °C, kiertonopeus normaali. Kuva 11. Ohran itävyys ja kosteus kuivauksen edetessä syksyllä 2000, erä 2. Mitattu kuivauslämpö 112 °C, kiertonopeus normaali. 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Aika kuivauksen alusta, h Itä vy ys , % 0 5 10 15 20 25 30 K os te us , % Itävyys Kosteus 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Aika kuivauksen alusta, h Itä vy ys , % 0 5 10 15 20 25 30 K os te us % Itävyys Kosteus 41 Kuva 12. Ohran itävyys ja kosteus kuivauksen edetessä syksyllä 2000, erä 3. Mitattu kuivauslämpö 101 °C, kiertonopeus normaali. Kuva 13. Ohran itävyys ja kosteus kuivauksen edetessä syksyllä 2000, erä 4. Mitattu kuivauslämpö 101 °C, kiertonopeus nopea. 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Aika kuivauksen alusta, h Itä vy ys , % 0 5 10 15 20 25 30 K os te us , % Itävyys Kosteus 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Aika kuivauksen alusta, h Itä vy ys , % 0 5 10 15 20 25 30 K os te us , % Itävyys Kosteus 42 Itävyyskokeiden tulokset 2001 Myöskään vuonna 2001 kuumailmakuivaus ei alentanut ohran itävyyttä huo- mattavasti. Ensimmäisen ohraerän itävyys kuitenkin laski 96 prosentista 64 prosenttiin, kun kuivauslämpö oli 119 ºC (Erä 1). Toisen erän kuivausilman lämpötila oli sama kuin ensimmäisen, mutta kiertonopeutta oli lisätty. Itävyys ei tällöin laskenut alle 70 prosentin (Erä 2). On kuitenkin huomattava, että viljan alkukosteus oli alempi kuin erän 1 , vain 16 %. Kuva 14. Ohran itävyys ja kosteus kuivauksen edetessä syksyllä 2001, erä1. Mitattu kuivausilman lämpö oli 119 ºC ja kiertonopeus normaali. Kuva 15. Ohran itävyys ja kosteus kuivauksen edetessä syksyllä 2001, erä 2. Mitattu kuivausilman lämpötila oli 119 ºC ja kiertonopeus nopea. 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Aika kuivauksen alusta, h Itä vy ys , % 0 5 10 15 20 25 30 K os te us , % Itävyys Kosteus 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Aika kuivauksen alusta, h Itä vy ys , % 0 5 10 15 20 25 30 K os te us , % Itävyys Kosteus 43 Kolmannen ohraerän kuivausilman lämpötila säädettiin 20 astetta aiempaa alhaisemmaksi, jolloin lämpötilaksi mitattiin 98 ºC. Itävyys ei alentunut kui- vauksen aikana. Itävyyden kannalta turvallinen kuivausilman lämpötila voi siis olla varsin korkea, jos erän lähtökosteus on alhainen. Kuva 16. Ohran itävyys ja kosteus kuivauksen edetessä syksyllä 2001, erä 3. Mitattu kuivausilmanlämpö 98 ºC ja kiertonopeus normaali. Kuva 17. Kauran itävyys ja kosteus kuivauksen edetessä syksyllä 2001, erä 4. Mitattu kuivausilmanlämpö 115 ºC ja kiertonopeus nopea. 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Aika kuivauksen alusta, h Itä vy ys , % 0 5 10 15 20 25 30 K os te us , % Itävyys Kosteus 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Aika kuivauksen alusta, h Itä vy ys , % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 K os te us , % Itävyys Kosteus 44 Kauraerän itävyys oli suurelta osin menetetty jo pellolla kostean korjuusään takia. Kiertonopeus oli säädetty nopeaksi, mutta se ei toteutunut, koska kau- rassa oli paljon ituja ja se oli erittäin kosteaa. Kuivausilman lämpötila oli 115 ºC, ja se vaurioitti itävyyttä edelleen. Lopussa itävyys putosi 20 %:n tasolle. Viljan hidas kierto aiheutti todennäköisesti myös lisävaurioita. 5.3.3.6 Kuivausilman lämpötilan noston kannattavuus Pääsyy kuivausilman lämpötilan nostoon on kuivauksen tehostaminen. Kor- keimmilla lämpötiloilla pyritään nopeampaan kuivaukseen, energian säästöön ja sitä kautta alhaisempiin yksikkökustannuksiin. Lämpötilan nosto ei kuiten- kaan saa vaikuttaa haitallisesti kuivattavan viljan laatuominaisuuksiin. Yli puolet suomalaisesta viljasta tuotetaan rehuksi, jossa itävyyden menettä- misellä ei ole suurta merkitystä. Korkeat lämpötilat voivat päinvastoin olla esimerkiksi rehun sulavuudelle hyödyksi. Sen sijaan tuotettaessa leipäviljaa, mallasohraa tai siemenviljaa itävyyden säilyttämisestä tulee huolehtia vilje- lyn jokaisessa vaiheessa. Näiden kokeiden perusteella voidaan todeta, että viljan itävyys laskee kuiva- usilmanlämpötilan noustessa. Ohran itävyys kuitenkin näyttäisi kestävän jonkin verran korkeampaa kuivausilman lämpöä kuin aikaisemmin on suosi- teltu. Kun alkukosteus oli alle 20 %, itävyys ei vielä merkittävästi laskenut, jos kuivausilman lämpötila oli 80 - 100 ºC. Kun kuivausilman lämpö oli yli 100 ºC, itävyyden lasku oli selvää. Nopeampi kiertonopeus säilytti itävyyden paremmin kuin hitaampi kiertonopeus (taulukko 7). Jos kuivausilma oli sel- keästi liian kuumaa, kiertonopeutta nostamalla ei kuitenkaan voitu estää itä- vyyden menetystä. Mikäli itävyys on tärkeä laatuominaisuus ja viljan puinti- kosteus on suuri, kuivauslämpötilaa ei kannata nostaa liikaa. Tehtyjen kokeiden suurin puute lienee siinä, ettei itävyysmittauksiin sattunut yhtään märkää, kosteudeltaan yli 20 % ohraerää. Tästä voidaan kiittää syksy- jen 2000-2001 hyviä puintisäitä. Kokeissa oli myös melko vähän viljaeriä, jotka olisi kuivattu samoilla kuivausasetuksilla ja joiden lähtökosteus olisi ollut sama. Lisäksi tulokset ovat tietyllä kuivurimallilla ja –koolla saatuja, joten niiden yleistämisessä muun typpisiin kuivausoloihin kannattaa olla varovainen. Nämä ovat tyypillisiä maatilakokeiden ominaisuuksia: toisaalta saadaan tarkkaa tutkittua tietoa reaalimaailmasta, mutta toisaalta ei voida olla täysin varmoja siitä, minkälaisia tulokset olisivat olleet toisenlaisissa oloissa. Jos nämä erät olisi kuivattu aikaisempien kuivausohjeiden mukaan, kuivaus- ilman lämpötila olisi saanut olla 54 – 74 ºC. Tällöin myös energiaa olisi ku- lunut 10 - 20 % enemmän. Kuivausilman lämpötila ei kuitenkaan ole ainoa itävyyttä alentava tekijä, vaan korjuuolot, puintikosteus ja puimurin säädöt voivat myös huonontaa itävyyttä. 45 Taulukko 7. Tutkittujen viljaerien itävyyden muutos. Itävyys, % Erä Puinti- kosteus, % Todelli- nen kuivaus- ilman- lämpö- tila, º C Kierto- nopeus, krt/h Ennen kuivaus- ta Kuiva- uksen jälkeen Itävyyden muutos, %- yksikköä Vuosi 2000 Ohra 15,6 82 0,7 92 90 -2 Ohra 15,2 112 0,7 94 85 -9 Ohra 16,3 101 0,7 94 86 -8 Ohra 16,9 101 1 94 90 -4 Vuosi 2001 Ohra 19,6 119 0,7 91 64 -27 Ohra 16,0 119 1 90 71 -19 Ohra 16,2 98 82 88 +6 Kaura 35,8 115 vaihteli 59 21 -38 5.4 Keskitetty viljan kuivausmalli Suuri kuivaustarve on merkittävä viljantuotannon kustannuksia lisäävä tekijä. Vilja joudutaan korjaamaan suhteellisen lyhyessä ajassa, ja kuivauksen on tapahduttava lähes samassa tahdissa puinnin kanssa. Tehokas koneistus on välttämätön, jotta vilja saadaan talteen myös epäedullisina vuosina. Pääoma- kustannukset muodostavat yhä suurimman osan kuivauksen kustannuksista, vaikka öljyn hinnan nousu on nostanut myös muuttuvia kustannuksia. Tehokkaimmin kuivauksen kustannuksia voidaan alentaa kustannusrakenteen pääomavaltaisuuden vuoksi yksikkökokoa kasvattamalla ja kuivurin käyttö- aikaa lisäämällä. Yksittäisen tilan mahdollisuudet lisätä viljantuotantoa ovat rajalliset, vaikka tilakoko onkin kasvanut. Suurimmalla osalla tiloista pelto- pinta-ala on edelleen alle 25 ha (Maatalouslaskenta 2000). Siirtämällä kuiva- us alueellisesti toimiviin, esimerkiksi liikkeiden omistamiin yksiköihin, voi- daan kuivauskapasiteetti saada tehokkaampaan käyttöön. Suurissa yksiköissä voidaan myös hyödyntää pienissä yksiköissä kannattamattomia energiansääs- tötekniikoita. Viljelijöiden kannalta toimintamallilla voidaan saavuttaa selviä säästöjä, kun viljankuivaukseen ei tarvitse investoida. Suomessa erityyppisiä keskitettyjä kuivausmalleja toteuttavat rehujakeita jalostava Botnia Grain Oy ja viljan käsittelyyn ja varastointiin erikoistunut Suomen Viljava Oy (entinen Avena Siilot Oy). 46 Kuva 18. Rahtikuivauksen käyttö on edullinen viljankuivaustapa monelle pie- nelle ja keskisuurelle viljatilalle. (Kuva: Timo Lötjönen) Taulukko 8. Kuivattavan viljan osuus sadosta eräissä Euroopan maissa (Jär- venpää 1998). Maa Viljan kuivaustarve, % Puintikosteus, % Suomi 100 26 Ruotsi 95 21 Tanska 30 - 50 18 Saksa 20 - 40 16 Muualla Euroopassa keskitetty kuivaus on yleistä, mutta olosuhteet ovat myös erilaiset. Viljan puintikosteus on alhaisempi, ja vain osa sadosta joudu- taan kuivaamaan (taulukko 8). Esimerkiksi Tanskassa on arvioitu, että vain 30 - 50 % kaikesta korjatusta viljasta joudutaan kuivaamaan keskimäärin 18 % kosteudesta (Järvenpää 1998). Ruotsissa suurin osa viljasta joudutaan kuivaamaan, ja viljan kuivaus keskitetysti vastaanottopisteissä on yleisempää kuin Suomessa. Myös Norjassa keskitetty kuivausmalli on yleinen (Peltola 1989). Norjassa vilja välivarastoidaan tiloilla kylmäilmakuivureissa. 5.4.1 Suomen Viljava Oy Suomen Viljava (ent. Avena Siilot Oy) on tarjonnut kuivauspalvelua Korialla ja Kouvolassa sijaitsevissa teollisuuskuivureissa jo reilun kymmenen vuoden 47 ajan. Asiakkaina on ollut vuosittain noin 200 tilaa ja sopimuksia on laadittu yhteensä 10 000 - 12 000 viljatonnista (Holkko 2002). Pääasiassa kuivataan rehuviljaa, mutta myös mallasohraa, rypsiä ja leipävehnää on kuivattu. Syk- syllä 2002 aloitettiin kuivauspalvelu myös Seinäjoella. Kuivurit ovat jatkuvatoimisia, suoralämmityksellä eli ilman lämmönvaihdinta toimivia. Polttoaineena käytetään maakaasua. Suomessa maatiloilla käytettä- vät lämminilmakuivurit ovat pääosin eräkuivureita, joissa yhtä viljaerää kier- rätetään kuivauskennoissa. Jatkuvatoimisessa kuivurissa vilja kuivuu kerralla kulkiessaan kuivurin läpi. Jäähdytys tapahtuu kuivurin alaosan jäähdytysken- noissa. Jatkuvatoimisessa kuivurissa kuivausta ei tarvitse keskeyttää täytön ja tyh- jennyksen ajaksi, vaan kuivattavaa viljaa voidaan lisätä jatkuvasti. Haluttuun loppukosteuteen päästään kuivurin tyhjennysnopeutta ja/tai kuivauslämpöti- laa säätämällä. Hyvin kosteita eriä ei kuitenkaan voida kuivata yhdellä läpi- ajolla, sillä liian nopea kuivaus saattaa johtaa jyvien halkeilemiseen. Jatkuva- toimiset kuivurit eivät ole meillä yleistyneet maatiloilla, koska puintikosteus on usein liian korkea. Seinäjoelle rakennetun kuivurin tilavuus on 93 m3, josta kuivausosan osuus on 60 m3. Kuivurin kapasiteetti on 22 % kosteudesta 14 % kosteuteen kuivat- taessa 22 tonnia tunnissa, kun kuivauslämpötila on 100 °C. Valmistaja ilmoit- taa kuivurin energiankulutukseksi 4,32 MJ/haihdutettu vesikilo. Vuonna 2002 kuivatun viljan kosteus vaihteli 15 - 28 %. Kuivauksessa käytettiin 95 °C:n kuivauslämpötilaa. Vilja otetaan ensin jäähdytyssiiloihin, joihin voi- daan varastoida seitsemässä eri siilossa yhteensä 350 - 400 tonnia viljaa. Sii- loissa on koneellinen jäähdytys. Jäähdytyssiiloista viljaa siirretään kuivuriin kuivauksen edistyessä. Loppukosteutta mitataan jatkuvasti oikean kosteuspi- toisuuden saavuttamiseksi. Seinäjoella kuivattiin ainoastaan rehuviljaa, jol- loin eränvaihtoja ei jouduttu tekemään, ja kuivuri oli tehokkaassa käytössä koko toiminta-ajan (Koponen 2002). 5.4.1.1 Keskitetyn kuivauksen tarve Suomen Viljavan Seinäjoen teollisuuskuivurin rakentamista edelsi markkina- kartoitus syksyllä 2001, joka osoitti kysyntää olevan riittävästi keskitetylle viljankuivaukselle. Kyselyn teki Ilmajoen maatalousoppilaitos, ja se lähetet- tiin 1416 viljelijälle 17 kunnan alueelle noin 80 kilometrin säteelle Seinäjoel- ta. Seuraavassa kyselyn tuloksia koottuna Erkki Holkon aiheesta laatimasta raportista ”Teollisuuskuivurihanke Etelä-Pohjanmaalle” (Holkko 2001). Kysely kohdistettiin yli 10 hehtaarin tiloille, joiden päätuotantosuuntana oli viljanviljely. Mukaan otettiin Pohjanmaan alueelta Isokyrö, Laihia ja Vähä- kyrö, koska ne sopivat sijainniltaan hyvin tähän alueeseen ja ovat lisäksi voimakkaita viljanviljelyalueita. Kyselyjä palautettiin 373 kpl (26,3 %). 48 Noin 26 prosenttia kyselyyn vastanneista oli valmis kuivauttamaan osan tai kaiken tuottamastaan rehuviljasta suunnitellussa teollisuuskuivurissa. Kiin- nostuneimpia olivat 10 - 20 peltohehtaarin tilat, joiden kohdalla osuus noin 42 prosenttia. Kokoluokassa 41 - 60 hehtaaria kiinnostus oli vähäisintä, mut- ta tätä isommilla tiloilla prosentuaalisesti tarkastellen halukkuus jälleen li- sääntyi. Koska tilamäärä näissä luokissa oli melko pieni, kysymys oli yksit- täisistä kiinnostuneista tiloista. Yli 100 hehtaarin tiloilla kuitenkin jo 30 pro- senttia pitää mahdollisena teollisuuskuivurin käyttöä (taulukko 9). Taulukko 9. Valmius kuivata teollisuuskuivurissa suhteessa peltopinta-alaan (Holkko 2001). Peltopinta-ala, ha Valmius kuivata teollisuuskuivurissa % kysymykseen vastanneista Kyllä Ei n 10-20 42,2 57,8 128 21-30 29,7 70,3 64 31-40 22,6 77,4 53 41-50 6,7 93,3 30 51-60 8,3 91,7 12 61-70 16,7 83,3 12 71-80 11,1 88,9 9 81-90 12,5 87,5 8 91-100 33,3 66,7 3 >100 30 70 10 Kaiken kaikkiaan hieman yli puolet (54 %) alueen viljasta kuivattiin kyselyä tehtäessä tilojen omissa kuivureissa, rahtikuivureissa 29 prosenttia, yhteis- kuivureissa 12 prosenttia ja muissa (esim. maamiesseurojen kuivureissa) 4 prosenttia. Pienten tilojen kiinnostus keskitettyyn kuivaukseen on ymmärret- tävää, koska rahtikuivauksen käyttö oli yleisintä 10-20 hehtaarin rehuvilja- aloilla, joista noin puolet kuivattiin vuokrakuivurissa. Tilat, joilla rehuviljaa oli yli 60 hehtaaria, kuivasivat kaiken tuottamansa rehuviljan omissa kuivu- reissa. Suurimpien tilojen kiinnostuksen kuivauspalveluun arveltiin johtuvan kuivauskapasiteetin riittävyyden varmistamisesta. Pääosin tilat, joilla oli oma hyväkuntoinen kuivuri, eivät luonnollisestikaan olleet kiinnostuneet keskitetyn kuivauksen mahdollisuudesta. Muista peruste- luista yleisin oli liian pitkä kuljetusmatka, mikä varmasti myös käytännössä on tärkein keskitetyn kuivauksen järjestämistä hankaloittava tekijä. Korialla on kokeiltu pitkillä matkoilla myös viljan kuljetusta pellolta kuorma-autolla käyttämällä vaihtolavaa. Autoilija jättää tyhjän vaihtolavan pellon reunalle ja hakee sen pois, kun se on puitu täyteen. Viljelijät ovat olleet tyytyväisiä me- nettelyyn. 49 Rahtikuivausta ilmoitti tekevänsä 35,5 prosenttia kuivurin omistajista. Kyse- lyssä selvitettiin myös, miten paljon rahtikuivauksen tekemiseen oli kiinnos- tusta. Rahtikuivausta jo harjoittavien ohella halukkuutta ei juuri ollut, ja osa jopa kuivasi rahtina, vaikkei kiinnostusta siihen ollut. Rahtikuivaus ei kyse- lyn perusteella tule ainakaan lisääntymään alueella. Kyselyn tulosten perus- teella tehtyjen laskelmien mukaan rehuviljaa oltiin valmiita toimittamaan suunniteltuun teollisuuskuivuriin 7 488 tonnia, jota pidettiin riittävänä kuivu- rin rakentamiselle Seinäjoelle. Kuivuri valmistui syksyllä 2002. Ensimmäiselle vuodelle sopimuksia ei kui- tenkaan vielä ehditty tehdä, ja se oli oikeastaan kuivurin koekäyttöä. Kuivu- rissa kuivattiin kuitenkin noin 2 000 tonnia rehuviljaa (Koponen 2002). 5.4.2 Botnia Grain Oy Kauhavalla vuodesta 1999 toiminut Botnia Grain Oy jalostaa kosteasta viljas- ta kypsennettyjä rehujakeita rehuteollisuudelle ja kotieläintiloille. Prosessissa vilja kuumennetaan rumpukuumentimessa 130-140 asteiseksi, minkä jälkeen vilja valssataan tai murskataan kuumana. Prosessiin kuluva aika riippuu vil- jan kosteudesta ja voi vaihdella 1-10 minuuttiin. Lämmönlähteenä käytetään propaanikaasua. Kypsennyksellä pyritään parantamaan rehun sulavuutta ja rehuarvoa sekä rehun hygieenistä laatua. Pääasiassa tehdas käyttää ohraa, mutta myös jonkin verran kauraa, jolloin käsittelyn yhteydessä poistetaan myös suuri osa kuorista. Botnia Grainissä on käytössä tanskalainen lämpökäsittelylaitteisto, jonka ydinosat ovat vaakatasossa sijaitsevat lieriömäiset polttokammio ja pyörivä kuivausrumpu. Pituutta laitteistolla on noin kahdeksan metriä. Polttokammio ja kuivausrumpu ovat suorassa yhteydessä toisiinsa, ja polttokaasut menevät kuivausilman joukkoon. Vilja syötetään kuivausrummun alkupäähän, josta se liikkuu rummun pyörimisliikkeen, säädettävän kallistuksen ja rummun sei- nämässä olevien siivekkeiden kuljettamana rummun läpi toiseen päähän. Siivekkeet nostavat viljan rummun yläosaan, josta se putoaa alas ollen jatku- vassa liikkeessä koko prosessin ajan. Prosessi on jatkuvatoiminen. Laitteis- tosta on olemassa kolme mallia, joiden tehoiksi valmistaja ilmoittaa 10, 20 ja 30 tn/h kuivattaessa vilja 20 prosentista 16 prosentin kosteuteen. Alkukosteu- den nousu yli 20 prosentin vähentää kapasiteettia jyrkästi. Kuivausprosessi on energiataloudellinen, sillä se tehdään korkeassa lämpöti- lassa nopeasti. Valmistajan mukaan laitteiston energiankulutus on 3,3 – 3,8 MJ haihdutettavaa vesikiloa kohti. Tavallisessa viljankuivurissa luku on normien mukaisella öljynkulutuksella (125 g/haihdutettava vesikilo) n. 5,4 MJ (Peltola 1988). 50 Prosessia varten viljan kosteuden pitää olla vähintään 17 prosenttia. Kuivem- pi vilja joudutaan kostuttamaan. Tehtaan toiminta-ajatukseen kuuluu, että mahdollisimman suuri osa käytettävästä viljasta ostetaan puintikosteana. Yli 25 prosenttia kosteampaa viljaa tehtaalla ei oteta vastaan, koska prosessi hi- dastuu eikä kosteaa viljaa voida säilyttää varastossa. 