Integroidun sahan sivutuotetaseet - sivutuotteiden optimaalinen käyttö sahan ja koko integraatin kannalta

PUUNJALOSTUSOSASTO

PEKKA HAIMI

INTEGROIDUN SAHAN SIVUTUOTETASEET - SIVUTUOTTEIDEN OPTIMAALINEN KÄYTTÖ SAHAN JA KOKO INTEGRAATIN

KANNALTA

Diplomityö, joka on jätetty opinnäytteenä tarkastettavaks diplomi-insinöörin tutkintoa varten Espoossa 8.12.1981

Työn valvoja Työn ohjaaja

professori Risto Juvonen metsänhoitaja Seppo Kangas

4.28 Puun mekaaninen teknologia 8.12.1981

Integroidun sahan sivutuotetaseet - sivutuotteiden optimaalinen käyttö sahan ja koko integraatin kannalta 1981, 77 s.

Työn valvoja: professori Risto Juvonen

TIIVISTELMÄ

Työn tavoitteena oli selvittää muuhun puunjalostusteollisuuteen integroituneen saha- laitoksen, jonka vuosituotanto kahdessa vuorossa on 330 000 m3, sivutuotetaseet ja sivutuotteiden optimaalinen käyttö sahan ja koko integraatin kannalta.

Kirjallisuustutkimuksessa selvitettiin sahoilla syntyvien sivutuotteiden määriä ja laatukriteereitä eri käyttövaihtoehtojen kannalta.

Kokeellisessa osassa arvioitiin aluksi sahausprosessissa syntyvät sivutuotemäärät linja- kohtaisesti eri vuorojärjestelmillä. Tarkasteltavalla sahalla on kaksi linjaa; pk-linja, joka on järeitä puita Varten ja pelkkalinja, joka on pienpuita varten. Pk-linjan

koneina ovat pelkkahakkurineloisvannesaha sekä kolme kehäsahaa. Pelkkalinjalla on pelkkahakkurikaksoisvannesaha ja pelkkahakkurikolmoisvannesaha.

Unjalla saatiin laskennallisesti pelkkahakkeen osuudeksi 12 %, muun tuoreen hakkeen osuudeksi 72 % ja kuivan hakkeen osuudeksi 16 %. Pelkkalinjalla pelkkahakkeen osuus oli 27 %, muun tuoreen hakkeen 57 % ja kuivan hakkeen 16 e.

Pk-linjalla vannesahan purun osuudeksi saatiin 25 %, kehäsahan purun osuudeksi 60 % ja pyörösahan purun osuudeksi 15 %. Pelkkalinjalla vannesahan purun osuus oli 40 % ja pyörösahan purun osuus 60 %.

Sivutuotteiden laatua tarkasteltiin lähinnä energiakäytön ja sulfaattiselluloosa-

teollisuuden raaka-ainekäytön kannalta. Kuoren kuiva-ainepitoisuus vaihteli voimakkaasti vuodenaikojen mukaan. Koko vuoden aritmeettiseksi keskiarvoksi kuoren kuiva-aine­

pitoisuudelle saatiin 35,5 %. Hakkeen laatua tutkittiin koeseulontojen avulla. Koe- seulonnat suoritettiin eri hakkureilta terien erilaisilla terävyysasteilla. Yleisesti ottaen sahan hakkeen voitiin todeta olevan sulfaattiselluloosateollisuuden kannalta tyypillistä sahan haketta. Ongelmajakeina voitiin pitää prosessissa syntyviä kuiviÿ hakefraktioita. Purun laatua tutkittiin myös koeseulontojen avulla. Myös purua voitiin pitää hyvänä raaka-aineena sulfaattiselluloosateollisuudelle.

Seuraavaksi tutkittiin seuraavan yrityssuunnittelukauden investointien vaikutusta sivutuotemääriin ja laatuihin. Investoinneista tarkasteltiin särmäys- ja dimensio- lajitteluinvestointia sekä jatkojalostuksen laajenemista. Investoinnin jälkeen laskee hakkeen määrä molempien linjojen kaksivuorokäynnillä 244 635 m3:stä 234 910 m3:iin ja pelkkalinjan yksivuorokäynnillä ja pk-linjan kaksivuorokäynnillä 179 741 m3:stä

170 863 m :iin. Laadullisesti investointi parantaa syntyvää haketta, sillä investoinnin jälkeen suurin osa hakkeesta on tuoretta haketta ja siten selluloosateollisuuden

kannalta parempaa. Jatkojalostuksen laajentuminen lisää siellä syntyviä sivutuotemääriä työstösuhteiden osoittamat määrät.

