Kuoren varastointi

Kosteus: Kuoren kuivuminen koeaumoissa on esitetty kuvissa 2 ja 3. Tuore kuusen ja männyn kuori (Auma 1) kuivui kolmen kuukauden varastoinnin aika-na 7–8 prosenttiyksikköä. Kuusi- ja mäntyauma kuivuivat lähes yhtä paljon ja yhtä nopeasti. Voimakkainta kuivuminen oli varastoinnin ensimmäisen ja kol-mannen kuukauden aikana. Kun varastointia jatkettiin kolmesta kuukaudesta 12 kuukauteen (auma 2), kuori kostui uudestaan. Ilmastoidussa aumassa (auma 3) tuore kuori kuivui noin 3–4 prosenttiyksikköä paremmin kuin ilmastoimattomas-sa. Yhden ilmastointiputken vaikutus ulottui noin metrin alueelle.

0.00 Veden poistuminen kg(H2O)/kg(ka kuori)

0

Kuusi (veden poistuminen) Mänty (veden poistuminen) Kuusi (kuivuminen) Mänty (kuivuminen)

Kuva 2. Kuoren kuivuminen aumoissa 1 ja 2.

0.0 Veden poistuminen kg(H2O)/kg(ka kuori)

0

Ilmastoimaton (veden poistuminen) Ilmastoitu (veden poistuminen) Ilmastoimaton (kuivuminen) Ilmastoitu (kuivuminen)

Kuva 3. Kuusen kuoren kuivuminen ilmastoimattomassa ja ilmastoidussa au-massa (auma 3).

Kuoren tuhkapitoisuudessa ei juurikaan tapahtunut muutoksia kahden ensimmäi-sen varastointikuukauden aikana. Kuuensimmäi-sen kuoren tuhkapitoisuus oli n. 2,4 % ja männyn n. 1,8 %. Tämän jälkeen tuhkapitoisuudessa oli havaittavissa selvää nou-sua. Kuusen kuoren tuhkapitoisuus kolmen varastointikuukauden jälkeen oli 3,6 % ja männyn kuoren tuhkapitoisuus 12 kuukauden varastointiajan jälkeen 3,4 %.

Haihtuvien aineiden määrä kuoressa väheni sekä kuusen että männyn aumoissa varastointiajan kasvaessa. Varastoinnin alussa haihtuvien aineiden määrä oli kuusen kuorella 74,3 % ja männyn kuorella 74,5 %. Kolmen kuukauden varas-toinnin jälkeen vastaavat arvot olivat 72,9 % ja 70,8 %. Männyn kuorella 12 kuukauden jälkeen haihtuvien aineiden määrä oli 69,0 %.

Kuoren kuiva-aineen lämpöarvossa ei tapahtunut merkittäviä muutoksia kahden ensimmäisen varastointikuukauden aikana. Tätä pidemmän ajan varastoinnin jälkeen kuiva-aineen tehollinen lämpöarvo saattaa hieman laskea. Varastoinnin alussa kuusen kuoren tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa oli 19,3 MJ/kg ja männyn 19,9 MJ/kg.

Saapumistilassa olevan kuoren tehollinen lämpöarvo ja energian muutos koe-aumoissa on esitetty taulukoissa 1 ja 2. Taulukossa energiamäärän muutos on laskettu saapumistilan tehollisen lämpöarvon ja massan tulona.

Taulukko 1. Saapumistilan tehollinen lämpöarvo ja energiamäärän muutos aumoissa 1 ja 2 (Laskennassa kuoren tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa on oletettu vakioksi, mänty 20 MJ/kg ja kuusi 19 MJ/kg.).

Varastointi

aika Alussa Lopussa muutos

MJ/kg MJ/kg % GJ/1000 i-m³ %

Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa Energian muutos

Taulukko 2. Saapumistilan tehollinen lämpöarvo ja energiamäärän muutos aumassa 3. (Laskennassa kuoren tehollinen lämpöarvo oletettu vakioksi, kuusi 19 MJ/kg).

Varastointi

aika Alussa Lopussa muutos

MJ/kg MJ/kg % GJ/1000 i-m³ %

Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa Energian muutos

Kuiva-ainetappioiden keskiarvoksi pussimenetelmällä saatiin aumassa 2 yhdek-sän kuukauden varastoinnin jälkeen 9 %. Pussimenetelmän käytössä ilmeni useita ongelmia ja tuloksia voidaan pitää vain suuntaa-antavina. Tulokset ovat kuitenkin sopusoinnussa kirjallisuustietojen kanssa.

Pussimenetelmän lisäksi kuiva-ainetappioita pyrittiin arvioimaan myös tuhkapi-toisuuden ja haihtuvien aineiden muutoksien perusteella. Koska tuhkapitoisuus kasvoi varastoinnin aikana ja haihtuvien aineiden pitoisuus laski, on kuiva-ainetappioita täytynyt syntyä ainakin jonkun verran. Näytteiden pienen määrän, näytteiden epähomogeenisuuden ja tuhkapitoisuuden luontaisen suuren hajonnan takia ei tuhkapitoisuuden muutoksen perusteella voitu kuitenkaan määrittää tarkkoja arvoja ainetappioille. Haihtuvien aineiden perusteella kuiva-ainetappioiksi saatiin 3–5 % kahden kuukauden varastoinnissa, 5–13 % kolmen kuukauden varastoinnissa ja 18 % vuoden mittaisessa varastoinnissa.