5.4.2.1 Kysely sopimusviljelijöille Botnia Grainin asiakaskuvaa selvitettiin sopimusviljelijöille lähetetyllä kirje- kyselyllä, jossa kerättiin tietoa viljantoimituksista Botnia Grainiin vuonna 2000. Kysely lähetettiin 75 viljelijälle ja vastauksia tuli 35 kpl eli 47 prosent- tia. Suurin osa tiloista oli kasvinviljelytiloja, kotieläintuotantoa oli 8 tilalla ja perunanviljelyä 6 tilalla. Tilojen keskimääräinen viljelyala oli 49 ha, josta viljanviljelyssä keskimäärin 36 ha. Yli 90 prosenttia kyselyyn vastanneista tiloista toimitti vuonna 2000 Botnia Grainiin kuivaamatonta viljaa. Pääosa viljasta vietiin suoraan pellolta puintikosteana, muutamalla tilalla viljaa kui- vattiin ensin kylmäilmakuivurissa. Puintikostean viljan toimitusmäärät vaih- telivat 5 tonnista 200 tonniin. Keskimääräinen toimitusmäärä oli 47 ton- nia/tila (taulukko 10). Noin 31 prosenttia tiloista myi Botnia Grainiin myös kuivattua viljaa kuivaamattoman viljan ohella. Kuivan viljan toimitusmäärä oli keskimäärin noin 100 tonnia/tila. Kaiken kaikkiaan kyselyyn vastanneil- ta tiloilta toimitettiin Botnia Grainiin viljaa 2,6 miljoonaa kg, josta noin puo- let kuivaamattomana ja puolet kuivattuna. Taulukko 10. Kyselyyn vastanneiden tilojen Botnia Grainiin puintikosteana toimittamat viljamäärät. Toimitusmäärä, tn % vastanneista (n = 32) <10 6,3 10-50 62,5 50-100 28,1 >100 3,1 Pienin toimitus, tn 4,7 Suurin toimitus, tn 210 Noin 43 prosentilla tiloista ei ollut minkäänlaista kuivuria. Lämminilma- kuivuri oli 34 prosentilla ja kylmäilmakuivuri 29 prosentilla tiloista. Kuivurit olivat melko iäkkäitä, lämminilmakuivureiden keski-ikä oli 18 vuotta ja puo- let kuivureista oli yli 20 vuotta vanhoja. Kuivurin puuttuminen tai sen ikä ja riittämätön kapasiteetti olivatkin yleisimmin mainitut syyt viljan toimittami- selle Botnia Grainiin. Useimpien tilojen kuivurit olivat jo niin vanhoja, että käytännössä vaihtoehtona Botnia Grainiin toimittamiselle oli joko uuden kuivurin rakentaminen tai kuivauttaminen rahtina. Rahtina kuivauttaminen 51 oli myös yleisin käytäntö tiloilla ennen mahdollisuutta toimittaa viljaa Botnia Grainiin. Sitä mainitsi käyttäneensä 40 prosenttia tiloista (taulukko 11). Taulukko 11. Viljan käsittely tiloilla ennen Botnia Grain –toimitusta. Käsittelytapa % vastanneista (n = 30) Lämminilmakuivaus (oma kuivuri) 36,7 Kylmäilmakuivaus 10,0 Myynti kuivaamatta toiselle viljelijälle 3,3 Myynti kuivaamatta muihin viljaliikkeisiin 3,3 Kuivaus rahtina 40,0 Tuoresäilöntä 6,7 Puintikostea vilja vietiin lähes poikkeuksetta suoraan pellolta ilman väliva- rastointia. Tällainen on kaikkein edullisin tilanne silloin, kun kuljetusmatkaan ei kulu kohtuuttomasti aikaa, ja kuljettamista voi hoitaa eri henkilö kuin puin- tia. Toistaiseksi Botnia Grainin vastaanottokapasiteetti on riittänyt myös kii- reisimpinä puintisesonkeina. Vilja on tehtaan toimintavuosina korjattu melko kuivana, eikä viljan kuumeneminen ole ollut ongelma tehtaan päässä, vaikka puintikosteaa viljaa olisi jouduttu säilyttämään varastossa lyhyitä aikoja. Teh- taan kannalta olisi toivottavaa, että viljaa voitaisiin välivarastoida tiloilla ruuhkahuippujen ajaksi. Myös silloin, kun viljaa kuljetetaan kauempaa, saat- taa välivarastointi tilalla olla välttämätöntä. Kuljetusmatka oli suurimmalla osalla kyselyn tiloista alle 15 km (taulukko 12). Taulukko 12. Viljan kuljetusmatka tiloilta Botnia Grainiin. Kuljetusmatka, km % vastanneista (n = 33) 0-5 24,2 5-10 21,2 10-15 27,3 15-20 12,1 20-25 6,1 >25 9,1 5.4.2.2 Eri viljankäsittelyvaihtoehtojen kustannusvertailu Keskimääräiselle Botnia Grainiin viljaa toimittaneelle tilalle (viljantuotanto 140 tonnia vuodessa) laskettiin viljankäsittelyn eri vaihtoehtojen kustannuk- set. Kyselyn mukaan viljan keskimääräinen puintikosteus oli vuonna 2000 noin 19 prosenttia. Vertailulaskelmat tehtiin kuitenkin 25 prosentin puinti- kosteudessa, koska se on lähempänä normaalia tilannetta. Vaihtoehdot ovat lämminilmakuivaus omalla kuivurilla, viljan toimitus suoraan pellolta puinti- kosteana, välivarastointi kylmäilmakuivurissa ja toimitus 17 prosentin kos- teudessa, välivarastointi ilmatiiviissä siilossa (toimituskosteus 25 prosenttia) sekä rahtikuivaus. Laskelmissa oletetaan, että myös omalla kuivurilla kuivat- tu ja rahtikuivattu vilja toimitetaan Botnia Grainiin, jotta laskelmat ovat ver- 52 tailukelpoisia. Kustannukset sisältävät kaikki viljan käsittelystä aiheutuvat kustannukset mukaan lukien viljan siirtelyyn liittyvät työt ja kuljetus Botnia Grainiin. Säilöntätappiota ei ole tarkastelussa huomioitu. Eri vaihtoehtojen kannattavuutta laskettiin 140 tonnin viljantuotannon lisäksi 200 ja 400 tonnin vuotuisella viljantuotannolla. Kustannukset on esitetty taulukossa 13. Kaikki kustannukset on laskettu arvonlisäverottomin hinnoin. Taulukko 13. Eri viljankäsittelyvaihtoehtojen kustannukset, kun viljaa toimite- taan Botnia Grainiin*. Välivarastointi tilalla Toimitus puintikos- teana Kylmäil- makui- vuri Ilmatiivis siilo Rahti- kuivaus Lämminil- makui- vaus Viljamäärä 140 000 kg Kiinteät kustannukset 2,0 2,8 0,0 4,4 Muuttuvat kustannukset Työ (sis. traktorityötunnit): -kuljetus Botnia Grainiin 0,8 0,7 0,8 0,7 0,7 -muu työ (lastaus, kuivatus ym.) 1,3 0,7 0,3 0,6 Öljy, sähkö, rahtikuivaus 0,1 0,0 2,4 1,2 Muuttuvat kustannukset yhteensä 0,8 2,1 1,5 3,4 2,5 Kosteuden perusteella tehtävä hintakorjaus 2,3 Kustannukset yhteensä 3,2 4,1 4,4 3,4 6,9 Viljamäärä 200 000 kg Kiinteät kustannukset 0,0 1,9 2,1 0,0 3,3 Muuttuvat kustannukset Työ (sis. traktorityötunnit): -kuljetus Botnia Grainiin 0,8 0,7 0,8 0,7 0,7 -muu työ (lastaus, kuivatus ym.) 1,3 0,7 0,3 0,6 Öljy, sähkö, rahtikuivaus 0,1 0,0 2,4 1,1 Muuttuvat kustannukset yhteensä 0,8 2,1 1,5 3,4 2,4 Kosteuden perusteella tehtävä hintakorjaus 2,3 Kustannukset yhteensä 3,2 4,0 3,6 3,4 5,8 Viljamäärä 400 000 kg Kiinteät kustannukset 2,3 1,2 0,0 2,2 Muuttuvat kustannukset Työ (sis. traktorityötunnit): -kuljetus Botnia Grainiin 0,8 0,7 0,8 0,7 0,7 -muu työ (lastaus, kuivatus ym.) 0,9 0,7 0,3 0,5 Öljy, sähkö, rahtikuivaus 0,2 0,0 2,4 1,1 Muuttuvat kustannukset yhteensä 0,8 1,8 1,5 3,4 2,3 Kosteuden perusteella tehtävä hintakorjaus 2,3 Kustannukset yhteensä 3,2 4,0 2,8 3,4 4,5 *Laskelmissa käytetty puintikosteus on 25 %. Toimitus puintikosteana tapahtuu suoraan pellolta. Käytettäessä kylmäilmakuivuria välivarastona viljaa kuivataan 17 % kosteuteen. Rahtikuivattu vilja viedään tehtaalle suoraan rahtikuivurista. Kuljetukseen on käytetty kaikissa vaihtoehdoissa omaa traktoria ja perävaunua. 53 Lämminilmakuivauksen kustannukset ovat korkeat etenkin pieniä viljamääriä käsiteltäessä. Viljan toimittaminen puintikosteana suoraan pellolta tehtaalle on edullinen vaihtoehto viljankäsittelyyn varsinkin pienehköillä, mutta myös kohtalaisen suurilla viljantuotantomäärillä. Tällöin viljan kuivaaminen ja varastointi eivät sido pääomaa, eikä viljaa tarvitse käsitellä useaan kertaan. Lämminilmakuivauksen kiinteät kustannukset alenevat selvästi yksikkökoon kasvaessa. Pienimmällä viljamäärällä kiinteät kustannukset ovat 4,4 snt/kg ja laskelman suurimmalla viljamäärällä 2,2 snt/kg. Kuivauksen kokonaiskus- tannukset ovat pienimmällä ja suurimmalla viljamäärällä vastaavasti noin 6,9 snt/kg ja 4,5 snt/kg. Työn ja kuljetusten yhteenlaskettu osuus muodostaa tässä laskelmassa yli puolet muuttuvista kustannuksista. Suoraan pellolta Botnia Grainiin toimitettaessa viljelijälle syntyy kustannuk- sia vain kuljetuksesta. Kuljetuskustannus 0,8 snt/kg muodostuu traktorin ja perävaunun kustannuksista ja kuljettajan palkasta. Kuljetusmatkana käytettiin keskimääräistä kyselyssä ilmoitettua kuljetusmatkaa, joka oli 13 km. Laskel- massa otettiin huomioon viljan kosteusprosentti, joka vaikuttaa kuljetettavaan viljamäärään. Puintikostean viljan hintaan tehdään lisäksi kosteusvähennys, joka oli vuoden 2000 hinnoitteluperusteiden mukaan 2,3 snt/kg 25 prosentti- sesta viljasta. Laskelmien mukaan myös viljan välivarastointi tilalla joko kylmäilmakuivu- rissa tai ilmatiiviissä siilossa, joista vilja voidaan toimittaa normaalia kauppa- rajaa (14 prosenttia) kosteampana, on omaa lämminilmakuivausta edullisem- paa. Suurimmalla viljamäärällä kylmäilmakuivauksen ja lämminilmakuiva- uksen kustannusten ero ei tosin ole kovin suuri. Sen sijaan ilmatiiviissä sii- lossa tapahtuvan välivarastoinnin kustannukset ovat huomattavasti läm- minilmakuivausta pienemmät. Rahtikuivauskorvauksen perusteena käytettiin Työtehoseuran maatalousko- neurakointihinnoista tekemän kyselytutkimuksen tuloksia (Laaksonen & Pentti 2001). Rahtikuivauksen kokonaiskustannuksiksi tulee 3,4 snt/kg, mikä on vain vähän enemmän kuin suoran toimituksen kustannukset kosteuden mukainen hintakorjaus mukaan lukien. Botnia Grainin hintakorjaus onkin melko lähellä rahtikuivaukselle laskettua hintaa. Rahtikuivaus tehdään las- kelmassa läheisellä naapuritilalla ja vilja kuljetetaan suoraan kuivurista Bot- nia Grainiin. Jos kuivattu vilja tuotaisiin rahtikuivurilta takaisin omalle tilal- le, käsittely- ja varastointikustannusten lisääntyminen nostaisivat kustannuk- sia noin 0,8 snt/kg. 5.4.3 Keskitetyn kuivauksen mahdollisuudet Eniten keskitetystä kuivauksesta hyötyvät pienimmät tilat, sillä lämminilma- kuivauksen kustannukset ovat suuret etenkin pieniä viljamääriä käsiteltäessä. Keskitetyn kuivauksen kustannukset tulevat viljelijän maksettavaksi kuivaus- 54 korvauksen/kosteusvähennyksen muodossa. Kuivauskorvauksen suuruus riippuu toimituskosteudesta. Suoraan pellolta keskitettyyn yksikköön toimi- tettaessa viljelijälle syntyy kustannuksia vain kuljetuksesta. Keskitetyn kuivauksen järjestämistä hankaloittavat Suomessa pitkät kuljetus- matkat. Kovin pitkiä matkoja viljaa ei voida kuljettaa suoraan pellolta puintia keskeyttämättä, ellei kuljetukseen ole käytettävissä useampia henkilöitä. Vä- livarastojen käyttö helpottaisi tilannetta puintiaikaan, mutta se kuluttaa huo- mattavan osan säästöstä ja lisää työtä. Kuljetuskalustoa voidaan kuitenkin kehittää. Perävaunut ovat suomalaisilla tiloilla yleisesti ottaen tilavuudeltaan melko pieniä. Alueilla, joilla vilja-alaa ei ole niin paljon, että suuren kuivaus- yksikön rakentaminen olisi kannattavaa, saattaisivat kysymykseen tulla kes- kitetyt viljan vastaanottopisteet. Näihin viljaa koottaisiin lähialueelta, ja vilja kuormattaisiin edelleen kuorma-autolla kuljetettavaksi kuivauspaikalle. Keskitetty kuivaus soveltuu parhaiten rehuviljan kuivaukseen, jolloin eri viljaeriä voidaan sekoittaa. Jatkuvatoiminen kuivuri saadaan silloin tehokkaa- seen käyttöön, mutta myös muiden viljojen kuivaus on mahdollista. Botnia Grain käsittelee rehuviljaa. Muista viljatuotteista saatava lisähinta rehuviljaan verrattuna on toisaalta usein niin pieni, että ainakin pienemmille tiloille saat- taisi olla kannattavampaa viljellä rehuviljaa, jos kuivauskustannuksissa voi- taisiin silloin säästää edellä kuvatulla tavalla. 5.5 Tilojen verkottuminen Yhteistyöstä puhuttaessa käytetään monia termejä, jotka merkitsevät lähes samaa asiaa. Puhutaan yhteistoiminnasta, yhteenliittymistä, sidosryhmistä, verkostoista, klustereista, liittoutumista, strategisista alliansseista jne. Näitä termejä käytetään lähinnä yrityspuolella. Maataloudessa puhutaan koneyh- teistyöstä, urakoinnista, tuotantorenkaista, konerenkaista, koneasemista, yh- teisviljelystä, yhteisnavetoista yms. Kaikilla näillä termeillä tarkoitetaan toi- mintaa, jolla parannetaan yksittäisen yrityksen toimintamahdollisuuksia. Yritysten yhteistoiminnan perusajatus on, että yhdessä toimimalla yritykset saavuttavat synergiaetuja eli enemmän etuja kuin toimimalla yksin (Jonninen 1995). Yhteistyö on yhteistyökumppanien vapaaehtoista toimintaa, joka tuot- taa osakkailleen jollain aikavälillä hyötyä (Classon 1983). Hyödyt voivat olla taloudellisia, teknisiä tai sosiaalisia. Yhteistyöryhmittymällä pitää myös olla yhteinen tavoite. Lisäksi yhteistyöryhmän pitää pystyä määrittelemään saa- mansa hyöty ja miten hyöty syntyy (Vesalainen 1997). Yhteistyö tarjoaa tiloille mahdollisuuden kasvaa ilman suuria investointeja. Sopivasti liittoutumalla tilat voivat muodostaa suurempia kokonaisuuksia, ja hyötyä suuruuden ekonomiasta. Säästöä syntyy tuotantokustannuksissa, kun koneet saadaan tehokkaaseen käyttöön ja työketjut toimiviksi (Kirkkari ym. 1998). 55 5.5.1 Yhteistyön taloudelliset edut Tärkein syy ryhtyä yhteistyöhön on saavuttaa toiminnasta jotain taloudellista etua. Taloudellisia etuja yhteistyössä syntyy, kun investointikustannus jakautuu usealle osakkaalle ja pienentää yksittäisen viljelijän pääoman tarvetta. Näin käyttöön saadaan ajanmukaista teknologiaa, johon yksin ei olisi varaa. kiinteät kustannukset jakautuvat suuremmalle tuotetulle määrälle, koska toimivat työketjut mahdollistavat koneiden käyttöasteen nostamisen Suo- menkin sääoloissa. Tällöin kiinteät kustannukset tuotettua yksikköä kohden pienenevät. Yhteistyössä on mahdollista saavuttaa suurtuotannon etuja tilara- kenteen varsinaisesti muuttumatta. tuotanto tehostuu. Töiden oikea-aikaisuus, toiminnan keskittyminen ja eri- koistuminen tai tuotantomenetelmien muuttaminen tehostavat tuotantoa. työaikaa säästyy tehostuneen työketjun ansiosta. yhteishankintojen ja -markkinoinnin avulla saavutetaan mittakaavaetuja. poisto korko kunnossapito 0 10 20 30 40 50 60 70 80 60 90 120 150 180 210 käyttö, h/vuosi €/ h poisto korko kunnossapito Kuva 19. Leikkuupuimurin vuotuisen käyttömäärän vaikutus kiinteisiin kus- tannuksiin (lähde: Kirkkari, ym. 1998). Kuvasta 19 voidaan laskea, että vuotuisen käytön noustessa 60:stä tunnista 180:een tuntiin, leikkuupuimurin kiinteät kustannukset käyttötuntia kohti laskettuna laskevat 55 %. Käytännössä tämä vastaisi vuosittaisen korjuualan kasvattamista 40 ha:sta 120 ha:iin. 56 Esimerkki tuntihinnoittelusta Eräät puimuri- ja kuivuriosuuskunnat kirjasivat ylös kaikki toiminnasta ai- heutuneet kustannukset. Samoin ylös kirjattiin koneita käyttäneiden viljelijöi- den käyttötunnit. Puinti- ja kuivauskauden lopussa kustannukset laskettiin yhteen ja jaettiin käyttötuntimäärällä. Näin muodostui kyseisen vuoden tunti- hinta. Jos kausi oli ollut suotuisa kustannukset olivat viljelijöille edullisempia kuin huonona kautena. Tuntikustannukseen lisättiin tilanteen mukaan puimu- rin vaihdosta aiheutuneita kustannuksia. Näin ollen esim. puintikustannus saattoi vaihdella 40 €/h - 100 €/h välillä vuosittain. 5.5.2 Yhteistyön muut edut Yhteistyökumppanista saa ammattitaitoista työvoimaa tilalle. Yhä useimmin yhteistoiminnan välitön laukaisija on työajan puute. Tilojen laajentuminen lisää kokonaistyömäärää, ja usein varsin epätasaisesti vuoden ajalle jaksottu- vien työhuippujen suorittamiseen täytyy palkata vierasta työvoimaa, saada aputyövoimaa naapurista tai sukulaisilta tai sopia työjärjestelyistä yhteistyö- kumppanin kanssa. Yhteistyökumppanin edut kiirehuippujen työnmäärän tasoittajana ovat siinä, että yhteistyökumppani on yleensä ammattitaitoinen, hän tuntee talon tavat, hän on käytettävissä vain sen ajan kuin tarvitaan ja korvaus työstä tehdään usein vastavuoroisuusperiaatteella eikä suuria paperi- töitä palkkaamiseen tai vastaaviin tarvita. Vaikka pääsyyt yhteistyöhön ovat yleensä rahan ja ajan puute, yhteistyöstä voi saada paljon myös muita etuja. Tutkimusten mukaan viljelijät kokevat yhteistoiminnan mukavaksi ja paineita helpottavaksi tavaksi tehdä töitä. Su- juvan työketjun järjestäminen on paitsi taloudellisesti järkevää myös tehokas- ta. Yhdessä tehden työn tuotos paranee. Silti laatu ei yhteistyössä tutkimusten mukaan kärsi (Kirkkari ym. 1998). Yhdessä tehden ollaan työssäkin tarkem- pia, kun ollaan vastuussa tekemisistä myös yhteistyökumppanille. Yhteis- työssä kumppanista saa apua ongelmia pohdittaessa. Yhteistyökumppani on myös tavallaan vakuutus, joka pystyy auttamaan yllättävissä tilanteissa (esi- merkiksi sairaus). Samalla yhteistyökumppani on sekä taloudellinen että hen- kinen riski. Seuraava esimerkki kuivausvuorojen jaosta on toiminut ilman ongelmia jo 15 vuotta yli kymmenen osakkaan voimin. Esimerkki kuivausvuorojen jaosta Kuivuriosuuskunnalla on kaksi kuivuria, joista toinen 130hl ja toinen 210hl. Kuivurilla ei ole varsinaista kuivurin hoitajaa vaan kuivauksen hoitaa jokai- nen osakas itse. Kuivausvuoron saa varata vasta sitten, kun isännällä on valmiina puitua viljaa. Kun kuivuri on vapaa, isäntä vie viljansa kuivuriin, 57 täyttää sen ja laittaa kuivausautomatiikan päälle. Samalla hän ilmoittaa seu- raavana listassa olevalle viljelijälle, koska erä saattaisi olla valmis. Seuraa- va kuivaaja tyhjentää edellisen isännän viljat sovittuun siiloon ja täyttää kuivurin omalla viljallaan ja ilmoittaa taas seuraavalle. Tiedonvälitys tilojen välillä on parantunut huomattavasti matkapuhelimien yleistyessä. 5.5.3 Yhteistyön esteet ja riskit Tutkittaessa yhteistyön haittoja ja esteitä on mainittu ihmisten väliset henki- lösuhteet ja sopivan kumppanin löytyminen. Koneyhteistyössä vastuuhenki- lön määrittäminen yhteisille koneille vähentää koneiden kunnossapito- ongelmaa, vaikkakin jokainen käyttäjä olisi osaltaan vastuussa käyttöaika- naan koneesta. Vastuuhenkilö huolehtii yleensä koneen vuosi- ja perushuol- loista. Joissain yhteistyömuodoissa, kuten osakeyhtiöissä ja osuuskunnissa paperitöiden osuus saattaa nousta suureksi ja osaltaan estää yhteistyötä. 