Artikkelit kirjoittajalta Mikko Havimo

Trakeidien poikkileikkausdimensioiden ja puun viskoelastisuuden vaihtelu – laajuus ja kontroillointimenetelmät Painopaperit ovat Suomen metsäteollisuuden päätuote. Tässä työssä tutkitaan painopapereiden ominaisuuksien ja taloudellisuuden parantamista trakeidien poikkileikkausdimensioita ja puun viskoelastisuutta kontrolloimalla. Kontrolloinnilla tarkoitetaan mitä tahansa prosessia tai menetelmää puuraaka-aineen jakamiseksi luokkiin, joiden ominaisuuksissa on merkittäviä eroja ja pieni sisäinen vaihtelu. Trakeidien poikkileikkausdimensioita, eli soluseinämän paksuutta sekä säteen ja tangentin suuntaisia läpimittoja, voidaan kontrolloida esimerkiksi lajittelemalla raaka-ainetta kuitupuuhun ja sahanhakkeeseen. Vastaavaa kontrollointia voidaan tehdä myös lajittelemalla tukkeja puun kokoluokan mukaan tai erottelemalla kuituja sellun keiton jälkeen. Näitä menetelmiä tutkittiin tässä työssä simulaatioiden avulla, jotka perustuivat mitattuihin trakeidien poikkileikkausdimensioihin. Mittaukset tehtiin viidestä kuusesta (Picea abies) ja viidestä männystä (Pinus sylvestris) SilviScan laitteella. Simulaatioiden mukaan sahanhakkeen ja latvakuitupuun poikkileikkausdimensiot ovat melko samanlaiset. Kuusen ja männyn poikkileikkausdimensiot ovat keskimäärin samanlaiset, mutta dimensioiden jakaumat poikkeavat hieman toisistaan. Käytännön kannalta jakaumien eroilla ei ole suurta merkitystä. Trakeidien dimensioita voidaan kontrolloida tehokkaimmin menetelmillä, jotka erottelevat kuidut kevätpuuhun ja kesäpuuhun. Tukkien lajittelu tai tukin jakaminen nuorpuuhun ja aikuispuuhun olivat simulaatioiden mukaan huomattavasti tehottomampia menetelmiä. Puun viskoelastisuus vaikuttaa energiankulutukseen mekaanisessa massanvalmistuksessa, joten tavoiteltaessa massanvalmistuksen energiankulutuksen alentamista se on lupaava kontrolloitava suure. Viskoelastisuuden käyttöä kontrolloinnissa tutkittiin kirjallisuuskatsauksen avulla. Tutkimus osoittaa puuaineen viskoelastisissa ominaisuuksissa olevan laajaa vaihtelua puulajin sisällä, mutta valitettavasti sellaisten merkittävien raaka-aineluokkien kuten latvakuitupuun ja sahanhakkeen viskoelastisia ominaisuuksia ei tunneta. Puun viskoelastiset ominaisuudet riippuvat pääasiassa ligniinistä, mutta siihen vaikuttavat myös mikrofibrillikulma, selluloosakiteiden leveys ja trakeidien poikkileikkausdimensiot.

• Havimo, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos Sähköposti: mikko.havimo@helsinki.fi