Varastoinnin hyödyt. Koska kuoren lämpöarvo kuiva-aineessa säilyi varastoin-nin aikana lähes muuttumattomana, riippuu varastoinvarastoin-nin lopputulos lähinnä kosteuden muutoksesta ja kuiva-ainetappioista.

Laskennallisesti kuiva-ainetappio ja taulukoissa esitetty energiamäärän muutos ovat suorassa yhteydessä toisiinsa. Eli mikäli kuiva-ainetappio aumassa on yhtä suuri kuin energian muutos, jää todellinen hyöty varastoinnista energiamäärän suhteen nollaksi.

Taulukoista 1 ja 2 nähdään, että energiamäärän muutos ensimmäisen varastoin-tikuukauden jälkeen oli +3–5 %, kolmen kuukauden jälkeen +4–9 % ja 12 kuu-kauden jälkeen enää +1 %. Varastoinnin kuiva-ainetappioiksi 12 kuukuu-kauden varastoinnissa arvioitiin puolestaan 3–18 %. Näin ollen kosteuden alentumisella saavutettu hyöty todennäköisesti hävisi kuiva-ainetappioiden myötä. Näin on laita etenkin pitkäaikaisessa varastoinnissa, sillä kuiva-ainetappiot lisääntyvät varastointiajan kasvaessa.

Varastoinnin kannattavuutta arvioitaessa voi kosteuden alentumisesta seuraavilla muilla hyödyillä olla kuitenkin ratkaiseva vaikutus varastoinnin järkevyyttä arvioitaessa. Kosteuden alentumisesta johtuvia hyötyjä ovat esimerkiksi 1) pol-tossa esiintyvien ongelmien välttäminen etenkin talvella kostean kuoren aikana, 2) mahdollisuus lisätä kattilasta saatavaa tehoa, 3) kuljetuskustannusten vähen-tyminen ja 4) kuivahtaneen kuoren helpompi käsittely.

Yhdistäen kirjallisuudesta ja kenttäkokeista saadut tulokset päädyttiin tutkimuk-sessa seuraaviin johtopäätöksiin:

• Varastointiaika kannattaa pitää lyhyenä. Yhden kuukauden varastoinnilla saavutettiin suhteellisesti suurin hyöty (kosteuden alentuminen ja positiivi-nen energiamäärän muutos) ja pienimmät kuiva-ainetappiot.

• Kahden ensimmäisen varastointikuukauden aikana kuiva-aineen lämpöar-vossa ja tuhkapitoisuudessa ei tapahtunut merkittäviä muutoksia. Kolmen kuukauden jälkeen kuiva-aineen lämpöarvo saattaa hieman laskea ja tuhka-pitoisuus nousta.

• Toisaalta yhden vuodenkaan pituinen varastointi ei vaikuttanut kuoren polt-toaine- ominaisuuksiin kovinkaan suuresti. Pitkän ajan varastointia ei kui-tenkaan suositella, sillä haittana ovat kasvavat kuiva-ainetappiot, kosteuden epätasainen jakautuminen, mahdolliset terveysriskit (mm. home) ja tuhka-pitoisuuden nousu. Keskikosteus varastoinnin alussa ja lopussa pysyi vuo-den mittaisessa varastossa lähes samalla tasolla. Kuivumisessa kolmen kuu-kauden aikana saavutettu hyöty hävisi lähes kokonaan varaston kostuttua uudestaan pidemmän varastointiajan myötä.

• Ilmastoinnilla voitiin varaston kuivumista tehostaa 3–4 prosenttiyksikköä ja energiamäärää lisätä 1–3 prosenttiyksikköä verrattuna ilmastoimattomaan varastoon. Ilmastoinnista saatiin suurin hyöty ensimmäisen varastointikuu-kauden aikana.

• Ilmastointiputken vaikutus ulottui noin yhden metrin alueelle. Mikäli putkia olisi laitettu aumaan useammalle korkeudelle, olisi varaston kuivuminen ol-lut todennäköisesti vielä voimakkaampaa.

• Puulajien välillä ei todettu eroa varastoinnin kannalta.

• Aumat kuivuivat kesällä nopeammin kuin talvella. Kesällä kuoren energia-määrän muutos oli n. 2 prosenttiyksikköä suurempi kuin talvella.

• Varaston päälle sataneen lumen tai veden vaikutus koko kuorivaraston kes-kikosteuteen on pieni. Tämä kävi ilmi tutkimuskokonaisuuden toisessa sel-vityksessä Kuoren kosteuden alentaminen. Lumella voi kuitenkin olla vai-kutusta auman käyttäytymiseen, sillä se toimii ikään kuin peitteenä.

• Itsesyttymisen riskiä ei esiintynyt neljä metriä korkeissa koevarastoissa.

Lämpötilat nousivat enimmillään hieman yli 70°C:n.