5.6 Kuivaamorakennusten investointikustannus- ten alentaminen Kuuma- ja lämminilmakuivauksen kustannuksista suurin osa on kiinteitä (mm. poisto, korko), jotka siis johtuvat rakennuksen hankintakustannuksista (Haapala ym. 2001). Jos tilalle on päätetty rakentaa uusi kuivaamo, kannattaa hyvin tarkkaan miettiä, kuinka rakentamiskustannuksissa pystyttäisiin sääs- tämään, koska niissä säästömahdollisuudet ovat suurimmat. Kuvassa 20 on esitetty erilaisia kuivuri-siilosto -pohjaratkaisuja, joissa kuivu- rikoneiston tilavuus on noin 30 m3 ja varastosiilojen yhteistilavuus noin 700 m3. Kuvaan 22 on laskettu karkeasti esimerkkikuivaamojen hinnat valmiiksi pystytettynä. Vaikka pohjaratkaisuideat ja hinnat perustuvat vain yhden kui- vurivalmistajan antamiin tietoihin (Antti-Teollisuus Oy 2001), niistä selvin- nee suhteellinen säästöpotentiaali. Kuvassa 20 ”Kuivaamo 1” on perinteinen pakettikuivaamo, jossa kuivaamo- rakennus muodostuu neliöpohjaisista, suhteellisen pienistä varastosiiloista (19 kpl) ja näiden päälle tehdystä katosta. Varastosiilot ovat alta tyhjennettä- viä ja ylipainetoimisen uunin maksimilämpö on 80 °C. Kuivaamot 2 – 4 ovat alipaineisia kuumailmakuivureita, joissa uunin maksimilämpö on 100 °C. Kuivaamon 2 rakenne on muilta osin sama kuin kuivaamon 1. Kuivaamossa 3 kuivurirakennus koostuu tasamaalla olevista kartiopohjaisista pyörösiiloista (7 kpl), jotka ovat tilavuudeltaan selvästi isompia kuin kuivaamoissa 1 ja 2. Siilojen yhteistilavuus on kuitenkin kaikissa kuivaamoissa sama. Katto on rakennettu siilojen päälle. Kuivaamon 4 kuivurikoneisto on sijoitettu yhteen pyörösiiloon ja vilja varastoidaan sen ympärillä olevaan neljään suurikokoi- 58 seen pyörösiiloon (kuva 21). Jokaisessa siilossa on oma kattonsa. Kuivaamon 5 ”Stand Alone” rakenteita on karsittu eniten, siinä kuivurikoneisto on raken- nettu säänkestäväksi, jolloin se ei tarvitse ympärilleen suojarakennusta. Kuva 20. Esimerkkikuivaamojen pohjaratkaisut ylhäältäpäin nähtynä (Antti- Teollisuus Oy 2001, piirros: Timo Lötjönen). Kuivaamoissa 3-5 on alipainetoiminen uuni, jolla kuivausilman lämpötila voidaan nostaa 100 C-asteeseen. Siilojen alle ajo ei ole mahdollista, vaan siilot tyhjennetään jokaisessa siilossa olevalla suuritehoisella ruuvikuljetti- mella. Siten perustusten ei tarvitse olla yhtä korkeat kuin kuivaamoissa 1 ja 2. Kuva 21. Esimerkkikuivaamojen 3 (vasemmalla) ja 4 (oikealla) toteutukset. (Kuvat: Timo Lötjönen) 59 Kuva 22. Eri tyyppisten kuivaamoiden ohjevähittäishintoja kesällä 2001. Kui- vauskennoston koko kaikissa n. 30 m3 ja varastosiiloston koko n. 700 m3 (alv. 0 %). (Antti-Teollisuus Oy 2001) Kuvan 22 mukaan alipaineisuus ja korkean lämmön käyttömahdollisuus nos- taa kuivurin hankintahintaa vain noin 1 %. Tinkimällä varastosiilojen luku- määrästä ja niiden tyhjennysominaisuuksista on mahdollista säästää noin kolmannes kuivaamon hankintakustannuksesta. Kuivurirakennuksesta luo- puminen säästää kustannuksia vielä hieman, mutta samalla kuivuri ja työnte- kijä ovat sään armoilla. Neljän suuren varastosiilon kuivuri sopii huonosti esimerkiksi siemen- tai leipäviljan viljelijälle, jolla erillään pidettäviä vilja- eriä on paljon. Rehuviljan tuottajalle neljä varastosiiloa on useimmiten riit- tävä määrä. Ruuvilla tyhjennettävien varastosiilojen tyhjennys on jonkin ver- ran työläämpää kuin alle ajettavien siilojen tyhjennys. Nämä ovat tekijöitä, joiden arvo on jokaisen kuivurin hankintaa suunnittelevan punnittava omalla tilallaan ja suhteutettava ne hankintahintojen säästöihin. 5.7 Muut viljan säilöntämenetelmät Viljan puintikosteus on Suomessa yleensä niin korkea, että varastointi ilman säilöntäkäsittelyä ei ole mahdollista. Yleisin tapa on lämminilmakuivaus, mutta myös kylmäilmakuivaus ja erilaisia tuoresäilöntämenetelmiä on käy- tössä. Yleisimmät ovat jyväsäilöntä propionihapolla, murskesäilöntä ja ilma- tiivissäilöntä. Tuoresäilöntä on monien laskelmien mukaan lämminilma- kuivausta edullisempi varastointitapa. Eri tuoresäilöntämenetelmien kustan- nukset muodostuvat pääosin varastoista, säilöntäaineista ja säilöntätyöstä. 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 Kuivaamo 1 Kuivaamo 2 Kuivaamo 3 Kuivaamo 4 Kuivaamo 5 80 C ylipaine 100 C alipaine 100 C alipaine 100 C alipaine 100 C alipaine 19 varastosiiloa 19 varastosiiloa 7 varastosiiloa 4 varastosiiloa 4 varastosiiloa eu ro a (a lv . 0 % ) Sähkö Työ Katto Pohja Laiteosat 100 % 101 % 92 % 70 % 64 % 60 Jyväsäilönnässä säilöntäainekustannus (propionihappo noin 1,54 euroa/l) on suuri, kun vilja on kosteaa. Säilöttäessä 25 %:sta viljaa kustannus on 18 €/tonni laskettuna vastaamaan 15 %:sta viljaa. Koska annostelu kasvaa viljan kosteuden lisääntyessä, puintikosteudella on suuri merkitys säilöntäkustan- nuksiin. Jyväsäilönnän edullisuus perustuukin yleensä yksinkertaisten varas- totilojen käyttöön. Rakentamalla varastoja vanhoihin rakennuksiin saadaan kiinteät kustannukset pieniksi. Suuria viljamääriä varastoitaessa vanhojen rakennusten hyväksikäyttö voi olla mahdotonta, ja silloin jyväsäilönnän edul- lisuus lämminilmakuivaukseen verrattuna voi jäädä vähäiseksi. Murskesäilönnässä sen sijaan pyritään aina 35 - 45 % kosteuteen, joten puin- tikosteus ei vaikuta säilöntäkustannukseen. Muurahaishappopohjaista säilön- täainetta käytetään noin kolme litraa tonnille viljaa, jolloin säilöntäainekus- tannus on vain noin 3,3 €/tonni 15 %:ksi laskettua viljaa (hapon hinta on 0,8 €/litra). Säilöntäketjun työntuotos vaihtelee käytettävän valssimyllyn tehon mukaan. Saatavilla on tehokkaita myllyjä, joten menetelmä sopii myös suurten viljamäärien säilömiseen. Murskaus sopii myös urakointina tehtäväk- si. Työkustannusta esim. jyväsäilöntään verrattuna lisää traktorityön osuus, sillä myllyt ovat traktorikäyttöisiä. Varastointikustannukset voivat myös murskesäilönnässä vaihdella tilakohtaisesti paljon, sillä usein vanhojen ra- kennusten hyödyntäminen on mahdollista. Esimerkiksi vanhat säilörehusiilot sopivat varastoiksi. Uudet varastot ovat yleensä laakasiiloja. Ilmatiiviissä säilönnässä käytetään nykyään pääosin teräsrakenteisia tornisii- loja. Käytössä on emalipinnoitetusta, galvanoidusta ja ruostumattomasta te- räksestä valmistettuja siiloja. Emalipinnoitettuja siiloja rakennetaan meillä tavallisesti käytetyistä elementeistä, jotka ovat uusia elementtejä selvästi edullisempia. Galvanoitujen ja käytetyistä elementeistä pystytettyjen emali- pinnoitettujen siilojen hinnassa ei ole merkittävää eroa. Siilojen kuutiohinta alenee siilon koon kasvaessa, joten viljamäärän kasvaessa säilöntämenetelmä tulee suhteellisesti edullisemmaksi. Käyttökustannukset ovat pienet, sillä säilöntäainetta ei tarvita. 5.7.1 Tuoresäilönnän käyttömahdollisuudet Karjantarkkailutiloille tehtyjen rehujen tuotantokustannuslaskelmien (HILA) perusteella tuoresäilöntää on arvioitu käyttävän 10 - 20 % karjatiloista (He- lander 2001). Vuonna 2001 tuoreviljalle laadittuja kustannuslaskelmia oli 11 prosenttia kaikista rehuviljalle laadituista laskelmista (Pro Agria MKL 2002). Peltolan (1989) mukaan noin 90 % vuotuisesta viljasadosta kuivattiin läm- min- tai kylmäilmakuivureissa vuonna 1983, joten tuoresäilönnän osuus näyt- täisi pysyneen melko tasaisena. Tuoresäilöntää voidaan käyttää ainoastaan rehuviljalla. Käyttökelpoisuus muihin tarkoituksiin menetetään säilöntähappojen, käymisen ja litistyksen 61 vuoksi. Suurin osa vuotuisesta viljasadosta käytetään kuitenkin rehuksi, jo- ten mahdollisuus tuoresäilönnän nykyistä laajamittaisempaan käyttöön on olemassa. Satovuonna 2000/01 käytetystä 3 090 miljoonasta kilosta viljaa käytettiin rehuksi 63 % ja siitä suurin osa käytettiin suoraan tiloilla (Viljatase 2000/01). Ruokinnan automatisointia pidetään usein tuoresäilönnän käytön esteenä. Tuoresäilöttyä viljaa on mahdollista kuitenkin käyttää automaattisissakin ruokintajärjestelmissä. Kun viljan kosteus on alle 25 %, sitä pystytään useimmiten käsittelemään kuivan viljan tavoin. Erilainen säilyvyys on luon- nollisesti otettava huomioon. Käsittely vaikeutuu, kun on kyse murskesäilö- tystä viljasta, jonka kosteus on 35 - 45 %. Holvaantuminen ja jäätyminen ovat suurimmat ongelmat. Uusia märän viljan käsittelyyn tarkoitettuja laittei- ta on kuitenkin kehitetty, ja murskesäilötyn viljan käyttömahdollisuudet ovat parantuneet. Suurilla karjatiloilla suosittuun seosrehuruokintaan murskesäi- lötty vilja soveltuu hyvin. Ilmatiivis säilöntä puolestaan on viime vuosina herättänyt kiinnostusta varsinkin sikatilojen keskuudessa. Sianlihan kasva- tuksessa vilja on pääasiallinen rehu, ja sen tuotantokustannuksilla on suuri merkitys tuotannon kannattavuuteen. Ilmatiivis säilöntä on edullisin suurien viljamäärien säilöntätapa, ja viljan purkaminen siilosta on helposti automa- tisoitavissa liemiruokintaan (Palva & Siljander-Rasi 2003). Tuoresäilötty vilja on käytännössä varastoitava lopullisella käyttöpaikalla, koska se ei säily pitkään varastosta otettuna, lukuunottamatta propionihapol- la säilöttyä viljaa. Viljatila voi hyödyntää tuoresäilöntää siten ainoastaan kotieläintilan kanssa tehtävän yhteistyön kautta. Mahdollisuudet tähän ovat lisääntyneet, koska tuotantoaan laajentavilla kotieläintiloilla oma viljantuo- tanto ei aina riitä kattamaan kasvanutta tarvetta. Tuotantoa myös rationalisoi- daan luopumalla omasta viljanviljelystä kokonaan ja ostamalla vilja ulkopuo- lelta. Tuoreen viljan suorassa kaupassa vältytään kuivauskustannusten lisäksi myös ylimääräisiltä kuljetuskustannuksilta sekä välityspalkkioilta verrattuna viljan kierrättämiseen kaupan kautta. Viljan säilöntä- ja varastointikustannus tulee käytännössä kotieläintilan kustannettavaksi, mikä on puolestaan hyvitet- tävä viljan hinnassa. Kuivatun viljan hyvä säilyvyys, käsiteltävyys ja laatuominaisuuksien muut- tumattomuus ovat tekijöitä, joille on meillä kuivauksen vankasta asemasta päätellen annettu suuri arvo. Tuoresäilöntämenetelmiä on toisaalta myös alet- tu käyttää meillä vasta 1950 - 1960-luvuilla, kun taas kuivauksella on pitkät perinteet. Asenteet ja ennakkoluulot hidastavat tuoresäilönnän yleistymistä. On kuitenkin jo useita suuriakin tuotantoyksiköitä, joissa vilja säilötään tuo- reena. Toisilta saatu esimerkki ja kokemukset ovat tärkeässä asemassa uusien tai totutusta poikkeavien menettelytapojen käyttöönotossa. 62 6 Viljan korjuun ja varastoinnin simulointi 6.1 Menetelmä Tutkimuksen yksi tavoite oli etsiä edullisimpia viljankorjuu- ja varastointita- poja. Viljasadon käsittelyn vaihtoehtoisia ratkaisuja oli mahdollista tutkia empiirisen kokeen tai mallinnuksen avulla. Jo edellisessä tutkimusosiossa päädyttiin siihen, että mallinnus ja mallilla tehtävä simulointi on tässä tapa- uksessa paras valinta. Päätöstä tuki se, että tutkittavia vaihtoehtoja on paljon ja tutkimuskohteet ovat kalliita järjestelmiä. Empiiristä koetta ei voida ajatel- la tehtävän kaikilla tutkimuksen kohteena olevilla parametrivaihtoehdoilla. Simulointi tehtiin matemaattisen mallin avulla, johon tarvittiin systeemiana- lyysiä. Kehitetyllä mallilla kuvattiin viljan korjuuseen ja varastointiin liitty- viä ratkaisuja. Jotta mallista olisi saatu mahdollisimman tarkka, rajattiin sa- donkorjuun ja varastoinnin ulkopuoliset prosessit, kuten muokkaukset, kylvö ja kasvinsuojelu, mallin ulkopuolelle. Tämä on syytä ottaa huomioon mallin antamia tuloksia tarkasteltaessa. Kuitenkin mallissa huomioitiin asioita, jotka eivät suoranaisesti kuuluneet sadonkorjuun aihepiiriin. Esimerkiksi kylvö- ajankohta ja lajikkeiden ominaisuudet vaikuttavat sadonmuodostukseen ja korjuuajankohtaan, joten ne olivat mukana mallin rakenteessa. Edellisessä tutkimusraportissa (Haapala ym. 2001) on käsitelty tarkoin simu- loinnin perusteita ja tavoitteita, joten tässä tekstissä nämä asiat käsitellään vain pääkohdiltaan. Systeemianalyysi on menetelmäperhe, jonka taustana on usein mainittu operaatioanalyysi ja muita matemaattisia menetelmiä. Systee- miteoriassa tarkastelun kohteena ovat systeemit, toisin sanoen ympäristöstään rajatut järjestelmät. Systeemeillä on sisäinen rakenne, joka määrää miten ne reagoivat syötteisiin. Syötteen (engl. input) vaikutus näkyy systeemin tila- muuttujissa (state) ja vasteessa (output). Systeemin sisäinen rakenne kuva- taan systeemianalyysissä mallin avulla. Malleja on useita erilaisia luokkia, esim. pienoismallit, matemaattiset mallit ja kuvailevat käsitteelliset mallit (Haapala 2000). Kun simulointimalli on tehty hyvin, sen avulla on mahdollista saada kuva mallinnetun systeemin toiminnasta. Hyvä malli antaa luotettavia ja valideja tuloksia systeemin käyttäytymisestä. Systeemianalyyttinen tutkimusprojekti sisältää aina seuraavat vaiheet: ongelman asettelu, ongelman formulointi, mallintaminen, mallin validointi, ongelman ratkaiseminen (simuloinnin avul- la), tulosten tarkastelu, tulosten esittäminen ja lopulta tulosten käyttö (l. im- plementointi). Systeemianalyyttisen tutkimusprojektin onnistumisen kannalta on tärkeää, että tavoitteet on asetettu tarpeeksi tarkasti ja yksityiskohtaisesti. Mallinnuk- sella ja simuloinnilla pyritään tarkasti määrätyn ongelman ratkaisuun. Tähän 63 pääsemiseksi kerätään ratkaisun kannalta olennaista tietoa, tarpeen mukaisel- la tarkkuustasolla ja malli tehdään ratkaisun kannalta oikealla tarkkuustasol- la. Tietyissä kohdissa malli on tarkka, ja toisissa kohdissa voidaan tilannetta yksinkertaistaa, koska kysymys, johon vastausta haetaan, ei edellytä tarkkaa kuvausta. Tiukasti tulkittuna tuloksia voidaankin soveltaa ainoastaan olosuh- teissa, joissa kaikki esitetyt oletukset täyttyvät (Haapala 2000). Edellisessä tutkimuksessa mallin eri parametreille tehtiin herkkyysanalyysit, joiden avulla testattiin, miten parametrien muutokset vaikuttivat koko mallin toimintaan. Herkkyyden testauksessa on olennaista tietää, mikä on sovelluk- sen kannalta olennainen parametrien vaihteluväli, ts. millaisia tilanteita todel- lisessa systeemissä voi olla. Vähämerkityksiset parametrit voidaan korvata vakioarvoilla, kunhan mallia ei käytetä siten, että niidenkin merkitys voisi olla merkittävä. Herkkyysanalyysien perusteella mallia voidaan edelleen korjata ja tarkentaa. (Haapala 2001) Varsinaiset ongelman ratkaisuun liittyvät simuloinnit ovat systeemianalyytti- sessä projektissa useimmiten murto-osa tarvittavasta työmäärästä. Mallinnus, tiedonkeruu ja testaus ovat hyvin työläitä vaiheita. Tulosten raportointi teh- dään yleensä ainoastaan valmiista mallista, ja edeltävät vaiheet ohitetaan lyhyesti. Näin ei kuitenkaan pitäisi tehdä, koska tehdyt valinnat ja niiden perustelut ovat vähintään yhtä tärkeitä kuin valmis tulos (Haapala 2000). 6.2 Mallinnusohjelmisto ja laitteisto Mallinnukseen ja simulointeihin käytettiin samaa ohjelmistoa kuin edellises- säkin tutkimuksessa, mutta uudempaa versiota. StellaTM Research 6.0.1 on amerikkalaisen High Performance Systems, Inc. yrityksen kehittämä ohjelma. Simuloinnit tehtiin tietokoneella, jonka käyttöjärjestelmä oli Microsoft Win- dows 98 ja sen prosessoriteho oli 900 MHz (256 Mb RAM). Stella-ohjelmassa on kolme eri käyttäjätasoa mallin tarkasteluun ja tekemi- seen. Päällimmäinen taso on simuloijataso, johon sijoitetaan mittareita, nu- meronäyttöjä, liukusäätimiä, kytkimiä, painikkeita, taulukoita sekä muita simulointia helpottavia ja selkeyttäviä tekijöitä. Keskimmäinen taso on mal- linnustaso, jossa varsinainen malli rakennetaan symbolivalikkojen ja ehtolau- seiden avulla. Pohjimmaisella tasolla ohjelma kääntää symboleista ja ehto- lauseista kootun systeemin ohjelmointikielelle. Koodin avulla on mahdollista tarkastella mallin rakennetta perinteisessä muodossa. Yksi merkittävimmistä ohjelman eduista on graafinen käyttöliittymä. Kuvaa- jien avulla on mahdollista tarkastaa monimutkaisen mallin toiminnan pää- piirteet ja vaikutussuhteet. Myös mallin läpi virtaavan materiaalin katoamat- tomuus helpottaa mallin rakentamista. Jos materiaalia (viljaa, työtunteja ja 64 euroja) kertyy vääriin paikkoihin, tämä huomataan helposti, jolloin virhe voidaan poistaa. Systeemin rakenne voidaan mallinnuksessa esittää kahdeksalla eri symbolilla. Näiden kahdeksan elementin avulla luotava järjestelmä on luonteeltaan ja käyttäytymiseltään hyvin samankaltainen kuin esimerkiksi automaatioteknii- kan vesiprosessit. Tämän vertauksen hahmottaminen helpottaa ohjelmalle luonteenomaisten piirteiden käsittämistä sekä tehtyjen mallien testausta. Säiliö on peruselementti, joka esittää mitä tahansa, mikä kasautuu tai kertyy johonkin. Tätä symbolia voidaan käyttää neljässä eri muodossa: säiliönä, jonona, liukuhihnana tai uunina. Viljan korjuu- ja varastointimallissa tyypil- linen säiliö on puimurin viljasäiliö. Pilvi on rajaton materiaalin lähde, josta saadaan venttiilin päästämä määrä materiaalia tai sinne menee venttiilin päästämä määrä, joka ei ole palautetta- vissa. Pilven käyttö soveltuu tilanteisiin, joissa alku- tai loppuvaraston koolla tai määrällä ei ole merkitystä, vaan alkuvaraston jälkeisellä venttiilillä tai loppuvarastoa edeltävällä venttiilillä säädellään prosessin kulkua. Korjuumal- lissa pilveä on käytetty mm. sadon kehittymisen kuvaamiseen, koska korjuuta edeltävät toimet (muokkaus, kylvö) haluttiin rajata tarkastelun ulkopuolelle. Venttiili yhdistää säiliöitä toisiinsa tai pilviin. Venttiilin kautta haluttu määrä materiaalia virtaa paikasta toiseen, kun asetetut reunaehdot toteutuvat. Ehto- lauseen (IF-THEN) voi rakentaa venttiilin sisään kuin paikallisessa toimilait- teessa tai sen voi tuoda ulkopuolelta säätimestä aivan kuin etäpäätteeltä. Li- säksi venttiilin toiminnan määrittelevä ehtolause voi olla näiden yhdistelmä, jossa ehdon täyttymiseksi pitää olla tietty asetus säätimellä ja määrätty taso säiliössä, jolloin venttiili päästää sovitun määrän materiaalia liikkeelle ai- ka-askelta kohden. Viljan korjuumallissa venttiileitä ovat kuljettimet ja esi- merkiksi puimurin viljasäiliön tyhjennysruuvi. Yhdistimet voidaan kuvitella kaapeleiksi, joita käytetään tiedon siirtoon komponentista toiseen. Yhdistin voidaan liittää venttiileihin ja säätimiin mut- tei säiliöihin. Säiliöön ei voi virrata eikä sieltä voi virrata pois materiaalia muuta kuin venttiilien kautta, mutta yhdistin voidaan kytkeä näihin venttiilei- hin välittämään säätimen antamaa arvoa, jolla säädellään säiliön sisältöä. Näin voidaan toteuttaa esim. takaisinkytkentä. Säätimet voivat sisältää vakioita tai kaavoja, jotka ohjaavat muita säätimiä tai venttiilejä. Näillä voidaan hallita systeemin käyttäytymistä. Lisäksi niihin voidaan kerätä tietoa ikään kuin mittareihin, joista voi seurata simuloinnin antamia arvoja halutuista kohdista mallia. Viljan korjuumallissa säädin voi sisältää esim. tiedon polttoöljyn hinnasta, jota mallin käyttäjä voi mielensä mukaan muuttaa. 