Moisture sorption properties and fungal degradation of torrefied wood in storage
Kymäläinen M. (2015). Moisture sorption properties and fungal degradation of torrefied wood in storage. https://doi.org/10.14214/df.206
Tiivistelmä
Torrefioidun puun kosteusominaisuudet ja lahoaminen varastoinnin aikana Globaalia ilmastonmuutosta pyritään hidastamaan korvaamalla fossiilisia polttoaineita uusiutuvilla energianlähteillä ja tähän liittyvä tutkimus on yhä tärkeämmässä asemassa. Suomessa puuta on perinteisesti hyödynnetty biopolttoaineena ja sen ominaisuudet tunnetaan hyvin. Puulla, kuten kaikilla selluloosapohjaisilla biomassoilla, on kuitenkin joitain ongelmallisia ominaisuuksia. Kosteus vaikuttaa näiden polttoaineiden toimitusketjuun negatiivisesti hankaloittaen logistiikkaa ja polttoa. Puun hygroskooppisuus johtaa varastoinnin yhteydessä lahoamiseen, josta seuraa kuiva-ainetappioita. Tähän ongelmaan on etsitty ratkaisua lämpökäsittelyllä, torrefioinnilla, jossa puun hygroskooppisuutta vähenee. Torrefioidun materiaalin on sanottu olevan biologisesti lahoamatonta, eikä se siten ole alttiina kuiva-ainehäviölle. Aiheesta ei kuitenkaan ole monia tutkimuksia ja torrefioidun materiaalin varastointiominaisuuksien selvittämisen on osoitettu olevan tärkeä tutkimusalue. Tämä väitöskirja pyrkii vastaamaan kysymyksiin torrefioidun puun ja hiilen varastointiominaisuuksista ja erityisesti kosteuden vaikutuksesta varastoitavuuteen. Tämä väitöskirja koostuu neljästä osajulkaisusta, joissa tutkitaan monipuolisesti torrefioidun kuusen ja koivun, sekä samoista lähdemateriaaleista valmistetun hiilen, kosteusominaisuuksia. Yhdessä osajulkaisussa verrataan torrefioitujen ja höyryräjäytettyjen pellettien ominaisuuksia tiivistämättömään materiaaliin. Tutkimusmateriaali otti itseensä vain pieniä määriä vesihöyryä ja hiukkaskoko sekä materiaalin hydroksyyliryhmien saavutettavuus pienenivät. Vaikka kapillaarinen absorptio hidastui, vedenottokapasiteetti kasvoi. Tämä johti korkeisiin kosteusprosentteihin varastointikokeiden aikana. Torrefioidusta materiaalista eristettiin runsaasti erilaisia sieniä ulkovarastointikokeen aikana. Moni tunnistetuista suvuista piti sisällään tunnettuja allergeenejä. Kokeissa myös osoitettiin, että torrefioidut pelletit eivät siedä vettä ja ne tulisi varastoida katettuina. Tutkimuksissa osoitettiin oikeanlaisen, katetun varastoinnin sekä työturvallisuuden tärkeys.
Avainsanat
Biologinen lahoaminen;
kiinteät biopolttoaineet;
puu;
terminen esikäsittely;
vesi
-
Kymäläinen,
University of Helsinki, Department of Forest Sciences
Sähköposti
Maija.kymalainen@helsinki.fi
Julkaistu 16.10.2015
Katselukerrat 4474
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.206 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Kymäläinen M., Havimo M., Louhelainen J. (2014). Sorption properties of
torrefied wood and charcoal. Wood Material Science and Engineering 9(3): 170–178.
https://doi.org/10.1080/17480272.2014.916348
Kymäläinen M., Havimo M., Keriö S., Kemell M., Solio J. (2014). Biological degradation of torrefied wood and charcoal. Biomass & Bioenergy 71: 170–177.
https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.10.009
Kymäläinen M., Mäkelä M.R., Hildén K., Kukkonen J. (2015). Fungal colonisation and moisture uptake of torrefied wood, charcoal, and thermally treated pellets during storage. European Journal of Wood and Wood Products.
https://doi.org/10.1007/s00107-015-0950-9
Kymäläinen M., Rautkari L., Hill, C.A.S. (2015). Sorption behaviour of torrefied wood and charcoal determined by dynamic vapour sorption. Journal of Materials Science 50: 7673–7680.