65 Kuva 23. Viljan puinnin toteuttamiseen käytettyjä Stella-simulointiohjelman elementtejä. Kypsynyt vilja varastoitiin säiliöön ”Sato”. Puintia toteutettiin venttiilin ”Puinti” avulla, johon vaikutti mm. säädin ”Puintiteho”, jonka infor- maatio siirrettiin yhdistimen avulla. 6.3 Paikkatiedon käyttöönotto Yksi tärkein tavoite mallin kehittämisessä oli tilan lohkoja koskevan paikka- tiedon käyttöönotto. Vanhassa mallissa tilan tilusrakenne huomioitiin laske- malla lohkojen etäisyyksien keskiarvo tilakeskuksesta. Uudessa mallissa yksittäisten peltojen sijainti tilakeskuksesta laskettiin ArcView GIS 3.0 oh- jelman ja peruskartan avulla. Koska yleisellä tiellä traktorin ajonopeus on suurempi kuin peltotiellä, jaettiin tiestö näihin kahteen luokkaan peruskartan avulla. Yleisellä tiellä traktorin ajonopeus oli 30 km/h ja peltotiellä 15 km/h. Tiestön kunnon vaikutusta korjuu- ja varastointikustannuksiin oli mahdollista tutkia muuttamalla traktorin ajonopeutta. Jos tiestön kunto oletettiin huonok- si, traktorin ajonopeus asetettiin hitaammaksi. 66 Tavoite oli myös saada malli huomioimaan lohkojen väliset etäisyydet. Omi- naisuutta olisi käytetty silloin, kun puimuri ja traktori siirtyvät lohkolta toi- selle. Koska ominaisuus olisi tehnyt mallista yhä monimutkaisemman, siitä luovuttiin. 6.4 Validointi Mitä monimutkaisempaa systeemiä mallilla kuvataan, sitä työläämpää on sen kehittäminen reaalimaailmaa vastaavaksi. Ulkopuolisen henkilön on erittäin vaikea lähteä arvioimaan, kuinka luotettavasti monimutkainen malli vastaa todellisuutta. Mallin tekijöille kehitystyön aikana muodostuu käsitys mallin toimivuudesta. Validointien ja herkkyysajojen avulla selvennetään, miten malli reagoi eri parametreihin. Näin myös ulkopuolisten henkilöiden on mahdollista tehdä johtopäätöksiä mallin toiminnasta. Validoinnin avulla tut- kitaan kuinka hyvin malli kuvaa todellisen systeemin ominaisuuksia ja onko se tavoitteen mukainen. Validointi on jaettu data-, hypoteesi-, tekniseen – ja kokonaisvalidointiin (Gustafsson ym. 1982). 6.4.1 Datavalidointi Datan validointi kuuluu systeemianalyysiin oleellisena osana. Olemassa ole- va lähtöaineistoa saatetaan joutua täydentämään ja tarkentamaan, koska aina ei saada riittävää todistusta sen luotettavuudesta tai aineiston kattavuus ei ole tarpeeksi hyvä. Tarvittavien riippumattomien testiaineistojen saaminen voi myös olla vaikeaa (Haapala 2000). Datavalidoinnin ensimmäisessä vaiheessa tarkistettiin syöttötietojen oikeelli- suus. Traktoreiden, puimureiden ja kuivureiden hinnat eivät olleet oleellisesti muuttuneet kahden vuoden aikana. Esimerkiksi traktoreiden hinnat olivat nousseet noin 3–5 %. Mallissa on mahdollista muuttaa koneiden ja kalusto hintaa säätimen avulla. Hinnan nousu testattiin kokonaisvalidoinnin aineistol- la (Luku 6.4.4). Kolmen prosentin hinnannousu ei vaikuttanut viljan tuotan- tokustannuksiin oleellisesti, koska korjuu- ja varastointikustannus nousi esi- merkkitilalla vain 138 €. Jos kaluston hinta olisi noussut 5 %, kustannus olisi noussut 230 €, jolloin viljan korjuu- ja varastointikustannus olisi noussut tonnia kohden 1,7 €. Vertailujen perusteella hintojen muutos ei vaikuttanut mallin lopputuloksiin merkittävästi, joten kaluston hintatietoja ei päivitetty. Polttoöljyn, sähkön ja viljan hinnat olivat kuitenkin muuttuneet vuodesta 1999 niin paljon, että ne päivitettiin (Liite 1). Hintatiedot koottiin monista eri lähteistä ja lopullinen hinta määräytyi eri liikkeistä saatujen hintojen keskiar- vosta. Lähtötietojen kontrollointia varten malliin luotiin taulukot, joista oli helppo tarkistaa pohjatiedot kyseisestä simuloinnista. Näin minimoitiin lähtö- tietojen virhemahdollisuus. 67 Sääaineistona käytettiin Mietoisten ja Maaningan tietoja vuosilta 1997 ja 1998. Vuoden 1997 sadonkorjuusää oli hyvä ja vuoden 1998 sää oli huono. Simuloinneissa oli siten mahdollista tutkia, kuinka erilainen sadonkorjuusää vaikutti kustannuksiin. 6.4.2 Hypoteesivalidointi Hypoteesivalidoinnilla tarkistettiin olivatko mallin oletukset systeemin raken- teesta, osien välistä suhteista, oletuksista ja jakaumista oikein (Gustafsson et al. 1982). Suurin huomio kohdistettiin mallin loogisuuteen. Esimerkiksi polt- toöljyn hinnan nousun ja puimurin lohkon vaihdon pidentymisen oli kasvatet- tava kustannuksia. Edellä mainitut asiat testattiin luvussa 7.1 Herkkyysana- lyysit, jossa myös hypoteesien voimakkuutta tutkittiin. Tulosten mukaan edellä esitetyt hypoteesit pitivät paikkansa, luvussa 7 on kerrottu ajojen peri- aatteet ja saadut tulokset tarkemmin. Mallin hypoteeseja validoitiin koko kehittämisprosessin ajan. Esimerkiksi lohkokertoimen ja tilakohtaisten tilustietojen rakentaminen perustui hypotee- sin tekemiseen ja sen testaamiseen. Tärkeää oli myös tehdä oikean suuruisia olettamuksia. Tuloksen vertaaminen hypoteesiin oli helppoa, mutta paramet- rien aiheuttama vaikutuksen suuruuden arviointi oli huomattavasti vaikeam- paa. 6.4.3 Tekninen validointi Teknistä validointia hyödynnettiin erityisesti mallin luomisen aikana. Mallin ohjelmointi oli useasti umpikujassa ohjelmoinnissa tapahtuvien virheiden takia. Selvä ohjelmointivirhe oli helposti korjattavissa, koska se aiheutti il- moituksen väärästä viittauksesta tai algoritmista. Suurimman ongelman muo- dostivat vaikeasti havaittavat virheet ja ominaisuudet, jotka eivät olleet suo- ranaisia ohjelmointivirheitä. Uuden ominaisuuden ohjelmointi saattoikin muuttaa jonkin muun osion toimintaa. Ohjelmoinnissa olikin toivottavaa, että virhe olisi tullut radikaalisti esiin. Graafinen tarkastelu oli tehokas tapa paikallistaa ohjelmointivirheet. Kuvassa 24 on esimerkki, jossa seurataan viljan kulkua yhden puintipäivän aikana. Puinti aloitettiin klo 10 ja lopetettiin klo 17. Päivän aikana puitiin lähes kaksi kuivurillista. Ensimmäisessä erässä kuivuri oli täysi, mutta toinen jäi hieman vajaaksi. Ensimmäisen erän kuivausaika kokonaisuudessaan oli seitsemän tuntia. Toisen erän kuivaus alkoi klo 21:15 ja se jatkui seuraavan vuorokau- den puolelle. Malli käytti viljan kuljetukseen lohkolta kuivurille vain toista perävaunua. Toinen perävaunu oli tarpeeton, koska puitava lohko oli 5 kilo- metrin etäisyydellä ja tie hyväkuntoinen. 68 Kuva 24. Teknisessä validoinnissa käytettiin hyväksi kuvia, joista voitiin tar- kistaa viljan kulkua sadonkorjuun eri kohdissa. Graafisten tarkastelujen lisäksi verrattiin viljasadon teoreettista määrää siiloi- hin varastoidun ja varisseen viljan määriin. Joissain tilanteissa siiloihin tullut viljamäärä saattoi jäädä liian pieneksi, koska osa viljasta jäi puimurin säili- öön tai kaatosuppilon pohjalle. Kyseisissä tilanteissa loppuerät poistettiin ns. roskakoriin, jotta malli olisi toiminut kuin todellisessa tilanteessa. Todellises- sa elämässä ei muodostuisi tilannetta, jossa viljelijä puisi puimurin säiliön puolilleen ja se olisi erikseen haettava traktori-perävaunu yhdistelmällä. Uudistetussa mallissa puintikapasiteettiin vaikutettiin lohkokertoimen avulla. Kerroin perustuu Työtehoseuran tekemään työnormitutkimukseen (Työteho- seura 1988). Lohkokerroin on riippuvainen puitavan lohkon pinta-alasta (Ku- va 25). Kerroin saa arvon yksi suorakaiteen muotoisella kahden hehtaarin lohkolla (100 m x 200 m). Kahta hehtaaria suuremmilla lohkoilla kertoimen arvo on alle yhden ja pienemmillä suurempi kuin yksi. Pinta-alan vaikutus puinnin työnmenekkiin on esitetty myös kuvassa 25. Vaikutus on yllättävän vähäinen, mutta tätä tietoa kuitenkin käytettiin, koska uudempia tutkimustu- loksia ei ole. Aihe olisi kuitenkin hyvä jatkotutkimuskohde. Peltolohkon muodon vaikutusta puintikapasiteettiin ei voitu mallissa ottaa huomioon, koska yksiselitteistä menetelmää lohkojen luokittelemiseksi luok- kiin muodon perusteella ei löydetty. Esimerkiksi lohkon piirin ja pinta-alan suhde ei ollut käyttökelpoinen parametri. 0 5 10 15 20 25 30 35 Aika, h m 3 Puim urin sä iliö Peräkärry 1 Peräkärry 2 Kaatosuppilo Kuivaus 240 12 69 Kuva 25. Lohkokertoimen vaikutus ohran puintitehoon. Puimurin tehollinen leikkuuleveys oli 3,40 m. Puimurin puintikapasiteetin määrittämisessä oli huomioitava lohkokertoimen vaikutus. Kun lohkon koko oli alle kaksi hehtaaria, malli alensi puintitehoa hieman. Vastaavasti yli kahden hehtaarin lohkoilla kapasiteettia nostettiin. Koska puintikapasiteettia haluttiin verrata myös muihin tutkimuksiin, vali- dointi oli tehtävä kahden hehtaarin lohkolla. Tällöin lohkokerroin ei vaikutta- nut puintitehoon. Puimurin tehollisen leikkuuleveyden oletettiin olevan 20 cm pienempi, kuin todellinen leikkuuleveys 3,6 m. Määrityksessä puimurin leikkuuleveys oli siis 3,4 m. Kun viljan oletettiin olevan 10 % laossa, työnopeus oli 4,54 km/h. Edellä mainittujen parametrien perusteella 200 metrin kaistan puimiseen kului aikaa 2 minuuttia 38 sekuntia (0,2 km/4,54 km/h = 0,044 h = 2,64 min). Kun puitu pinta-ala oli 200 m * 3,40 m = 0,068 ha, puintitehoksi saatiin 0,068 ha/0,044 h = 1,55 ha/h. Arvoon ei sisälly puinnin aikana tapahtuva säiliön tyhjennys eikä käännökset. Vertailun vuoksi simuloinnista kertyvä numeroaineisto vietiin taulukkolas- kentaohjelmaan, jonka perusteella laskettu puintiteho kahden hehtaarin loh- kolla oli 1,40 ha/h. Se oli alhaisempi verrattuna yllä laskettuun puintitehoon. Tämä johtui siitä, että arvoon sisältyi säiliön tyhjennys ja käännökset. Mäke- län ja Laaksosen (1990) tekemään tutkimuksen mukaan, ajonopeuden ollessa 5 km/h ja tehollisen työleveyden 3,4 m puimurin puintikapasiteetti oli 1,49 ha/h. Tähän arvoon sisältyvät käännökset ja säiliön tyhjennys. Verrattaessa tulosta mallin laskemaan puintitehoon (1,40 ha/h), voidaan todeta, että mal- lissa toteutettu puinti oli oikein ohjelmoitu. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 0 2 4 6 8 10 12 Lohkon koko, ha P ui nt ite ho , h a/ h 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 Lo hk ok er ro in Puintiteho Kerroin 70 6.4.4 Kokonaisvalidointi Kokonaisvalidoinnissa mallilla saatuja tuloksia verrattiin Maatalouden talou- dellisen tutkimuslaitoksen MTTL (Aaltonen ym. 1999) tekemään selvityk- seen Viljan korjuu-, kuivaus- ja logistiikkakustannukset Suomessa. Tutki- muksen aineisto oli kerätty Ala-Mantilan ja Riepposen (1998) ja Mäkimatti- lan (1998) laskelmista, Elintarviketiedon kesällä 1998 tekemästä Datalaari kyselystä sekä Työtehoseuran puinti-, kuivaus- ja logistiikkakustannuksia koskevista laskelmista. Lisäksi viljan satamakustannuksia oli selvitetty puhe- linkyselyllä viljan vientiä harjoittavilta yrityksiltä. Taulukossa 14 on esitetty tärkeimmät parametrit, joita Aaltonen ym. (1999) olivat käyttäneet tutkimuk- sessaan. Koska kaikkia mallin parametreja ei ollut mahdollista päivittää Aal- tosen ym. (1999) tutkimuksen mukaan, taulukossa 14 on esitetty myös mal- liin syötettyjen parametrien arvot. Simuloinnissa käytettiin vuoden 1999 hin- tatietoja ja kuivausmenetelmä oli lämminilmakuivaus. Taulukko 14. Kokonaisvalidoinnissa käytetyt tärkeimmät parametrit Parametri MTTL Malli Lohkojen keskikoko Työntekijät Traktorin koko Traktorin ikä Traktorin hankintahinta Perävaunut Ikä Puimurin leikkuuleveys Puimurin ikä Puimurin hankintahinta Kuivurin koko Kuivurin ikä Kuivurin hankintahinta 2,8 ha 1,6 51-60 kW - 27.160 € 2,18 9 v 2,8 m 17 v 47.900 € 116 hl 17 v 50.230 € 3,3 ha 2 60 kW 5 v 29.432 € 2 9 v 3 m 17 v 42.890 € 140 hl 17 v 51.570 € Simuloinnin mukaan viljan korjuu- ja varastointikustannus oli 7,23 snt/kg. Aaltosen ym. (1999) tekemän tutkimuksen mukaan korjuu- kuivaus ja logis- tiikkakustannukset olivat 7,97 snt/kg, johon sisältyi viljan rahtikustannus 0,79 snt/kg. Koska malli ei huomioi rahtikustannuksia, Aaltosen ym. (1999) saamasta tuloksesta oli vähennettävä rahtikustannus. Korjauksen jälkeen korjuukustannus oli 7,18 snt/kg. Mallin mukaan viljan korjuu- ja varastointi- kustannus viljakiloa kohden oli lähes sama. Ero johtui siitä, ettei mallin pa- rametreja ollut mahdollista päivittää täysin samoiksi verrattavaan tutkimuk- seen nähden. 71 Mallin antamia tuloksia verrattiin myös Klemolan ym. (1994) tutkimukseen, jossa on laskettu kustannukset eri säilöntämenetelmille. Vilja-alaksi oletettiin 30 ha. Tässä vertailussa tuli esille se, että simulointimallin käyttämä prosent- tipoistomenetelmä on hyvin herkkä oletetulle tuotantovälineiden iälle. Jos esimerkiksi puimurin iäksi asetettiin 2 vuotta, niin korjuun- ja varastoinnin kustannukset olivat liki kaksinkertaiset Klemolan ym. (1994) tuloksiin verrat- tuna. Klemolan ym. (1994) laskelmissa oli käytetty kiinteänhintaista vuokra- puimuria. Mikäli oletettiin, että tuotantovälineistö on jo 17 vuoden ikäistä, simulointi- malli antoi hyvin samantasoisia tuloksia Klemolan ym. (1994) tutkimukseen verrattuna. Mallin mukaan ilmatiivissäilöntä olisi halvinta (5,7 snt/kg) ja lämminilmakuivaus kalleinta (7,2 snt/kg) 30 ha:n vilja-alalla. Muut tuoresäi- löntämenetelmät olivat hyvin samanhintaisia verrattuna ilmatiiviiseen varas- tointiin. Klemolan ym. (1994) tuloksissa halvimman ja kalleimman menetel- män välinen hintaero oli hieman suurempi. Siinä jyväsäilöntä oli edullisinta (6,4 snt/kg) ja lämminilmakuivaus kalleinta (8,9 snt/kg). Jyväsäilönnän eduk- si oli laskettu se, että propionihapolla itsellään on myös rehuarvoa. Tästä vertailusta voidaan todeta, että molemmat laskentamallit antavat samansuun- taisia tuloksia, vaikka kaikkia lähtöarvoja ei pystytty asettamaan samoiksi laskelmien erilaisen rakenteen takia. 7 Simuloinnit Simuloinnit koostuivat kolmesta osasta. Herkkyysanalyysejä koskevissa si- muloinneissa jatkettiin mallin hypoteesien voimakkuuden tutkimista. Periaat- teena oli selvittää kuinka malli reagoi tiettyjen parametrien muutoksiin. Toi- sessa osassa verrattiin vanhaa ja uutta mallia keskenään. Tavoite oli selvittää, olisiko edellisessä tutkimuksessa tehty erilaisia johtopäätöksiä, jos laskenta olisi tehty uudella mallilla. Varsinaiset tähän tutkimukseen liittyvät simuloin- nit muodostivat kolmannen osan, joissa pääpaino keskittyi tilusrakenteeseen. Tilusrakennetta koskevissa simuloinneissa tutkittiin tilan lohkokokoon, loh- kojen etäisyyden ja tiestön kunnon vaikutusta kustannuksiin. Lisäksi maatilan laajentumista sekä erilaisia kuivuri- ja tuoresäilöntämenetelmiä simuloitiin, koska näiden asioiden uskottiin vaikuttavan korjuu- ja varastointikustannuk- siin huomattavasti. 7.1 Herkkyysanalyysit Peruslähtökohta herkkyysanalyyseissä oli 120 hehtaarin tila, jossa oli ohraa 48 ha, kauraa 24 ha, kevätvehnää 24 ha, syysvehnää 12 ha ja ruista 12 ha. Mallin parametrit valittiin 120 hehtaarin tilan mukaan. Tilalla oli töissä kaksi henkilöä, koneina kaksi traktoria, kaksi perävaunua ja leikkuupuimuri, jonka 72 leikkuuleveys oli 360 cm. Sääaineisto oli vuodelta 1997 ja lämminilmakuivu- rin koko oli 30 m3. Liitteessä 1 on esitetty parametrit täsmällisesti. Mallin herkkyyttä testattiin muuttamalla lohkonvaihtoon kuluvaa aikaa, polt- toöljyn hintaa sekä vaihtamalla traktorin maantienopeutta ja peltotienopeutta. Seuraavassa on esitetty herkkyysanalyysien testattavat parametrit. • Lohkonvaihtoon kuluva aika puinnin yhteydessä 10, 20 ja 30 min, (Si- muloinnit 1 - 3) • Polttoöljyn hinta 28,8; 33,6; 39,9; 42,0 ja 50,5 snt/l, (Simuloinnit 4 – 7) • Traktorin maantienopeus 15, 20, 30 ja 40 km/h, (Simuloinnit 8 - 11) • Traktorin peltotienopeus 5, 10, 15 ja 20 km/h, (Simuloinnit 8 - 11) Taulukossa 15 on herkkyysanalyysien tulokset. Viljan korjuun- ja varastoin- nin kustannukset on ilmoitettu korjattua tuhatta kiloa kohden. Kokonaiskus- tannukset on eritelty kiinteisiin, muuttuviin ja ajallisuuskustannuksiin. Puinti- tunnit koostuvat puimurin varsinaisesta puintityöstä ja lohkonvaihdoista. Puimurin siirtoajoon kuluvaa aikaa ei sisällytetty kokonaisaikaan. Traktorei- den 1 ja 2 tunnit koostuvat pelkästään siirtoajosta. Taulukon työtunnit koos- tuvat traktoria ajavien henkilöiden työtunneista, joihin on laskettu mukaan perävaunun täyttöön kuluva odotteluaika. Kuivaustunteihin on laskettu kui- vurin täyttöön, kuivaukseen, jäähdytykseen ja tyhjennykseen kuluvat ajat. Taulukko 15. Herkkyysajojen tulokset. Ensimmäisen simuloinnin (tummennettu) parametreja käytettiin oletuksena tilusrakennetta, laajentumista ja eri kuivausmenetelmiä koskevissa simuloin- neissa. Tämän takia herkkyysajon simulointeja 2-11 verrattiin ensimmäisen simuloinnin tuloksiin. S im ul oi nt i L oh ko nv ai ht o, m in Polttoaine, snt/ l M aa nt ie no pe us , k m /h P el to tie no pe us , k m /h Kustannukset, €/ t Kokonaiskustannukse, € Kiinteätkustannukset, € Muuttuvat kustannukset, € A ja lli su us ku st an nu s, € P ui nt itu nn it T ra kt or i 1 tu nn it T ra kt or i 2 tu nn it Työtunni t Kuivaustunni t 1 10 39,9 30 15 75,7 28 898 19 124 7 340 2 434 91 17 2 100 302 2 20 39,9 30 15 75,7 29 077 19 124 7 415 2 537 95 18 3 101 301 3 30 39,9 30 15 77,4 29 173 19 124 7 372 2 676 97 18 2 100 296 4 10 28,8 30 15 72,3 27 812 19 124 6 254 2 434 91 17 2 100 302 5 10 33,6 30 15 74,0 28 289 19 124 6 731 2 434 91 17 2 100 302 6 10 42,0 30 15 75,7 29 112 19 124 7 553 2 434 91 17 2 100 302 7 10 50,5 30 15 79,0 29 934 19 124 8 376 2 434 91 17 2 100 302 8 10 39,9 15 5 75,7 29 178 19 124 7 610 2 444 91 32 11 118 302 9 10 39,9 20 10 75,7 28 997 19 124 7 435 2 438 91 21 7 107 302 10 10 39,9 40 15 75,7 28 847 19 124 7 293 2 430 91 14 2 97 302 11 10 50,5 15 5 79,0 30 240 19 124 8 672 2 444 91 32 11 118 302 73 Lohkonvaihdon kestäessä 30 minuuttia, kustannus tonnia kohden nousi 1,7 € korkeammaksi kuin tapauksissa, joissa lohkonvaihto kesti 10 ja 20 minuuttia. Lohkonvaihtoon kuluvan ajan pidentyessä ajallisuuskustannus kasvoi ja kui- vaustunnit alenivat, koska osa viljasta jäi peltoon varisemisen takia. Polttoaineen hinta oli noussut vuodesta 2000 (simulointi 4) vuoteen 2002 (simulointi 1) 11,1 snt/l. Kahden vuoden aikana tapahtunut hinnan nousu kohotti korjuun ja varastoinnin kustannusta 3,4 €/tonni (Simuloinnit 1 ja 4). Jos polttoaineen litrahinta nousi 39,9:stä 50,5:een senttiin, kustannus kasvaisi 3,3 €/tonni. Traktorin ajonopeuden avulla simuloitiin tiestön vaikutusta kustannuksiin. Alhaisen ajonopeuden aiheuttama traktorin käyttötuntien nousu ei kasvatta- nut kustannuksissa kuin nimellisesti. Kustannuksia nosti polttoaineen kulu- tuksen, traktorin käyttötuntien ja työtuntien kasvu. Simulointien mukaan tiestöllä ei ollutkaan merkittävää vaikutusta kustannuksiin esimerkkitilalla. Herkkyysanalyysit vahvistivat käsityksen siitä, etteivät lohkonvaihtoon kulu- va aika ja tiestön kunto merkittävästi vaikuta viljan korjuu- ja varastointikus- tannukseen. Tiestön kunto on siis enemmänkin mukavuus- ja turvallisuuste- kijä kuin kustannustekijä. Teiden huono kunto voi aiheuttaa koneiden rikkou- tumisia ja vaaratilanteita, joita simuloinneissa ei otettu huomioon. Herkkyysanalyysien avulla testattiin myös mallin reagointia parametrien muutoksiin. Käytettäessä esimerkkitilan koneita ja tilusrakennetta ei todettu eroa erikuntoisten tiestöjen välillä. Jos puimurin ja kuivurin kapasiteetit olisi- vat olleet suuremmat, tiestön kunnon vaikutus olisi ollut todennäköisesti sel- vempi, koska ajallisuuskustannus olisi voinut vaikuttaa lopullisiin kustannuk- siin. 7.2 Uuden ja vanhan mallin vertaaminen Vertaamalla uutta ja vanhaa mallia tutkittiin, oliko mallin kehittäminen vai- kuttanut tuloksiin. Myös kolmen vuoden aikana tapahtunut hintojen nousun aiheuttama vaikutus testattiin. Simulointien lähtökohta oli, että molempiin malleihin syötettiin sama lähtöaineisto. Virtuaalitila muodostettiin herk- kyysajon tilasta, jonka pinta-ala oli 120 ha. Tilan tiedot on kuvattu tarkem- min edellisessä luvussa 7.1. Vanhassa mallissa tilan tilusrakenne otettiin huomioon keskiarvolukuina. Traktorin ajonopeus oli 20 km/h ja ajomatka pellolta talouskeskukseen 5,7 km. Uudessa mallissa otettiin huomioon lohkojen sijainti ja koko lohkokoh- taisesti. Koska uutta ja vanhaa mallia haluttiin verrata mahdollisimman tasa- puolisesti ja luotettavasti, uuden mallin käyttämä tilusrakenne oli suunnitel- tava vanhaa mallia vastaavaksi. 74 Tavoite toteutettiin suunnittelemalla virtuaalitilan tilusrakenne siten, että traktorin keskimääräinen nopeus ja ajomatka lohkoilta talouskeskukseen oli- vat samat kuin vanhassa mallissa. Simuloinnissa 2 virtuaalitilan lohkoja oli viisi (ohra 48 ha, kaura 24 ha, kevätvehnä 24 ha, syysvehnä 12 ha ja ruis 12 ha). Tämä tilanne vastasi parhaiten vanhan mallin (simulointien 1 ja 4) vilja- jakaumaa. Simuloinneissa 3 ja 6 virtuaalitila käsitti 39 lohkoa. Tämä tilanne vastasi parhaiten todellista tilannetta, koska siinä huomioitiin tilusrakenteen vaikutus kustannuksiin. Simulointiajojen tulokset ovat taulukossa 16. Taulukko 16. Uuden ja vanhan mallin vertaaminen. Käytettäessä vuoden 1999 hintatietoja, uudella mallilla laskettu korjuu- ja varastointikustannus oli alempi kuin vanhalla mallilla laskettu kustannus. Ero johtuu siitä, että uudessa mallissa puimuri osasi järkevämmin toteuttaa puin- nin loppumisen työpäivän päätyttyä. Jos esimerkiksi lohkosta oli työpäivän päätyttyä puimatta alle puoli hehtaaria, vanha malli lopetti puinnin ja jatkoi seuraavalla kerralla samalta lohkolta tai mahdollisesti aloitti uuden viljalajin puinnin. Uusi malli sen sijaan pui lohkon loppuun, kuten viljelijäkin pyrkii tekemään, vaikka puinti ei esimerkiksi runsaan kasteen vuoksi kovin hyvin enää sujukaan. Todellista maatilaa kuvaavan simuloinnin 3 mukaan kustan- nus tonnia kohden oli 72,3 €. Kustannusero vanhaan malliin verrattuna johtui tilusrakenteen huomioon ottamisesta. On kalliimpaa puida 39 lohkoa kuin 5 lohkoa. Hintatietopäivityksen jälkeen (simuloinnit 4 – 6), kustannukset nousivat muuttuvien kustannusten lisääntymisen vuoksi. Simulointien 4 ja 5 kustan- nusero vuoden 2001 hintoja käytettäessä oli lähes sama, kuin simuloinneissa 1 ja 2. Simuloinnin 6 korjuu- ja varastointikustannus oli sama kuin simuloin- nin 4. Käytettäessä vuoden 1999 hintoja vastaavien simulointien (1 ja 3) ero oli 1,7 €/tn. Tämä johtui pääosin siitä, etteivät simulointien 4 ja 6 muuttuvat kustannukset ja ajallisuuskustannukset poikenneet toisistaan niin paljon kuin käytettäessä vuoden 1999 hintatietoja. Simuloinnin 4 muuttuvat kustannukset lähestyivät simuloinnin 6 muuttuvia kustannuksia, koska traktorikuljettajan työtunnit lisääntyivät. Hintojen päivitys vaikutti myös viljalajien puintijärjes- tykseen. Malli valitsee puitavan viljalajin viljan hinnan mukaan, ja puintijär- S im ul oi nt i M al li L oh ko ja H in ta tie do t K us ta nn uk se t, €/ t K ok on ai sk us ta nn uk se , € K iin te ät ku st an nu ks et , € M uu ttu va t k us ta nn uk se t, € A ja lli su us ku st an nu s, € P ui nt itu nn it T ra kt or i 1 tu nn it T ra kt or i 2 tu nn it T yö tu nn it K ui va us tu nn it 1 Vanha 5 1999 70,6 27 382 19 153 5 862 2 366 91 23 16 116 298 2 Uusi 5 1999 67,3 26 545 19 153 5 886 1 506 93 24 14 109 304 3 Uusi 39 1999 72,3 27 565 19 153 5 725 2 687 91 18 3 101 302 4 Vanha 5 2001 75,7 29 019 19 153 7 556 2 311 91 24 16 120 299 5 Uusi 5 2001 72,3 28 132 19 153 7 555 1 425 93 24 14 109 304 6 Uusi 39 2001 75,7 28 963 19 153 7 357 2 453 91 18 3 101 302 75 jestys on voinut olla erilainen, vaikka lähtötiedot ovat olleet samat. Tämä on suurin epävarmuustekijä verrattaessa vanhalla ja uudella mallilla tehtyjä si- mulointeja. 7.3 Tilan lohkokoon vaikutus korjuukustannuksiin Tutkittaessa lohkokoon vaikutusta kustannuksiin, peruslähtökohtana oli 50 hehtaarin virtuaalitila, joka on esitetty kartalla kuvassa 26. Tilalla oli 20 ha ohraa, 15 ha kauraa ja 15 ha kevätvehnää. Ohralohkon etäisyys talouskeskuk- sesta oli 350 m, kevätvehnälohkon 1 km ja kauralohkon 5 km. Tilan koneka- pasiteetti oli hieman ylimitoitettu, koska se mitoitettiin 70 hehtaarin tilan mukaan. Puimurin leikkuuleveys oli 3 m. Simuloinneissa käytettiin yhtä trak- toria, jolla oli mahdollista siirtää 15 ja 10 m3:n perävaunua. Tilan kuivurin tilavuus oli 14 m3 ja se oli 12 vuotta vanha. Tilalla työskenteli sadonkorjuun aikana kaksi henkilöä. Kuva 26. Periaatekuva virtuaalitilan tilusrakenteesta. Sen avulla tutkittiin lohko- koon, lohkojen etäisyyden ja tilan laajenemisen vaikutusta viljan korjuu- ja va- rastointikustannuksiin. (Pohjakartta © Maanmittauslaitos lupa nro 131/MYY/03). 76 Lohkokokoa käsittävät simuloinnit tehtiin vaiheittain. Ensimmäisessä vai- heessa jokainen viljalaji oli yhtenä lohkona. Toisessa vaiheessa viljalajien pinta-alat jaettiin kahteen lohkoon siten, että lohkojen koot olivat 1/3 ja 2/3 edellisestä vaiheesta. Samoin meneteltiin myös kolmannessa ja neljännessä vaiheessa. Viimeisessä vaiheessa lohkoja oli siten 24 kpl (kuva 27). Simu- loinneissa käytettiin vuosien 1997 ja 1998 säätietoja. Myös lohkon vaihtoon kuluvaa aikaa muutettiin, koska oli mielenkiintoista nähdä kuinka lohkoko ja lohkon vaihtoon kuluva aika yhdessä vaikuttivat kustannuksiin. Kuva 27. Lohkokoon vaikutusta kustannuksiin tutkittiin pilkkomalla lohkot vaiheittain pienemmiksi ja muuttamalla lohkojen sijaintia. Lohkojen koko tai etäisyys ei juurikaan vaikuttanut korjuukustannuksiin, kun sadonkorjuusää oli hyvä, simuloinnit 1 – 8 (taulukko 17). Sadonkorjuusään ollessa huono kustannustaso oli kaikissa simuloinneissa vähintään 16 €/tn korkeampi kuin hyvän sään vallitessa, simuloinnit 9 - 16. Ero johtuu pääosin viljan varisemisen ja laadun heikkenemisen aiheuttamasta ajallisuuskustan- nuksesta. Huonon korjuusään vallitessa keskimääräisen lohkokoon pieneneminen alle 4,20 hehtaarin (kuva 28) lisäsi kustannuksia 3 % ja lohkon vaihtoon kuluvan ajan kaksinkertaistuminen lisäsi kustannuksia edelleen 1,5 %. Sää vaikuttaa siis kustannuksiin selvästi enemmän kuin lohkokoko ja etäisyys. Huono loh- korakenne ja etäisyys korostavat sään vaikutusta. Huonon sään vaikutus voi olla simuloitua suurempi, koska malli ei ota huomioon sadekatkojen aiheut- tamaa lisätyötä. Työn organisointi vaikeutuu ja viljelijä joutuu olemaan koko ajan valmiina puinnin jatkamiseen, mikä haittaa muiden töiden tekemistä. Kevätvehnä- ja kauralohko jaettiin ohralohkon tavoin vaiheittain kahtia. Neljännessä vaiheessa lohkoja oli 24 kpl. 0,74 ha 1,48 ha 2,22 ha 1,48 ha 2,96 ha 4,44 ha 6,67 ha 13,33 ha Ohra 20 ha 350 m 5 ha 10 ha Kevätvehnä 15 ha 1 km 5 ha 10 ha Kaura 15 ha 5 - 40 km 77 Taulukko 17. Lohkokoon vaikutus viljan korjuu- ja varastointikustannuksiin. Kuva 28. Viljan korjuukustannus €/tn simuloituna vuosien 1997 ja 1998 sää- aineistoa käyttäen (simuloinnit 5-8 ja 13-16, lohkon vaihtoon kuluva aika 20 min) sekä taulukossa 16 esitettyjä lohkorakenteita vastaavat keskimääräiset lohkokoot. S im ul oi nt i Lohkoj a Lohkonvaihto mi n Sä ä Kustannukset €/ t Kokonaiskustannukset € K iin te ät ku st an nu ks et € Muuttuvat kustannukset € Ajallisuuskustannus € P ui nt itu nn it Traktori 1 tunni t T yö tu nn it K ui va us tu nn it 1 3 10 -97 99,2 16 696 13 279 3 263 154 45 5 47 180 2 6 10 -97 100,9 16 849 13 279 3 284 281 46 5 48 179 3 12 10 -97 100,9 16 884 13 279 3 287 317 46 5 48 179 4 24 10 -97 100,9 16 981 13 279 3 373 330 49 6 51 179 5 3 20 -97 99,2 16 702 13 279 3 268 154 49 6 51 179 6 6 20 -97 100,9 16 859 13 279 3 294 286 49 6 51 179 7 12 20 -97 100,9 16 905 13 279 3 308 318 49 6 51 179 8 24 20 -97 100,9 17 026 13 279 3 416 330 49 6 51 179 9 3 10 -98 116,0 18 024 13 279 3 007 1 738 41 5 44 165 10 6 10 -98 116,0 18 045 13 279 3 025 1 742 42 6 45 165 11 12 10 -98 116,0 18 060 13 279 3 033 1 747 42 6 44 165 12 24 10 -98 119,4 18 345 13 279 3 021 2 045 43 6 44 163 13 3 20 -98 116,0 18 025 13 279 3 008 1 738 42 5 44 165 14 6 20 -98 116,0 18 063 13 279 3 040 1 743 42 7 45 165 15 12 20 -98 119,4 18 299 13 279 3 008 2 012 43 5 44 162 16 24 20 -98 121,1 18 420 13 279 3 060 2 080 45 6 44 162 90 95 100 105 110 115 120 125 5 ja 13 6 ja 14 7 ja 15 8 ja 16 Simulointivaihe K us ta nn us € /tn 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 K es ki m ää rä in in en lo hk ok ok o, ha Kustannus, €/tn (sää -97) Keskim. lohkokoko, ha Kustannus, €/tn (sää -98) 78 7.4 Tilan lohkojen etäisyyden vaikutus korjuukus- tannuksiin Lohkojen etäisyyksien vaikutusta kustannuksiin simuloitiin käyttäen samaa virtuaalitilaa kuin simuloitaessa lohkokokoa. Peruslähtökohtana oli edellisen luvun simulointi 2, jossa lohkoja oli kuusi. Etäisyyden vaikutusta tutkittiin, kasvattamalla kauralohkojen etäisyyttä 5 km:stä aina 40 km:iin. Käytettäessä vuoden 1997 säätietoja etäisyys ei vaikuttanut kustannuksiin. Korjuu- ja varastointikustannus oli silloin 100,9 €/tonni. Taulukossa 18 on esitetty vuoden 1998 säätietoja käyttäen tehdyt simulointiajot. Kun tilalla työskenteli 2 henkilöä, kustannukset kasvoivat vasta, kun etäisyys oli 40 km. Kun tilalla työskenteli yksi henkilö, puintikausi piteni yli 21 päivään. Tästä johtuen kustannukset nousivat lähinnä ajallisuuskustannuksen kasvun vuoksi. Kun kauralohkojen etäisyys talouskeskuksesta oli 40 km (Simulointi 10) ja tilalla työskenteli yksi henkilö, kustannukset olivat 127,8 €/tonni. Simuloin- neissa oletettiin, että puimurilla ajettiin vain kerran alueelle, jossa lohkot sijaitsivat. Näin kustannusten nousu johtui lähes kokonaan viljan siirtoajon kasvaneista kustannuksista. Taulukko 18. Lohkojen etäisyyden vaikutus korjuu- ja varastointikustannuk- siin käytettäessä vuoden 1998 säätietoja. 7.5 Tilan laajentuminen Tilan laajentumista simuloitiin edelleen virtuaalitilan avulla. Tilan konekapa- siteetti oli ylimitoitettu, koska se oli mitoitettu 70 hehtaarin tilan mukaan. Siksi tilan laajeneminen oli mahdollista ilman lisäinvestointeja. Peruslähtö- S im ul oi nt i E tä is yy s, k m Henkilö t Kustannukset, €/ t Kokonaiskustannukse, € K iin te ät ku st an nu ks et , € Muuttuvat kustannukset, € Ajallisuuskustannus, € P ui nt itu nn it Traktori 1 tunni t T yö tu nn it K ui va us tu nn it P ui nt ik au si , p äi vä 1 5 2 116,0 18 045 13 279 3 025 1 742 42 6 45 165 13 2 10 2 116,0 18 075 13 279 3 055 1 742 42 9 47 165 13 3 20 2 116,0 18 132 13 279 3 112 1 742 42 15 51 165 13 4 30 2 116,0 18 190 13 279 3 170 1 742 42 21 55 165 13 5 40 2 117,7 18 258 13 279 3 237 1 742 42 27 61 165 13 6 5 1 119,4 18 173 13 279 2 678 2 208 41 13 13 161 21 7 10 1 121,1 18 291 13 279 2 708 2 304 40 16 16 160 21 8 20 1 126,1 18 776 13 279 2 868 2 629 40 33 33 157 23 9 30 1 126,1 18 841 13 279 3 063 2 499 40 47 47 158 23 10 40 1 127,8 18 934 13 279 3 127 2 528 40 53 53 158 23 79 kohta oli sama kuin luvun 7.3 ”Tilan lohkokoon vaikutus korjuukustannuk- siin” simulointi 3, jossa lohkoja oli 12. Esimerkkitilan peltopinta-alaa kasva- tettiin vaiheittain 5 ja 10 hehtaarin lohkolla sekä 30 hehtaarin alueella, joka oli jaettu neljään lohkoon. Lohkojen etäisyyttä vaihdeltiin 5-40 km:iin. Kun 50 hehtaarin viljatila laajentui 5 hehtaarilla, kustannus aleni 6,7 €/tonnia (Taulukko 19). Vastaavasti 10 hehtaarin laajennus alensi kustannuksia 11,8 €/tonnia. Kuten edellä todettiin, lohkojen etäisyydellä ei ollut merkittävää vaikutusta viljan korjuu- ja varastointikustannuksiin. Tämä pätee myös 5 ja 10 hehtaarin lisämaan hankinnassa. Kun tilan pinta-alaa kasvatettiin 30:llä hehtaarilla, kustannus vuoden 1997 säätiedoilla oli 79 €/tonni. Vuoden 1998 säätiedoilla kustannukset kohosivat lähinnä ajallisuuskustannusten takia. Myös alueen etäisyydellä oli pieni mer- kitys kustannuksiin. Kun lisämaa sijoitettiin yli 20 km:n päähän, kustannus alkoi kohota. Vuoden 1998 säätiedoilla kustannus alkoi kohota vasta 30 km etäisyydellä. Tulosten perusteella laajentamalla kustannukset saadaan alene- maan. Kuitenkin suurehkon alueen (30 ha) etäisyyden kasvaessa yli 30 kilo- metrin kustannukset alkavat jälleen kohota. Taulukko 19. Tilan laajentumisen vaikutus viljan korjuu- ja varastointikustan- nukseen. Tilan pinta-alaa kasvatettiin 5 - 30 ha ja lisämaan sijaintia vaihdel- tiin etäisyydelle 5 – 40 km:n. S im ul oi nt i L is äm aa , h a E tä is yy s, k m L oh ko t S ää K us ta nn uk se t, €/ t K ok on ai sk us ta nn uk se , € K iin te ät ku st an nu ks et , € M uu ttu va t k us ta nn uk se t, € A ja lli su us ku st an nu s, € P ui nt itu nn it T ra kt or i 1 tu nn it T yö tu nn it K ui va us tu nn it 1 - - 12 -97 100,9 16 884 13 279 3 287 317 46 5 48 179 2 5 5 13 -97 94,2 17 326 13 314 3 563 449 51 6 52 192 3 5 10 13 -97 94,2 17 337 13 314 3 574 449 51 7 53 192 4 5 30 13 -97 94,2 17 386 13 314 3 622 449 51 11 57 192 5 10 5 13 -97 89,1 17 705 13 314 3 846 545 55 7 57 207 6 10 10 13 -97 89,1 17 740 13 314 3 873 552 55 9 59 207 7 10 30 13 -97 89,1 17 858 13 314 3 968 576 55 17 67 206 8 30 5 16 -97 79,0 20 294 13 314 4 843 2 136 70 12 76 254 9 30 10 16 -97 79,0 20 356 13 314 4 905 2 136 70 18 81 254 10 30 20 16 -97 80,7 20 476 13 314 5 027 2 136 72 40 101 254 11 30 30 16 -97 80,7 20 647 13 314 5 196 2 136 72 40 101 254 12 30 40 16 -97 80,7 20 779 13 314 5 339 2 136 73 52 110 254 13 30 5 16 -98 90,8 21 914 13 314 4 496 4 104 65 10 70 238 14 30 10 16 -98 90,8 21 974 13 314 4 554 4 106 65 16 74 238 15 30 20 16 -98 90,8 22 079 13 314 4 658 4 106 65 26 82 238 16 30 30 16 -98 92,5 22 184 13 314 4 764 4 106 65 36 90 238 17 30 40 16 -98 92,5 22 291 13 314 4 870 4 106 65 46 98 238 80 7.6 Tilojen verkottuminen Koska tilojen välisen yhteistyön avulla on mahdollista alentaa kustannuksia, simuloitiin mallin avulla myös tilojen verkottumista. Yhteistyötä koskevat simuloinnit tehtiin kolmen todellisen maatilan avulla. Tilojen konekanta ja tilusrakenne selvitettiin kyselylomakkeen avulla. Lohkojen etäisyydet ja ties- tö määritettiin kuten luvussa 6.3 on kerrottu. Kuvassa 29 on esitetty simu- loinneissa käytettyjen tilojen tilusrakenne. Tilan A lohkot on merkitty punai- sella, tilan B vihreällä ja tilan C sinisellä. Talouskeskukset on kuvassa mer- kitty ympyrällä. Kuvassa on ainoastaan viljellyt lohkot, kesantolohkot jätet- tiin tarkastelun ulkopuolelle. Tilalla A oli viljelyksessä 47,8 ha, tilalla B 17 ha ja tilalla C 13 ha. Ensimmäisessä vaiheessa simuloitiin erillisten tilojen korjuu- ja varastointikustannukset. Tilalla A työskenteli kaksi henkilöä, tiloil- la B ja C yksi henkilö. Kuva 29. Tilojen välistä yhteistyötä simuloitiin kolmen maatilan avulla. En- simmäisessä vaiheessa jokainen tila simuloitiin erikseen. Toisessa vaiheessa tilat yhdistettiin, jolloin talouskeskus B toimi keskuspaikkana. (Pohjakartta © Maanmittauslaitos lupanro 131/MYY/03). 81 Toisessa vaiheessa (simulointi 4) tilat yhdistettiin. Uusi talouskeskus suunni- teltiin tilan B paikalle, koska tila on keskeisellä paikalla ja kyseisellä tilalla oli suurin kuivuri. Konekannaksi valittiin tilojen uusimmat ja suurimmat koneet. Esimerkiksi puimuri oli tilalta A. Yhteistyötilalla työskenteli kaksi henkilöä. Tilan A kustannus kiloa kohden oli 65,6 €/tonni (tauluko 20). Tilalla B kus- tannus oli 92,5 €/tonni ja tilalla C 116 €/tonni. Vaikka tilan A konekanta oli uusin ja kiinteät kustannukset korkeimmat, kustannukset olivat huomattavasti alhaisemmat viljatonnia kohden kuin muilla tiloilla. Tämä johtui tilan A suu- rimmasta pinta-alasta, jolloin kustannukset jakautuivat isomman viljamäärän kesken. Tilan A työtunnit olivat huomattavasti korkeammat kuin tilojen B ja C, koska tilalla työskenteli kaksi henkilöä. Työtunnit koostuivat traktorin ajosta ja kuorman täyttymisen odotusajasta. Tilat B ja C olivat viljelyalaltaan ja konekannaltaan lähes saman suuruiset. Kuitenkin tilalla C kustannus oli huomattavasti korkeampi kuin tilalla B. Pienillä tiloilla muutamankin hehtaa- rin vilja-alan lisäys alentaa merkittävästi kilokohtaista kustannusta. Taulukko 20. Tilojen yhteistyötä koskevien simulointien tulokset. Tilojen välisellä yhteistyöllä korjuu- ja varastointikustannus aleni 53,8 eu- roon/tonni. Olemassa oleva konekapasiteetti riitti hyvin uuden verkostotilan tarpeisiin. Ajallisuuskustannus ja kiinteät kustannukset eivät nousseet tilan A tasosta merkittävästi. Simulointien mukaan pienimmät tilat hyötyivät eniten yhteistyöstä. Esimerkiksi tilan C kustannus puolittui yhteistyön ansiosta. Malli ei ota huomioon yhteistyön tarjoamaa työvoiman käyttömahdollisuutta tiloille. Esimerkiksi tila A voisi hyödyntää pienempien tilojen ammattitaitoi- sia henkilöitä. Joissain tilanteissa sillä saattaa olla paljonkin merkitystä. 7.7 Kuivaus- ja säilöntämenetelmien vertailu Noin 90 % Suomen viljasadosta varastoidaan kuivana (Klemola ym. 1994). Ylivoimaisesti yleisin viljan käsittelytapa ennen varastointia on lämminilma- kuivaus. Kuivattua viljaa voidaan käyttää leipäviljana, siemenenä, rehuna tai S im ul oi nt i Til a V ilj el ty p in ta -a la , h a K us ta nn uk se t, €/ t K ok on ai sk us ta nn uk se , € K iin te ät ku st an nu ks et , € M uu ttu va t k us ta nn uk se t, € A ja lli su us ku st an nu s, € P ui nt itu nn it T ra kt or i 1 tu nn it T ra kt or i 2 tu nn it Työtunni t K ui va us tu nn it 1 A 47,8 65,6 10 015 5 756 3 447 811 43 5 4 34 282 2 B 17 92,5 5 336 4 271 1 029 35 15 1 1 2 88 3 C 13 116,0 5 247 4 457 763 28 12 1 1 2 47 4 Yht. 77,8 53,8 13 347 6 334 5 199 1 813 69 11 4 71 290 82 teollisuuden raaka-aineena. Nykyiset lämminilmakuivurit voidaan automati- soida, joten kuivaus on mahdollista hoitaa vähällä ihmistyöllä. Tämä vähen- tää kustannuksia korjuukauden aikana. Toisaalta kuivuri on suuri investointi ja sen käyttöaika vuodessa on lyhyt. Uusien suurten kuivurien käyttöaikaa vuodessa onkin järkevää lisätä rahtikuivauksen avulla. Kuva 30. Usein laajentavan tilan ei kannata uusia koko viljan varastointiketju- aan, vaan hankkia lisää kapasiteettia olemassa olevan rinnalle. Joskus tuo- resäilöntä sopii tähän, joskus esimerkiksi kuvassa oleva vaunukuivuri. (Kuva: Pasi Suomi) Lämminilmakuivaukselle on myös vaihtoehtoja. Viljansa pääosin itse käyttä- vän karjatilan on mahdollista varastoida rehuvilja tuoresäilönnän tai kyl- mäilmakuivauksen avulla. Tuoreena varastointi perustuu joko happamuuteen, ilmatiiviyteen tai molempiin (Ekström ym. 1973, Pokki 1982, Huhtanen 1984, Ekström 1992, Klemola ym. 1994). Hapettomassa tilassa tai happa- massa ympäristössä pH:n ollessa neljän tienoilla viljaa pilaavat mikro- organismit eivät viihdy. Hiivasienten ja maitohappobakteerien toiminta sen sijaan jatkuu, mutta niiden aineenvaihduntatuotteet eivät pilaa viljaa. Tuoree- na säilötty vilja ei pölyä ja rikkakasvien siemenet hukkakaura mukaan luettu- na menettävät itävyytensä. Haapala ym. (2001) ja tämän kirjoituksen luku 5.7 käsittelevät tuoresäilöntämenetelmiä yksityiskohtaisemmin. Vaikka edellisellä mallilla oli jo simuloitu tuoresäilöntämenetelmiä (Haapala ym. 2001), simuloinnit oli mielenkiintoista toistaa uudella mallilla. Vertailus- sa mukana olivat: kuumailmakuivaus, lämminilmakuivaus, kylmäilmakuiva- us, murskesäilöntä, jyväsäilöntä sekä ilmatiivissäilöntä. 83 Luvussa 5.6 on käsitelty lämminilmakuivurien teknisiä ratkaisuja sekä niiden investointikustannukset. Kuvassa 31 on esitetty kylmäilmakuivauksen ja tuoresäilöntämenetelmien investointikustannukset. Iso (120 ha viljaa) kyl- mäilmakuivuri on kallis hankkia, koska puhaltimien tehontarve on niin suuri, että niitä joudutaan käyttämään dieselmoottoreilla. Myös täytön ja tyhjentä- misen koneellistaminen on kallista. Murskesäilönnän ja ilmatiiviin säilönnän investointikustannukset ovat huomattavasti korkeammat kuin jyväsäilönnän. Jyvä- tai murskesäilöntä on kuitenkin toisinaan mahdollista toteuttaa käyttäen hyväksi jo olemassa olevia rakennuksia ja silloin kustannukset ovat selvästi alemmat. Kuivaus- ja säilöntämenetelmien vertailun lähtökohta oli 120 hehtaarin tila, jolla oli 72 ha ohraa ja 48 ha kauraa. Tilan tilusrakenne oli sama kuin herk- kyystarkasteluissa. Tilalla oli 39 lohkoa ja simuloinneissa käytettiin liitteen 1 parametreja (2 henkilöä, 2 traktoria ja peräkärryä, kuivurien ikä 2 v). Kuva 31. Kylmäilmakuivauksen ja tuoresäilöntämenetelmien investointikus- tannukset 120 ha:n viljapinta-alalle. Alipaineisen kuumailmakuivurin simuloinneissa parametrit päivitettiin luvun 5.3 kuivurimittausten perusteella. Mittauksissa kuivausaika 60 m3 kuivurissa ohralle ja kauralle oli keskimäärin 7 tuntia, viljan alkukosteuden ollessa 18 – 29 %. Koska mallissa voitiin käyttää enintään 30 m3 kuivuria, jouduttiin tä- mänkokoisen kuivurin teho arvioimaan. Koska 30 m3 kuivurin elevaattorin, uunin ja polttimen teho oli puolta pienempi kuin 60 m3 kuivurissa, voitiin olettaa että 30 m3 kuivurin kokonaiskuivausaika olisi myös 7 tuntia. Kuivu- rimittausten perusteella polttoaineen kulutuksen oletettiin olevan 20 % alem- pi verrattuna normaaliin kuivuriin. 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 K yl m äi lm ak ui va us M ur sk es äi lö nt ä Jy vä sä ilö nt ä Ilm at iiv is sä ilö nt ä € (a lv , 0 % ) Varastorakennus TRS koneet 84 Edellä esitettyjen tietojen perusteella malliin rakennettiin osat, joiden avulla oli mahdollista tutkia kuumailmakuivauksen vaikutusta korjuukustannuksiin. Normaalikuivaus kesti 11,7 tuntia (täyttö, kuivaus, jäähdytys ja tyhjennys), viljan kosteuden ollessa 25 %. 30 m3 lämminilmakuivurissa öljynkulutus kuivauksessa oli 34 l/h. Kun itse kuivaus erää kohden kesti 9,36 tuntia, öljyä kului yhteensä 318 litraa. Kuumailmakuivurissa erän kuivausaikana oli yh- teensä 7 tuntia, josta kuivauksen oletettiin olevan päällä 5 tuntia. Kun öljyn kulutus kuumailmakuivurissa on 20 % alhaisempi normaaliin kuivuriin ver- rattuna, on sen kuivauksessa kulunut öljymäärä 0,8*318 l = 255 litraa. Täl- löin kulutus kuivaustunnissa oli (255 l / 5 h) =51 litraa. Kuvassa 32 on esitetty kuivaus- ja säilöntämenetelmien simulointitulokset. Normaalin lämminilmakuivauksen korjuu- ja varastointikustannus oli suurin. Käytettäessä korkealämpöistä alipainekuivausta kokonaiskustannus oli hie- man alhaisempi kuin normaalin lämminilmakuivauksen. Tämä johtui alhai- semmista investointikustannuksista (pois lukien esimerkkikuivaamo 2) ja muuttuvista kustannuksista. Muuttuvien kustannusten säästö johtui pienem- mästä polttoöljyn kulutuksesta. Verrattaessa esimerkkikuivaamoita 1 ja 2, kuivaamossa 2 käytettiin korkean lämpötilan alipainetekniikkaa, muuten rakenne oli sama molemmissa. Vaikka kuivaamon 2 investointikustannus oli hieman kalliimpi, alhaisempien muuttuvien kustannusten ansiosta kustannuk- set olivat alemmat. Kuivaamot 4-5 ovat selvästi muita edullisimpia, mutta niiden käyttöominaisuudet eivät ole yhtä hyvät, koska siiloja on vähän ja niiden tyhjennys ei ole yhtä helppoa kuin muissa esimerkkikuivaamoissa. Kuva 32. Kuivaus- ja tuoresäilöntämenetelmien korjuu- ja varastointikus- tannukset 120 ha:n viljapinta-alalla. Luvussa 5.6 on esitetty kuivaamoiden tekniset ratkaisut tarkemmin. 85 Investointikustannuksen herkkyyttä eli vaikutusta kokonaiskustannukseen kokeiltiin alentamalla normaalin kuivaamon (1) hankintahinta 160 000 euros- ta 135 000 euroon. Tämä siksi, koska tiedettiin markkinoilla olevan halvem- piakin kuivaamoja, kuin mitä simuloinneissa on käytetty. Tällöin kokonais- kustannus laski 118 eurosta 109 euroon tonnia kohden. Simulointien mukaan lämminilmakuivurien ja kylmäilmakuivurin ajallisuus- kustannukset olivat samat. Voisi olettaa, että alipaineistettujen kuumailma- kuivureiden ajallisuuskustannus olisi tehokkuuden ansiosta pienempi. Näin ei kuitenkaan ollut, koska normaalikuivuri ja kylmäilmakuivuri ehtivät kuivata ja varastoida viljan yhtä nopeasti kuin alipainekuivurit. Kylmäilmakuivauk- sen muuttuvat kustannukset nostivat sen kokonaiskustannuksia. Tällä tila- koolla (120 ha) se on epäkäytännöllinen ratkaisu, koska viljaa joudutaan siir- tämään kuivauslaareista varastoon ja se nostaa kustannuksia. Verrattaessa tuoresäilöntämenetelmien kustannuksia, ilmatiivissäilöntä oli tällä tilakoolla edullisin. Kiinteät kustannukset ovat samaa tasoa kuin murs- kesäilönnässä, mutta ilmatiiviin säilönnän muuttuvat kustannukset ovat alhai- semmat. Märkänä vuonna viljan liiallinen kosteus saattaa olla este ilmatiiviil- le säilönnälle. Jyväsäilönnän kiinteät kustannukset ovat alhaisimmat, mutta propionihappo nostaa kokonaiskustannuksia. Maatilalla saattaa olla mahdol- lista toteuttaa jyvä- tai murskesäilöntä pienin investoinnein, mikäli varastona voidaan hyödyntää olemassa olevia rakennuksia. Tätä mahdollisuutta ei ole näissä laskelmissa käytetty. Murskesäilönnän etuna on, ettei viljaa tarvitse jauhaa tai litistää varastoinnin jälkeen, toisin kuin jyvä- tai ilmatiiviissä säilönnässä. Lisäksi viljan korjuu voidaan aloittaa hyvissä ajoin, koska viljan kosteuden on oltava 35 - 45 %. Laakasiiloihin investointi nostaa menetelmän kustannuksia, mutta siitä huo- limatta se on kilpailukykyinen lämminilmakuivaukseen verrattuna. Tuoresäi- löntämenetelmien alhainen ajallisuuskustannus johtuu järkevistä tuoresäilön- täketjuista ja aikaisemmasta sadonkorjuusta. Tuoresäilöntä ei kuitenkaan sovi leipä- ja siemenviljan tuotantoon, eikä kauppaan menevän rehuviljan käsitte- lyyn. 86 8 Johtopäätökset 8.1 Viljatilojen tulevaisuuden toimintamallit 8.1.1 Työvoima ja kannattavuus Ammattitaitoisen työvoiman määrä vähenee maaseudulla ja samanaikaisesti maatalouden työtehtävät tulevat yhä vaativimmiksi tilakoon kasvaessa ja tuotannon teknistyessä. Tämä tarkoittaa sitä, että pätevän työvoiman saanti viljatilojen työhuippujen ajaksi tulee vaikeutumaan tulevaisuudessa. Toisaal- ta viljantuotannon heikko kannattavuus on monilla tiloilla esteenä ulkopuoli- sen työvoiman palkkaamisen. Tehokkaamman teknologian ja automatiikan käyttöönotto on yksi ratkaisu työvoimapulaan. Suurempien perävaunujen hankinta tai viljankuivaamon automatisointi ovat esimerkkejä tästä. Vaikka tuotannon kiinteät kustannuk- set näin nousevatkin, on tämä kuitenkin usein edullisempi vaihtoehto kuin lisätyövoiman palkkaaminen. Toisaalta paraskaan automaatio ei pysty aina korvaamaan hyvää työntekijää. Viljantuotannon pääomakustannukset ovat korkeat. Kaikkea ei kuitenkaan tarvitse omistaa itse. Tilojen verkottuminen tarjoaa usein hyvät mahdollisuu- det kiinteiden kustannusten jakamiseen. Edellisellä simulointimallilla tehdyt simuloinnit osoittivat, että urakoijan käyttö puinnissa on edullista yllättävän isollakin tilalla (Haapala ym. 2001). Tämän tutkimuksen simulointien mu- kaan kolmen tilan yhteistyö puinnissa ja kuivauksessa toi huomattavia kus- tannussäästöjä varsinkin pienimmille tiloille, vaikka kuljetukset tilojen välillä lisääntyivät. Verkottumisen avulla osakkaat pääsevät hyötymään uusista tek- nologioista ja he voivat tarjota ammattitaitoaan koko verkon käyttöön. Pienet tilat hyötyvät eniten kiinteiden kustannusten alenemisesta ja suuret tilat mah- dollisuudesta saada ammattitaitoista kausityövoimaa. 8.1.2 Leikkuupuinti Tässä tutkimuksessa ei ole puututtu leikkuupuinnin kehittämiseen, vaan on keskitetty viljan jatkokäsittelyn ongelmiin. Leikkuupuinti ei useinkaan ole viljankorjuun pullonkaula, mikäli puimurin kapasiteetti on likimain oikein mitoitettu tilan puitavaan pinta-alaan nähden, eivätkä sääolot ole erityisen hankalat. Puintikapasiteettia voidaan nopeasti ostaa, myydä tai vuokrata, mutta toisin on viljan jatkokäsittelyn laita. Koska urakointipuimurin käyttö on laskelmien mukaan kannattavaa vielä yli 100 ha:n viljapinta-alalla, urakointipalvelujen käytön soisi lisääntyvän viljan- 87 korjuussa. Puimurin yhteisomistus on toinen tapa pienentää kiinteitä kustan- nuksia, mikäli huoltovastuu saadaan sovittua omistajien kesken. Elektroniikan ja hydrauliikan käyttö tulee varmasti lisääntymään leikkuu- puimurin hallinnassa. Muutoin tulevaisuus näyttää siltä, ettei puinnin tekno- logiaan ole tulossa suuria mullistuksia lähiaikoina. Perinteinen kohlinpuimuri on nykyään hyvin kilpailukykyinen niihin innovaatioihin nähden, joita on käsitelty lyhyesti tämän raportin luvussa 4. Puimureiden painon ja hinnan lisääntyminen on kuitenkin huolestuttavaa. 8.1.3 Tilan sisäinen viljan kuljetus Tämän tutkimusten tulosten mukaan viljan kuljetus pellolta varastointipaikal- le ei näyttäisi olevan kovin suuri logistinen ongelma. Korjuu- ja varastointi- kustannukset eivät simulointien mukaan nousseet merkittävästi, vaikka joi- denkin puintilohkojen etäisyyttä varastointipaikasta kasvatettiin aina 40 ki- lometriin asti. Nykyisiin maatalousperävaunuihin mahtuu parhaimmillaan 2-3 hehtaarin viljat. Lannan- tai säilörehun ajossa joudutaan siirtämään selvästi useampia kuormia hehtaaria kohti, joten niissä kuljetuksesta tulee viljankor- juuta helpommin pullonkaula. Maataloustraktorit kulkevat 40 km/h tai liikennetraktorina jopa 50 km/h. Tiestö voi tietysti olla paikoittain niin heikkokuntoista tai mäkistä, että kes- kimääräinen ajonopeus jää huomattavan alhaiseksi. Tällöin kannattaa kun- nostaa heikoimpia tieosuuksia, jos se on kohtuullisin kustannuksin mahdollis- ta. Perävaunujen riittävän koon lisäksi tärkeää on myös niiden lukumäärä. Useamman pienemmän perävaunun kuljetusketju voi olla monesti jousta- vampi kuin parin ison perävaunun järjestelmä. Perävaunut ovat melko edul- lista välivarastotilaa ennen viljan varastokuntoon saattamista. Kun leikkuupuimureiden tehokkuus kasvaa ja lohkoja otetaan käyttöön yhä kauempaa varastointipaikasta, joudutaan viljankuljetuksen logistiikkaa tehos- tamaan. Vaihtolavajärjestelmä on yksi ratkaisu, jossa tarvitaan vain yksi pe- rävaununrunko akseleineen ja pyörineen. Tällöin esimerkiksi pyörävarustuk- seen voidaan satsata normaalia enemmän. Valitettavasti vaihtolavajärjestel- mät ovat melko kalliita, joten useimmille perinteisten perävaunujen käyttö tulee halvemmaksi. Vaihtolavajärjestelmälle pitäisi olla paljon muutakin käyttöä kuin viljanajo, jotta se olisi taloudellisesti mielekäs. Jos käytetään erittäin raskaita perävaunuja tai jopa kuorma-autoa viljan kulje- tukseen, niitä ei voida ajaa pellolle maan tiivistymisriskin ja kiinnijäämisvaa- ran takia. Tällöin voidaan tarvita leikkuupuimurin ja tiekuljetusvälineen välil- le erillinen, esimerkiksi ruuvilla nopeasti tyhjennettävä siirtovaunu. Näitä käytetään Pohjois-Amerikassa melko yleisesti, koska siirrettävät viljamassat ovat suuria. 88 Kuva 33. Monella tilalla viljan kuljetusta voitaisiin tehostaa. On kuitenkin mie- tittävä, kannattaako perävaunuja suurentaa niin paljon, että niitä ei voi enää ajaa kostealle pellolle. (Kuva: Timo Lötjönen) Perävaunuihin voidaan asentaa kylmäilmapuhaltimia, jolloin niissä voidaan välivarastoida viljaa hyvinkin pitkiä aikoja ilman, että vilja alkaisi pilaantua. Näin saadaan aikaan edullinen ja helposti täytettävä ja tyhjennettävä puskuri- kuivuri. Keski-Euroopassa näissä vaunukuivureissa käytetään myös lisäläm- pöä, jolloin vilja voidaan kuivata loppuun saakka perävaunussa. Viljan kuljetuksen tehostamiseen on siis mahdollisuuksia, mutta tämän tut- kimuksen mukaan viljan kuljetus ei ole yleensä pullonkaula, mikäli perävau- nuja on tarpeeksi, niiden koko on riittävä ja tiestö on hyvässä kunnossa. Ties- tön kunnostaminen voi jossain tilanteissa olla niin kallista, että logistiikkaa kannattaa ennemmin tehostaa muilla keinoin. 8.1.4 Viljan varastointi Tilalla olemassa oleva viljan käsittelyketju ja se, että myydäänkö vilja tilalta vaiko käytetään itse rehuna, määräävät pitkälti viljan varastoinnin kehittä- mismahdollisuudet. Viljan varastoinnissa on usein enemmän vaihtoehtoja ja säästömahdollisuuksia kuin puinnissa ja kuljetuksessa. Olemassa olevaa, 89 hyvin toimivaa ja kapasiteetiltaan riittävää systeemiä ei yleensä kannata läh- teä muuksi muuttamaan. Valinnan paikka tulee silloin, kun nykyisen varas- tointimenetelmän kapasiteetti ei enää riitä laajentuvalle tuotannolle. Laajen- taako nykyistä systeemiä, ottaako joku halvempi menetelmä täydentämään nykyistä vai vaihtaako kokonaan viljan varastointimenetelmää? Tämänkin tutkimuksen mukaan viljan säilöntä tuoreena on yleensä kuivausta edullisempaa, mikäli viljan kosteus ei ole este sen jatkokäytölle. Ainakin naudat ja siat voivat hyvin syödä kuivaamatonta viljaa. Tuoresäilöttävän vil- jan puinti päästään aloittamaan aiemmin kuin kuivattavan viljan puinti, mikä saattaa lisätä korjuuketjun kapasiteettia ratkaisevasti. Ruokintalaitteissa on ollut jonkin verran toimintahäiriöitä talvella kosteaa viljaa käytettäessä, mutta ketjun osien oikealla valinnalla ne voidaan välttää (Palva & Siljander-Rasi 2003). Ruokintalaitevalmistajien toivoisi huomioivan laitekehittelyssään nykyistä paremmin myös kostean viljan. Tuoreen viljan varastointi- ja ruokintaketjuja ei monestikaan ole mahdollista saada toimimaan yhtä automaattisesti kuin viljan kuivausta ja kuivan viljan syöttöä eläimille. Esimerkiksi murskesäilötyn viljan säilöminen laakasiiloon vaatii enemmän työvoimaa kuin pitkälle automatisoidun lämminilmakuivurin käyttö. Tämä täytyy muistaa säilöntämenetelmää valittaessa. Toisaalta karja- tiloilla on yleensä enemmän työvoimaa käytettävissä kuin viljatiloilla. Valtaosa viljasta joudutaan kuivaamaan edelleen, koska kaupat eivät ota tuo- resäilöttyä viljaa vastaan. Rehuviljan ostajien ja myyjien kannattaisi verkot- tua esimerkiksi internetin välityksellä, jotta rehuviljaa ei kuivattaisi turhan takia. Toki tuoresäilötyn viljan kauppa ei ole ongelmatonta, esimerkiksi va- rastosta otettu tuore vilja ei säily pilaantumatta kovin montaa päivää. Koska viljan kuivausta tarvitaan tulevaisuudessakin, on kuivauksen säästö- mahdollisuuksia pohdittava. Suurin osa lämminilmakuivauksen kustannuksis- ta on kiinteitä, siis kuivurirakennuksesta ja –koneistosta johtuvia, joten uutta kuivaamoa hankittaessa säästöjä kannattaa etsiä näistä. Luvun 5.6 mukaan kuivaamon katosta ja seinistä luopumalla ja tinkimällä varastosiilojen mää- rästä voidaan säästää jopa 35 % kuivaamon hankintahinnasta. Tällaisessa ratkaisussa kuitenkin käyttömukavuus kärsii, joten se ei sovellu kaikille vilje- lijöille. Lämminilmakuivauksen energiankulutusta voidaan pienentää ja kapasiteettia lisätä jonkin verran nostamalla kuivausilman lämpöä. Säästö vaikuttaa kui- tenkin sen verran pieneltä, jotta muutos kannattaa usein tehdä vasta, kun kui- vuriuuni tai koko kuivaamo vaihdetaan uuteen. Tämän tutkimuksen mukaan lähitilojen yhteisesti omistama leikkuupuimuri ja kuivuri, toisin sanoen verkottuminen, tuo merkittäviä säästöjä viljankor- juuseen ja varastointiin. Vaikka viljakuormien siirtäminen tietä pitkin lisään- 90 tyykin, kustannukset tulevat takaisin kiinteiden kustannusten jakaantuessa laajemmalle pinta-alalle. Kaikkea ei enää tarvitse tehdä yksin, vaan verkos- tolla on joustavasti käytössään ammattitaitoista työvoimaa. Samalla saadaan suurempia viljaeriä myyntiin, jolloin voidaan säästää rahtikuluissa. Keskitetyssä kuivauksessa viljankuivauksen tekee siihen erikoistunut yritys. Tällöin viljan kuivauksen ja usein myös markkinoinnin taloudellinen riski on kuivausyrittäjällä ja viljelijä saa viljastaan vastaavasti alemman hinnan. Toi- mivia esimerkkejä keskitetystä kuivauksesta on Suomessa alueilla, joilla on paljon lähekkäin suhteellisen pieniä rehuviljan viljelijöitä. Oleellista on, ett- eivät viljan kuljetusmatkat kuivaamolle ole liian pitkiä, joten koko maan rat- kaisu ei tämäkään toimintamalli ole. 8.2 Mallintaminen tutkimusmenetelmänä Malli on epätäydellinen ja yksinkertaistettu kuva reaalimaailmasta. Mallin- taminen sopii hyvin tilanteisiin, joissa todellisen koejärjestelyn laatiminen olisi mutkikasta ja kallista. Esimerkiksi vertailukelpoisten, todellisten viljan- korjuu- ja varastointiketjujen laatiminen yhdelle maatilalle ei olisi käytännös- sä mahdollistakaan. Mallinnusmenetelmän käyttö tosin edellyttää, että luotet- tavia lähtötietoja on riittävästi saatavilla. Monet reaalimaailman ilmiöt ovat edelleen liian vähän tutkittuja, jotta niistä voisi laatia tarpeeksi luotettavan mallin. Tutkimuksen tavoitteet pitäisi olla tarkasti tiedossa, ennen kuin mallia aletaan rakentamaan. Tavoitteista määräytyy mm. se mitä prosessin virtoja aletaan mallittaa, mitkä kohdat on syytä rakentaa mahdollisimman tarkasti ja missä voidaan mahdollisesti tyytyä hieman vähempään tarkkuustasoon. Myös mallin rajaaminen on oleellista. Kannattaa rakentaa malli niin, että se kuvaa keskeisimpiä prosesseja mahdollisimman realistisesti ja yhdenmukai- sella tarkkuustasolla. Ytimen reunoilla ja ulkopuolella olevien prosessien kuvaus voidaan tehdä kevyemmin tai niitä voidaan jättää kokonaan mallin ulkopuolelle. Tämä edellyttää sitä, että ollaan varmoja kyseisten prosessien vähäisestä vaikutuksesta lopputulokseen. Näin resursseja säästyy oleellisten kysymysten ratkomiseen. Tässä mallissa esimerkiksi peltojen perusmuokkaus jätettiin kokonaan mallin ulkopuolelle ja kylvöstä mallitettiin vain eri viljala- jien/lajikkeiden kylvöpäivät. Mallinnusta tekevien henkilöiden pitää hallita mallinnettavat prosessit myös käytännössä, ettei mallin olennaisia kohtia yksinkertaisteta liikaa. Pelkkä kirjallisuuden tietojen yhteen kokoaminen voi johtaa pahastikin harhaan, mikäli puuttuu tietämys ilmiöiden toiminnasta reaalimaailmassa. Mallinnuk- seen tulisi aina osallistua useamman henkilön tutkimusryhmän, jotta mallin- 91 tajan henkilökohtaiset ominaisuudet ja näkemykset eivät ohjaa liikaa mallin rakentumista. Erityisen tärkeää tämä on validointivaiheessa. Matemaattista mallinnusta on tehty paljon taulukkolaskinohjelmilla. Siinä on yleensä yhdellä silmäyksellä nähtävissä lukuisa joukko lähtötietojen ja tulos- ten arvoja. Myös tulosten graafinen esittäminen on helppoa. Sen sijaan eri tekijöiden välisten riippuvuussuhteiden selvittäminen on työläämpää, koska ne on piilotettu laskentasolujen sisään kaavoiksi ja ovat nähtävissä vain yksi kerrallaan. Taulukkolaskimella saadaan helposti aikaan staattinen malli, jois- sa lähtö- ja lopputietojen suhteet ovat kiinteät, ts. laskenta tapahtuu vain ker- ran. Dynaamisen mallin luominen taulukkolaskimella on vaikeampaa. Tau- lukkolaskinmalli sopii hyvin mm. taloudellisten mallien laadintaan, joissa käytetään paljon keskiarvolukuja ja vakioita, eikä satunnaisilla tapahtumilla ole niin suurta merkitystä. Varsinaisissa mallinnusohjelmissa mallinnettava prosessi ja siinä olevat riip- puvuussuhteet kuvataan usein graafisilla symboleilla. Tällöin prosessin toi- minnasta saa nopeasti kokonaiskäsityksen. Malli on yleensä helppo tehdä dynaamiseksi, koska aika on mallinnusohjelman perusmuuttuja. Mallinnuk- sen aikajänne ja laskentataajuus voidaan melko vapaasti valita (esimerkiksi kesto 1 vuosi, laskenta kerran minuutissa). Tällöin edellisen laskentakierrok- sen tulokset vaikuttavat seuraavan kierroksen tuloksiin ja satunnaiset tapah- tumat pystytään ottamaan paremmin huomioon kuin staattisessa mallissa. Dynaamisen mallin lähtötietoina voidaan käyttää esimerkiksi todellista sää- aineistoa tai todellista karttojen mukaista tilusrakennetta. Samoin voidaan tutkia, mitä systeemin toimintaan vaikuttaa tiettynä aikana sattunut konerikko tai tapaturma. Tuloksena saadaan yksittäisten loppuarvojen lisäksi tietoa muuttujien hetkittäisistä arvoista. Näin esimerkiksi systeemin pullonkaula- paikkojen selvittäminen on mahdollista. Dynaamisella mallilla on myös joitakin haittapuolia staattiseen malliin verrat- tuna. Mallintajan on opeteltava uudenlainen kieli, vaikkakin mallinnusohjel- mistojen graafiset käyttöliittymät ovatkin melko helppoja käyttää. Dynaami- nen malli on yleensä hitaampi rakentaa kuin taulukkolaskinmalli, koska muuttujien väliset suhteet täytyy aikamuuttujan vuoksi määritellä tarkemmin. Dynaamisesta mallista voi tulla myös hankala modifioitava, mikäli muunnos- tarpeita ei pidetä riittävästi mielessä mallin rakennusvaiheessa. Vaikka dynaamisella mallilla voidaankin matkia todellisuutta melko tarkasti, niin on selvää, että todellisuudessa tapahtuu merkittäviä asioita, joita ei pys- tytä mallinnuksella ennakoimaan. Toisaalta mallin yleistettävyyden kannalta voi olla hyväkin, ettei siinä voida ottaa huomioon kaikkia erityistilanteita. Viljankorjuu- ja varastointimallin dynaamisuuden avulla nähtiin mm. se, että sadonkorjuuajan säällä on merkittävä vaikutus kustannuksiin, mutta toisaalta 92 epäedullisen tilusrakenteen vaikutus näyttäisi olevan pienempi kuin aiemmin on arvioitu. Näitä asioita on staattisella mallilla melko vaikea tutkia. Eräs mallinnuksen merkittävä hyöty on, että se paljastaa asioita, jotka kaipai- sivat lisätutkimuksia. Mallinnuksen aikana systeemin kaikki osat ja niihin vaikuttavat tekijät on näet käytävä tarkasti läpi. Viljankorjuu- ja varastointi- mallin rakentamisen aikana selvisi esimerkiksi se, ettei puimurin kapasiteettia ole tutkittu riittävästi kosteaa viljaa puitaessa. Mallintaminen on tutkimusme- netelmä, jonka avulla tutkittavasta ilmiöstä saadaan helposti kokonaiskäsitys. Mallintaminen ei silti koskaan voine kokonaan korvata käytännön kokeita, vaan nämä eri tutkimusmenetelmät on nähtävä toisiaan täydentävinä. 8.3 Ensisijaiset kehittämiskohteet 8.3.1 Leikkuupuimurin ongelmallinen paino ja hinta Koneiden myyntitilastot kertovat, että leikkuupuimureiden kokoluokitusta on aina aika ajoin muutettava ylöspäin. Pienin luokka häviää ja suurimman luo- kan sijaan on luotava uusi, vielä suurempi luokka. Sama kehitys koskee lähes kaikkia peltotyökoneita. Keskikokoinen puimuri painaa säiliö täynnä viljaa 8 000 – 9 000 kg ja suuri puimuri 13 000 – 16 000 kg. Liikuttaessa märällä savimaalla ei pitäisi ylittää 5 000 kilon akselipainoa. Keskikokoiset puimurit ovat aivan ylärajan tuntumassa ja suuret puimurit ylittävät rajan selvästi. Kuva 34. Aina puintisäät eivät ole näin kuivat, jolloin uhkana on maan tiivis- tyminen. (Kuva: Pasi Suomi) 93 Samaan aikaan maaperätieteilijät yrittävät kertoa, kuinka maan kasvukunto heikkenee tiivistymisen ja yksipuolisen viljelyn seurauksena. Tiivistynyt maa ei läpäise vettä, eikä se toisaalta pysty pidättämään vettä kuivan kauden va- ralta. Kasvien juuret eivät pysty kasvamaan kivikovassa maassa. Renkaita suurentamalla estetään näkyvien pyöränurien muodostuminen, mutta ne eivät estä maan pinnan alla tapahtuvaa jankon tiivistymistä. Leikkuupuimuri ja kuivuri ovat viljatilan kalleimmat investoinnit. Investoin- nit joudutaan nykyään tekemään luottaen siihen, että viljantuotannon tukitaso ei oleellisesti laske. Vain hyvin harvat tilat pystyvät hyvänäkään vuonna kat- tamaan edes muuttuvat kustannukset viljan myyntituloilla, joten puimuri kuin kuivurikin on maksettava kokonaan tukirahoilla. Samasta summasta pitäisi riittää rahaa myös omaan palkkaan, koska työ luetaan kiinteäksi kustannuk- seksi. Viljelijä joutuu ottamaan investointeja tehdessään suuria riskejä, koska tuet ovat poliittisia päätöksiä ja päätökset ovat voimassa enintään 4 – 5 vuot- ta. Tuo aika ei riitä investointien kuolettamiseen. Jos taloudessa tapahtuu selkeä käännös huonompaan suuntaan, leikkuupuimurin voi vielä myydä, mutta kuivurin myyminen onkin jo vaikeampaa. Kun lähtötietoja haettiin puinnin mallinnukseen, havaittiin että leikkuu- puimureiden puintitehoa ja -tappioita ei ole juurikaan tutkittu märällä viljalla (kosteus > 25 %). Tätä tietoa tarvittaisiin, jos tuoresäilöntämenetelmät ja tuoreen viljan puinti yleistyvät. Tässä raportissa viitataan McLeod-sadonkorjuujärjestelmään, jossa tähkät korjataan pois pellolta halvalla, traktorin vetämällä korjuukoneella. Puimaton ja puhdistamaton massa kuljetetaan talouskeskukseen, jossa se puidaan säh- kömoottorin käyttämällä puimakoneella. McLeod-järjestelmä edustaa uutta ajattelua, joka tarjoaisi mahdollisuuden vähentää tiivistymisriskiä ja alentaa kustannuksia. Järjestelmän toimivuutta ja kustannuksia skandinaavisissa oloissa ei ole kuitenkaan tutkittu. 8.3.2 Viljan hinnan ja laatuvaatimusten ristiriita Ehdotukset viljan korjuukustannusten alentamisesta ja toisaalta vaatimukset viljan laadun ylläpitämisestä – jopa nostamisesta ovat ristiriidassa. Kun viljaa on käsiteltävä entistä suurempina erinä, laadultaan erilaisia eriä ei enää voida pitää samalla tavoin erillään kuin ennen. Käsittely ja varastointi pieninä erinä on kiistatta kalliimpaa kuin suurina. Ajallisuuskustannus on alentunut ja siksi on taloudellisesti järkevää lisätä kapasiteetin käyttöastetta. Korjuukausi pite- nee, jolloin viimeiset erät ovat entistä kauemmin sään armoilla. Rehuviljaa viljelevien kannattaa vakavasti harkita tuoresäilöntävaihtoehtoja kuivauksen sijaan. On siis yhä vaikeampaa taloudellisesti perustella kalliita käsittelytapo- ja sillä, että jos vilja kuitenkin kelpaisi leipäviljaksi tai mallasohraksi. Viljan 94 alhainen hinta houkuttelee myös käyttämään viljaa energian tuotantoon, jos siten saa viljasta paremman korvauksen kuin toimittamalla sen kauppaan. Vaikka monet asiat uhkaavat viljan laatua, on toisaalta tunnustettava, että hyvä laatu on myös viljelijän etu. Ei ole mitään järkeä tuottaa viljaa, jota ei kukaan halua ostaa. Huono laatu voi johtaa siihen, että viljan käyttäjien kiin- nostus ostaa kotimaista viljaa hiipuu. Voiko ongelmaan olla muuta ratkaisua, kuin entistäkin jyrkempi laadun hintaporrastus? 8.3.3 Erikoisalana rehuviljan tuotanto Rehuviljan viljelyllä ei ole samaa statusarvoa kuin leipäviljan tai mallasohran viljelyllä. Viljanviljelijät valitsevat lajikkeet ja viljelymenetelmät yleensä siten, että tähtäimenä on rehuviljaa arvostetumpi ja myös jonkin verran ar- vokkaampi lopputuote. Jos tavoitteeseen ei päästä, vilja myydään rehuksi. Koska rehuviljan tuotannossa onnistumista mitataan osin eri kriteereillä kuin leipäviljan tai mallasohran tuotannossa, rehun tehokas ja taloudellinen tuot- taminen on jäänyt taka-alalle. Jos vilja säilöttäisiin esimerkiksi murskesäilön- tämenetelmää käyttäen, voitaisiin käyttää satoisimpia, myöhäisiä lajikkeita, koska vilja pitää puida kosteana. Puintiin voisi käyttää erinomaisesti tehokas- ta vuokrapuimuria, koska säilönnän vastaanottokapasiteetti on helppo saada vastaamaan korjuukapasiteettia. Myös ruokintaketju on mahdollista rakentaa automaattiseksi nykyisellä tekniikalla, kun käytetään jyväsäilöttyä tai ilmatii- viisti säilöttyä viljaa. Murskesäilötty vilja soveltuu puolestaan hyvin aperuo- kintaan. Jotta rehuviljan tuoresäilöntämenetelmät voisivat yleistyä, viljan varastointiin tarvittavien siilojen rakentamiseen ja murskemyllyjen hankintaan pitäisi myöntää vastaavia investointitukia kuin on myönnetty kuivureiden rakenta- miseen. Tuki pitäisi mahdollisesti ulottaa jopa liemiruokintalaitteisiin tai apevaunuihin, koska säilöntätavan muutos vaikuttaa myös ruokintamenetel- mään. Tukia pitäisi myöntää myös viljatiloille, jotka myyvät tuottamansa viljan rehuksi karjatiloille. Investointitukien myöntäminen pelkästään läm- minilmakuivureiden rakentamiseen pitää yllä käsitystä, että vain kuivaaminen olisi hyväksyttävä ja kannatettava viljan säilöntätapa. On ehkä aikaista olla huolissaan toimivista tuoreen viljan markkinoista. Kos- ka ei ole tarjontaa, ei ole kysyntääkään. Jos ja kun markkinat aikanaan synty- vät, ostaja ja myyjä kohdannevat toisensa ilman mainittavampaa organisoin- tiakin, koska tuoreviljan tuottajan ja käyttäjän on sijaittava lähellä toisiaan. Säilöstä otettu vilja ei nimittäin säily pitkään hyvälaatuisena. Kevyt organi- saatio ja lyhyet kuljetukset ovat kuitenkin kaikkien etu. Markkinoiden raken- tamisen sijaan pitäisikin kehittää rehuviljan tuotannon sopimustoimintaa. 95 8.3.4 Aktiivinen kustannusseuranta - joutokäynti pois Vielä jokin vuosi sitten oli selvästi nähtävissä, miten suomalainen ja ruotsa- lainen kustannustietoisuus eroavat toisistaan. Suomessa Käytännön Maamies- lehti järjesti viljelykilpailuja, joissa ratkaisi vain sadon määrä. Ruotsissa Lantmannen lehdessä oli itsestään selvää suhteuttaa sadon määrä tuotanto- kustannuksiin. Onneksi ruotsalainen ajattelu on nyt rantautunut myös Suo- meen. Voittajalta edellytetään hyvää kustannustietoisuutta, kykyä huolehtia maan kasvukunnosta ja viljelytekniikkakin pitää hallita. Ruotsalaiset osaavat esittää myös täsmällisesti lukuina, kuinka paljon tuotan- toon voi olla sidottu pääomaa (kruunua/ha) ja kuinka paljon voidaan tehdä työtä, että vehnäkilon tuottaminen olisi taloudellisesti kannattavaa. Vaikka laskelma olisi teoreettinenkin, se toimii kuitenkin mittapuuna, johon viljelijä voisi suhteuttaa omat investointinsa. Kirjanpitotila-aineistoa pitäisi hyödyn- tää siten, että sieltä poimitaan tilat, jotka pystyvät tuottamaan viljaa selvästi alle keskimääräisten kustannusten. Näitä tiloja tutkimalla on varmasti löydet- tävissä yhteisiä tekijöitä, jotka voivat toimia esimerkkinä muille. Suomalaista maataloutta moitittiin takavuosina yli-investoinnista ja tutki- muksissa todettiin koneiden käyttömäärät alhaisiksi. Nyt olisi sopiva aika selvittää, onko viljan hinnan lasku ja ajallisuuskustannuksen pieneneminen realisoitunut parempana kapasiteetin käyttöasteena. Tilakoon kasvun pitäisi vaikuttaa samaan suuntaan kuin ajallisuuskustannuksen aleneminekin. Onko löysät jo karsittu pois ja voidaanko puheet joutokäynnistä lopettaa? 96 9 Kirjallisuus Aaltonen, J., Järvenpää, M., Klemola, E. & Laurila, I. P. 1999. Viljan korjuu-, kuivaus- ja logistiikka kustannukset Suomessa. Maatalouden taloudellinen tutkimuslaitos. Selvityksiä 2/1999. Helsinki: MTTL. 22 s. Ahokas, J & Koivisto, K. 1983. Energiansäästö viljankuivauksessa. Vakolan tutkimusselostus 31. Vihti: Valtion maatalouskoneiden tutkimuslaitos. 89 s. ISSN 0506-3841. Ala-Mantila, E., Riepponen, L. 1998. Maatalouden tuotantokustannukset Suomessa. Maatalouden taloudellisen tutkimuslaitoksen tutkimuksia 222. Helsinki. 120 s. Antti-Teollisuus Oy 2001. Kirjallinen tiedonanto 27.07.2001. Bure, J. 1988. The characteristics of grain dust and the prevention of grain dust explosions in silos. In: Multon, J., L. (ed.), Reimbert, A., M., Marsh, D. and Eydt, A. J. Paris. Preservation and storage of grains, seeds and their by-products : cereals, oilseeds, pulses and animal feed. pp. 843-880. ISBN 2-85206-436-7 Classon, K. 1983. En bok om samverkan. Examensarbete 67. Sveriges lant- bruksuniversitet. Institutionen för ekonomi och statistik. 36 s. Ekström, N., Thyselius, L., Johnsson, S., & Thomke, S. 1973. Syrabehand- ling av spannmål. Jordbrukstekniska institutet, meddelande 352. 88 s. ISBN 91-7072-013-4. Ekström, N. 1992. Lufttät lagring av fuktig foder spannmål. Jordbrukstekniska institutet, meddelande 435. Uppsala: Jordbrukstekniska institutet. 51 s. Gustafsson, L., Lanshammar, H. & Sandblad, B. 1982. En introduktion till systemanalysen. Lund : Studentlitteratur. 275 s. ISBN 91-44-18557-0 Ghaly, T. F. & Taylor, P. A. 1982. Quality effects of heat treatment of two wheat varieties. Journal of agricultural engineering research 27: 227-234. Haapala, H. 2000. Systeemianalyysi ja simulointi elintarvikeketjujen ana- lysoinnissa. In: Marttila Juha, Ahlstedt Jaana (toim.) Maataloustieteen päi- vät 2000: talous ja teknologia. Maatalouden taloudellinen tutkimuslaitos. Julkaisuja 94: 121-132. Haapala, H., Lötjönen, T., Mikkola, H., Aho, J., Sarin, H., Kivinen, T., Alako- mi, T. 2001. Viljasadon korjuu ja varastointi. Vakolan tutkimusselostus 78. Vihti: MTT. 63 s. 97 Helander, J. 2001. Kirjallinen tiedonanto. Maaseutukeskusten Liiton kehitys- päällikkö (nyk. asemapaikka Lähivakuutus-yhtiö). Holkko, E. 2002. Teollisuuskuivurihanke Etelä-Pohjanmaalle. Opinnäytetyö. Ilmajoen maatalousoppilaitos. 49 s. Huhtanen, P. 1984. Väkirehun käsittelyn ja ruokintatavan vaikutus rehun hyväksikäyttöön eri eläimillä. Helsingin yliopisto, kotieläintieteen laitoksen tiedote 2. 119 s. ISSN 0780-3044. Jaakkola, S., Saarisalo, E., Heikkilä, T. & Huhtanen, P. 2002. Ohra ja kevät- vehnä kokoviljasäilörehuna lypsylehmien ruokinnassa. Suomen maatalo- ustieteellisen seuran tiedote (2002):18, 1 s. (WWW-dokumentti) http://www.agronet.fi/maataloustieteellinenseura/julkaisut/poste/kr12jaak- kola.pdf, Julkaistu 1.1.2002, luettu 3.3.2003. Jonninen, P. 1995. Yrittäjien yhteistyöasenteet ja verkostoituminen. Liiketalo- ustieteen tutkimuslaitos. Sarja B 118. 55 s. Järvenpää, M. 1989. Leikkuupuinnin vaikutus siemenen itävyyteen. Teho 7- 8:15-17. Järvenpää, M. 1992. Korjuutekniikan vaikutus kevätvehnän itävyyteen. Työ- tehoseuran julkaisuja 327. Helsinki: TTS. 108 s. Järvenpää, M. 1998. Viljan korjuuolosuhteiden kansainvälinen vertailu. Työ- tehoseura, muistio, 4 s. Kallioniemi, M. & Peltola, A. 1988. Viljankuivausopas. Työtehoseuran julkai- suja 299. Helsinki: TTS. 125 s. Kemppainen, H. 2002. Kuivauslämpötilan vaikutus viljan itävyyteen. Opinnäy- tetyö, Laurean ammattikorkeakoulu, Hyvinkää. Kirkkari, A-M., Kallioniemi, M. ja Martikainen, J. 1998. Maatilojen välisen tuotannollisen yhteistoiminnan kehittäminen ja analyysi. Työtehoseuran monisteita 2/1998. Helsinki: TTS. 92 s. Klemola, E., Järvenpää, M. & Peltola, A. 1994. Viljansäilöntäopas. Työteho- seuran maataloustiedote 4/1994 (441). Helsinki: TTS. 15 s. Klemola, E. & Pirilä, J. 1999. Viljankorjuun kustannukset Suomessa. Työte- hoseuran maataloustiedote 8/1999, (512). Helsinki: TTS. 6 s. Klemola, E., Karttunen, J., Kaila, E., Laaksonen, K. & Kirkkari, A.-M. 2002. Lohkon koon ja muodon taloudelliset vaikutukset. Työtehoseuran julkaisu- ja 386. 48 s. Koponen, S. 2002. Kirjallinen tiedonanto 23.12.2002. Aluepäällikkö, Suomen Viljava Oy. 98 Laaksonen, K. & Pentti, S. 2001. Urakointihinnat ja konetyön kustannukset. Työtehoseuran maataloustiedote 535. 12 s. Lindberg, J.E. & Sörensson, I. 1959. Upphettnings- och torkningsförsök med spannmål förträdesvis vete. Kungl. Skogs- och Lantbruksakademiens tid- skrift. Suppl. 1. 73 s. Lundin, G. 1984. Ny skördetröskteknik. Jordbrukstekniska institutet. Medde- lande nr 404. Uppsala: Jordbrukstekniska institutet. 70 s. ISBN 91-7072- 065-7. ISSN 0368-3419 Lämminilmakehittimien ja viljankuivaamoiden paloturvallisuus. Määräys A: 47. Sisäasiainministeriö. 29 s. Maa- ja metsätalousministeriö, Tietopalvelukeskus, TIKE, Maatalouslaskenta 2000. [WWW-dokumentti]. Luettu 27.2.03 Maatalouslaskenta 2000. Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskus 2002. Helsinki. 275 s. Saatavissa myös internetissä osoitteessa: http://matilda.mmm.fi/. Maatilatilastollinen vuosikirja 1997. Maa- ja metsätalousministeriön tietopal- velukeskus, TIKE. 268 s. Maatilatilastollinen vuosikirja 2002. Maa- ja metsätalousministeriön tietopal- velukeskus, TIKE. 266 s. Maltry, W., Pötke, E. & Schneider, B. 1975. Landwirtschaftliche trocknungs- technik. 2. painos. Berlin: VEB Verlag Technik. 524 p. Mäkelä, T. & Laaksonen, K. 1990. Leikkuupuinnin työmenekki. Maatalouden työnormit –Viljanviljelyn työketjut. Työtehoseuran maataloustiedote 10/1990 (386). Helsinki. 6 s. ISSN 0782-6788 Mäkimattila, M. 1998. Kustannuserot maidon, sianlihan ja viljan tuotannossa. Maatalouden taloudellisen tutkimuslaitoksen selvityksiä 10/98.57-80. Hel- sinki. Myyrä, S. 2001. Tilusrakenteen taloudelliset vaikutukset. Maatalouden talou- dellinen tutkimuslaitos, Selvityksiä 1/2001. 30 s. Myyrä, S. 2002. Tilusrakenteen vaikutus tuotannon järjestämiseen ja kannat- tavuuteen. MTT Taloustutkimus, Tutkimuksia 253. 35 s. Palva, R. & Siljander-Rasi, H. 2003. Kuivaamaton ohra lihasikojen ruokinnas- sa - toimiva ketju siilosta ruokintaan. Työtehoseuran maataloustiedote 553. Helsinki: TTS. 6 s. 99 PAMI 1998. Modeling and comparing whole crop harvesting systems. PAMI Research Update 739. Canada: Prairie agricultural machinery institute. 8 p. Peltola, A. 1985. Energiansäästö viljan lämminilmakuivauksessa. Teoksessa: Laitinen, A., Orava, R., Peltola, A., Salasmaa, O. & Ylönen, A.-L. Energi- ansäästö viljankorjuussa. Työtehoseuran julkaisuja 272. Helsinki: TTS. s. 46-86. Peltola, A. 1988. Viljankuivurin mitoittaminen erilaisiin olosuhteisiin. Työteho- seuran maataloustiedote 3/1988, 354. Helsinki: TTS. 6 s. Peltola, A. 1989. Viljankuivauksen energiankulutus ja sen vähentämismah- dollisuudet. Työtehoseuran maataloustiedote 11/1989, 372. Helsinki: TTS. 5 s. Peltola, A. 1997. Viljaa kierrättävän lämminilmakuivurin säädöt. Työtehoseu- ran julkaisuja 355. Helsinki: TTS. 187 s. ISBN 951-788-251-3, ISSN 0355- 0710 Pokki, J. 1982. Rehuviljan ilmatiivis varastointi. Työtehoseuran julkaisuja 240. 75 s. ISSN 0355-0710. ISBN 951-788-063-4. Pro Agria Maaseutukeskusten Liitto 2002. Maatalouskalenteri 2003. Vantaa: Pro Agria Maaseutukeskusten Liitto. 245 s. Rance, L. 2001. Combine meets a rival. Farmers weekly 10.-16.08.2001. p. 66. Riepponen, L. 2003. Maidon ja viljan tuotantokustannukset Suomen kirjanpi- totiloilla vuosina 1998 – 2000. Maa – ja elintarviketalous 19. 32 s. Sairanen, M. 1998. Lisäpellon etäisyyden vaikutus viljelyn kustannuksiin ja pellon hankintahintaan. Maatalouden taloudellinen tutkimuslaitos, Selvi- tyksiä 2/198. 39 s. Sariola, J., Tuunanen, L., Eskelinen, T., Louhelainen, K. & Ripatti, T. 1992. Viljankuivauksen pölyhaitat. Dust problems in grain drying. VAKOLAn tut- kimusselostus nro 61. Vihti: Valtion maatalouskoneiden tutkimuslaitos. 78 s. ISSN 0782-0054 SFS 3860. 1988. Työpaikan ilman pölypitoisuuden mittaaminen suodatinme- netelmällä. Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto SFS. 8 s. SFS-EN 563. 1994. Koneturvallisuus. Kosketettavissa olevien pintojen läm- pötilat. Ergonomiset perusteet kuumien pintojen lämpötilan raja-arvojen määrittämiseksi. Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto SFS. 30 s. Suomala, E. 1985. Kosteuden poistuminen viljasta kuivauksen aikana. Työ- tehoseuran maataloustiedote 11/1985, (329). Helsinki: TTS. 6 s. 100 Suomala, E. 1987 a. Kuivausilman lämpötilan ja kuivurin sisäisten kuumien metallipintojen vaikutus ohran elinvoimaan viljaa kierrättävässä sekavir- taustyyppisessä kuivurissa. Helsingin yliopisto. Maatalousteknologian lai- tos. Pro gradu tutkielma. Suomala, E. 1987 b. Kuivausilmako kuumemmaksi? Teho 1:16-18. Työtehoseura 1988. Maatalouden työnormit. Työtehoseuran maatalous- ja rakennusosaston monisteita 2/1988. 157 s. Vesalainen, J. 1997. Yhteistyön mahdollisuudet - seminaari ruusun- ja kur- kunviljelijöille. Pk-yritysten yhteistyömallit. Nurmijärvi 11.9. 1997. Viljatase 2000/01. Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskus. Viljan tuotanto ja kulutus Suomessa satovuonna 2000/01. Verkkojulkaisu. Saa- tavilla osoitteessa http://tike.mmm.fi/Tilasto/viljatase2000-01.htm 10 Liitteet Liite 1. Muuttujaluettelo Viljan korjuu -ja varastointimalliin 25.9.2001 Lihavoituja arvoja käytettiin simuloinneissa. Hinnat ilman ALV:tä. Säädettävä Suositeltu Yksikkö Lähde: muuttuja säätöalue Sato Alue Varsinais-Suomi Etelä-Pohjanmaa Keski-Suomi Kasvukausi Nopea MTT:n viralliset Normaali lajikekokeet Hidas Aikaisuus Aikainen MTT:n viralliset lajikekokeet (viljalajikkeen) Keskimääräinen Pellervon iso kalenteri Myöhäinen Kylvöaika Ruis => elokuun pvm. (aloituspäivä) S. vehnä => syyskuun pvm. Keskimääräiset K. viljat => toukokuun pvm. Kosteus 18 - 24 - 30 % Voidaan määrittää viljalajeittain (puintihetkellä) tai esim. siniaalto Sato 14 % TE-keskusten keskisadot kg/ha Ohra 3440 kg/ha Kaura 3380 kg/ha Lähde: Maatilatilastolliset vuosikirjat Kevätvehnä 3410 kg/ha Syysvehnä 3620 kg/ha Ruis 2760 kg/ha Sakolukusää Kostea Ylönen 1985 (vaikuttaa leipäviljojen Normaali TTS tied. 322 sakolukuun) Kuiva Puinti Puintitunnit 2 -11 h/vrk IL:n ja MTT:n (elo-syyskuun aikana) V. 1997 - 98 säätilastot Lleveys 300 cm Liittyy tilakokoon 70 ha (puimurin pöydän lev.) 360 cm 120 ha 480 cm 200 ha Lako 0 % laossa => 1 Orava 1985, Teho 7-8 (kerroin, vaikutus 10 % laossa => 0.83 Vakolan koetuspuinnit puintinopeuteen) 50 % laossa => 0.67 Ajoaika Tyhjennys paikallaan => 0.75 Sörensen 1996 (puintiaika kokonais- Tyhjennys vauhdissa => 0.835 pellolla oloajasta) Ajonopeus max. 8 km/h (puimurin) Säiliökoko 300 => 2,8 m3 Koneviestin 1999 360 => 3,5 m3 ryhmäesittely 480 => 5,8 m3 Kuutiopaino Ruis 723 kg/m3 Pellervon (kosteus 14 %) Kaura 541 kg/m3 iso kalenteri 1998 Ohra 663 kg/m3 Syysvehnä 800 kg/m3 (+- 10% vaihtelu) Kevätvehnä 805 kg/m3 Kuljetus Kärryt 1 tai 2 kpl 30 ha 10 - 15 m3 70 ha 10 - 15 m3 Kärrykoko 10 - 15 m3 120 ha 15 - 15 m3 200 ha 15 - 15 m3 Henkilöt 1-3 kpl Traktorit 1 tai 2 kpl Maantienopeus 15 - 40 30 km/h Peltotienopeus 5 - 15 15 km/h Kaatosuppilo tilavuus = Kuivurikoko + 5 m3 Lämminilmakuivaus Puskurikuivuri 5 x 10 m3 Puskurikuivuri ON/OFF Pois/ Päällä Lämminkuivaus ON/OFF Pois/ Päällä Kuivurikoko? 8 m3 Tilakoon mukaan: 14 m3 30 ha 8 m3 18 m3 70 ha 14 m3 24 m3 120 ha 24 m3 30 m3 200 ha 30 m3 Kuivausaika Kuivurikoko, kosteus ja h Peltola 1992, TTS tied. 412 menetelmä määräävät Peltola 1988, TTS tied. 354 Jaakko viljankuivaus- opas 1982 MTT/Vakolan kuivurimittaukset LVarastonKoko Lämminilmakuivauksen käytettävissä olevan varaston kokonaistilavuus. Pakettikuivurit on mitoitettu niin, että niissä on kiinteitä pystysiiloja vain osalle peltoalasta. Esim. P-ala. =>Kuivuri+Varasto+Lisävarasto 30 ha => 8 m3, 130 m3, 65 m3 70 ha => 14 m3, 209 m3, 246 m3 120 ha => 24 m3, 340 m3, 440 m3 200 ha => 30 m3, 450 m3, 850 m3 Kylmäilmakuivaus Kylmäkuivaus ON/OFF Pois/ Päällä Täyttönopeutta ei ole mitenkään rajoitettu KylmäKkoko Kuivauslaarien yhteenlaskettu pinta-ala m2 30 ha => 135 m2 Varastoidaan 1 m paksu kerros. 70 ha => 315 m2 120 ha => 540 m2 Mitoitetaan siten, että laarialaa on 4,5 m2/ha, kun tarve olisi 6,6 m2/ha. Osassa kuivuria kuivataan useita eriä ja tämä vilja säilötään pyöreisiin terässiloihin. KylmäVarasto Tarvittavan lisävaraston tilavuus (pyöreää terässiiloa) 30 ha => 65 m3 70 ha => 150 m3 120 ha => 250 m3 Tuoresäilöntä (jyväsäilöntä, murskesäilöntä, ilmatiivissäilöntä) TrS ON/OFF Syötä tuoresäilöntämenetelmän tyyppi: 0 = Ei käytössä 1 = Murskesäilöntä muurahaishapolla laakasiiloon 2 = Jyväsäilöntä propionihapolla, lattiavarastointi 3 = Ilmatiivissäilöntä terässiiloon, ilman hapotusta 4 = Ilmatiivissäilöntä päämenetelmänä, jyväsäilöntä varalla TrSTeho Syötä tuoresäilöntäketjun teho kg/h (kuivaa viljaa). Esim. Murskemylly 5000 kg/h KV:n ryhmäesittelyt Ruuvikuljetin jyväsäilönnässä 8000 kg/h TTS 441 / 1994 Lietso ilmatiiviin säilön täytössä. 8000 kg/h TrSTilavuus Syötä tuoresäilöntäsiilojen yhteistilavuus m3. Esim. Murske- Jyvä- Ilmatiivissäilöntä 30 ha 210 210 70 ha 490 490 490 120 ha 840 840 840 200 ha 1400 IlmatTilavuus Syötä tähän ilmatiiviin siilon tilavuus m3 vain, jos käytät ilmatiiviin ja jyväsäilönnän yhdistelmää (vaihtoehto 4). Syötä TrSTilavuus-pallukkaan koko varastokapasiteetti. KaikkiViljat Syötä tähän 1, jos haluat että myös leipäviljoja voidaan tuoresäilöä, muuten 0. Pois/ Päällä Vara ON/OFF Tämä on eräänlainen "tunkio" johon ohjautuu kaikki varastoihin mahtumaton tai liian kauan kaatosuppilossa ollut vilja. Tämän tilavuus on rajoittamaton, eikä ole kustannuksia. Pois/ Päällä Kustannukset Hinnat ilman ALV. Viljan hinta Hinta ilman ALV:tä ja rahtia snt/kg Ohra 10,2 Kaura 10,6 Lähde: Keskusliikkeet 2001 Kevätvehnä 13,2 Syysvehnä 13,2 Ruis 12,9 Rehuleipäviljan hinta Hinta ilman ALV:tä ja rahtia snt/kg Kevätvehnä 12,3 Syysvehnä 12,3 Lähde: Keskusliikkeet 2001 Ruis 12,9 Traktorin koko 50 - 120 kW 1. Tr) 30 ha 50 kW 24050 € 70 ha 60 kW 29430 € Traktorin jälleenhan- 120 ha 90 kW 45410 € kintahinta Koneviestin ryhmäesittelyt 200 ha 120 kW 61560 € 2. Tr) Kaikille 50 kW 24050 € Traktorin poisto ja 18 % / vuosi => poistoaika 12 v. jäännösarvo 10% korko (tasa%-poisto) 4 % Ala-Orvola et.al. 1998 MTTL 230 Traktorin ikä 1. Tr) 5 v 2. Tr) 10 v Oman työn hinta 10,26 €/h Maatalouskalenteri 2001 (sis. sotu) Traktorityötunnin hinta 8,24 €/h Maatalouskalenteri 2001 paikalliskäytössä (ei kuljettajaa) Puimurin koko = Lleveys m Puimurin jälleenhan- Tilakoko: 30 ha 42900 € kintahinta Koneviestin ryhmäesittelyt 70 ha 42900 € 120 ha 62600 € 200 ha 102100 € Puimurin poisto ja 14 % / vuosi => poistoaika 15 v. jäännösarvo 10% korko (tasa%-poisto) 4 % Ala-Orvola et.al. 1998 MTTL 230 Puimurin ikä 2 v VuokrapuimuriON/OFF Pois/ Päällä (sis. kuljettajan) Käyttää Maatalouskalenteri 1999:n tuntitaksaa autom. l.leveyden mukaan. Perävaunun j.hankintahinta 10 m3=>3360 €,15 m3=> 5050 € , KV:n ryhmäesittelyt P.vaunujen poisto ja 9 % / vuosi => poistoaika 25 v. jäännösarvo 10% korko (tasa%-poisto) 4 % Ala-Orvola et.al. 1998 MTTL 230 Perävaunun ikä 1) 5 v. 2) 15 v. Puskurikuivurin jälleen- 50 m3 16800 € MRO 1999 hankintahinta Kuivurin jälleenhan- mk Varastoa: n.puolelle peltoalasta kintahinta (sis. varastosiilot n. ½ peltoalasta) TTS 507 30 ha 48200 € 70 ha 64300 € 120 ha 91200 € 200 ha 107300 € Kuivurin poisto ja 9 % / vuosi => poistoaika 25 v. jäännösarvo 10% korko (tasa%-poisto) 4 % Ala-Orvola et.al. 1998 MTTL 230 Kuivurin ikä 12 v Varaston koko ja hinta m3 Tilakoon mukaan: (puuttuva kapasiteetti, jotta kaikki vilja mahtuu) 30 ha 65 m3 3330 € 70 ha 246 m3 9150 € Lieriömäinen terässiilo tyhjennyskuljettimella 120 ha 440 m3 15730 € Antti-teollisuus 1999 200 ha 850 m3 28200 € Varaston ikä 12 v Kylmäilmakuivurin jälleenhankin- mk tahinta (kaava valmiiksi syötetty) TTS 441 30 ha 32000 € 70 ha 68900 € 120 ha 110900 € 200 ha VuokrakuivuriON/OFF Pois/ Päällä Käyttää Maatalouskalenteri 1999:n tuntitaksaa autom. koon mukaan. Kylmäilmakuivurin pois- 9 % / vuosi => poistoaika 25 v. jäännösarvo 10% to ja korko (tasa%-poisto 4 % Ala-Orvola et.al. 1998 MTTL 230 Kylmäilmakuivurin ikä 12 v Kylmäilmakuivurin lisävaraston koko ja hinta m3 Tilakoon mukaan: (puuttuva kapasiteetti, jotta kaikki vilja mahtuu) 30 ha 65 m3 3330 € 70 ha 150 m3 5180 € Lieriömäinen terässiilo tyhjennyskuljettimella 120 ha 250 m3 9150 € Antti-teollisuus 1999 200 ha Kylmäilmakuivurin energiakulutus (snt haihdutettua vesikiloa kohti) 2,9 snt/kg Yhden vesikilon haihduttamiseen kuluva polttoöljyn määrä* pö:n hinta. Oletetaan, että puhaltimia pyöritetään dieselmoottorilla. Polttoaineen kulutus 0,31 l/kWh (Vakolan koetusselostus 1132), kuivaushyöty 1,5 kertainen (lämmönvaihdin pakoputkistossa). Energiankulutus olkoon 0,35 kWh/kg haihdutettua vesikiloa kohti (Ahokas & Koivisto 1983). Pö:n hinta ilman ALV:tä 39,8 snt/l (joulukuu 1999). TrS koneiden hinta Esim. Hapotinruuvi+annostelulaite 3360 € Murskemylly (KV 19/1999) 7740 € Ilmat.siilon täyttöelevaattori (Kesko -99) 3360 € TrS koneiden poisto ja 14 % / vuosi => poistoaika 15 v. jäännösarvo 10% korko (tasa%-poisto) 4 % Ala-Orvola et.al. 1998 MTTL 230 TrS koneiden ikä 6 v TrS varaston hinta Varastotyyppi, € Oletus: 1 ha => 7 m3 varastoa Tilakoko Varastonkoko Murske Jyvä Ilmatiivis 30 210 20700 7900 35300 Murskesäilöntä => laakasiilo 70 490 43700 16000 40900 Jyväsäilöntä => pyöreä peltisiilo 120 840 72500 26000 47400 Ilmat.säilöntä => käytetty terässiilo 200 1400 85800 Lähteet: MRO 1999, Antti-Teollisuus 1999, Kesko 1999 TrS varaston poisto ja 9 % / vuosi => poistoaika 25 v. jäännösarvo 10% korko (tasa%-poisto) 4 % Ala-Orvola et.al. 1998 MTTL 230 TrS varaston ikä 12 v Tr työn hinta Myrskemyllyä tai lietsoa käyttävän ylimääräisen 8,24 €/h traktorin tuntikustannus. Ei tarvita jyväsäilönnässä. Maatalouskalenteri 1999 AIVhappo Keskusliikkeet 2001 0,81 €/l Propionhappo Keskusliikkeet 2001 1,62 €/l Polttoöljy Keskusliikkeet 2001 39,8 snt/l Vuokrapuimuri (sis. kuljettajan) Leikkuuleveyden mukaan: 300 cm 78 €/h 360 cm 106 €/h Maatalouskalenteri 2001 480 cm 155 €/h Vuokrakuivuri (sis. työntekijän) Tilavuuden mukaan: 8 m3 14,8 €/h 14 m3 19,7 €/h 24 m3 25,7 €/h Maatalouskalenteri 1999 30 m3 29,4 €/h Maa- ja elintarviketalous –sarjan Teknologia-teeman julkaisuja 31 Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla. Suomi ym. 100 s., 1 liite. 21 Luomusikala Suomen olosuhteissa. Kivinen. 78 s. 18 Ajettavien työkoneiden kulkuteiden turvallisuus II. Suutarinen ym. 69 s., 2 liitettä. 6 Työsuojelupanostuksen kannattavuus maataloudessa. Suutarinen ym. 80 s., 5 liitettä. 4 Digitaalikuvauksen ja vesiherkän paperin käyttö perunan ruiskutus- tutkimuksessa. Suomi & Haapala. 70 s., 5 liitettä. Maa- ja elintarviketalous 31 Maa- ja elintarviketalous 31 Teknologia Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla Pasi Suomi, Timo Lötjönen, Hannu Mikkola, Anna-Maija Kirkkari ja Reetta Palva 31 Kansi met31.pmd 21.8.2003, 13:361