Sivutuotteiden optimaalinen käyttö sahan kannalta on sellainen, että kuori käytetään energiatuotantoon ja hake ja puru selluloosateollisuuden raaka-aineeksi. Kuitenkaan kuorta määrättyinä vuodenaikoina ei voida käyttää alhaisen kuiva-ainepitoisuuden

takia polttoon. Sievistyshakkeen suuri kuoripitoisuus estää sen käyttämisen selluloosa- teollisuuden raaka-aineena. Myös jatkojalostuksen sivutuotteiden raaka-ainekäyttö tuottaa vaikeuksia.

Tämä diplomityö on tehty Oy KAUKAS Ab:n sahalla Lappeenrannassa Professori Risto Juvonen Teknillisestä korkeakoulusta on

toiminut työn valvojana ja metsänhoitaja Seppo Kangas Oy KAUKAS Ab :stä työn ohjaajana.

Esitän parhaimmat kiitokset professori Risto Juvoselle ja metsänhoitaja Seppo Kankaalle niistä arvokkaista neuvoista,

joita heiltä sain työn aikana. Lisäksi haluan kiittää insinööri Lasse Savolaista Oy KAUKAS Ab:stä työn kuluessa saamastani avusta.

Lopuksi haluaisin kiittää koko Oy KAUKAS Ab:n henkilökuntaa erittäin myötämielisestä suhtautumisesta työtäni kohtaan.

Espoo 8.12.1981

TlUUv

Pekka Haimi

I JOHDANTO 1

II KIRJALLISUUSTUTKIMUS 3

1. SAHATAVARAN VALMISTUKSESSA SYNTYVÄT

SIVUTUOTTEET 3

1 .1 Kuori 3

1 .2 .Hake 4

1.3 Puru 5

1.4 Kutterinlastu 5

1.5 Jyrsinpuru 5

2. SIVUTUOTTEIDEN KÄYTTÖMAHDOLLISUUDET 6

2.1 Kuori 6

2.2 Hake . 7

2.3 Puru 7

2.4 Kutterinlastu ja jyrsinpuru 7

3. - KUOREN LAATU JA KUOREN VAATIMA KÄSITTELY 7 4. HAKKEEN LAATU JA HAKKEEN TEOSSA KÄYTETTÄVÄT

KONEET 10

4.1 Hakkeen tiheys 10

4.2 Kuoren määrä 12

4.3 Oksapuu- ja sydänpuuprosentti 12

4.4 Palakoko 13

4.5 Hakkeen laatu- ja mittamääräykset 16

4.6 Eri hakkurityypit 18

4.6.1 Laikka- eli kiekkohakkurit 18

4.6.2 Rumpuhakkurit 19

v

4.6.3 Spiraali- eli paralleelihakkurit 19

4.6.4 Särmäkursot 21

4.6.5 Seulat 21

5. PURUN LAATU JA SIIHEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT 22

5.1 Purun kiintomittaprosentti 23

5.2 Purun raekoko 23

5.3 Purun kuoren määrä 25

5.4 Purun laatu- ja mittasuositukset 25

6. MUUT SIVUTUOTTEET 26

7. HAKKEEN LAADUN TARKKAILU 26

8. SIVUTUOTTEIDEN KÄSITTELYSSÄ TARVITTAVIA

LAITTEITA 28

8.2 Siilot 28

III KOKEELLINEN OSA 29

1. Oy KAUKAS Ab : N SAHAN KUVAUS 2 9 1.1 Sahan raaka-aine ja sen käsittely sahalla 30

1.2 Varsinaiset sahauslinjat 31

1.3 Jatkojalostus 32

2. SIVUTUOTTEIDEN SYNTYMINEN JA NIIDEN KÄSITTELY 33

2.1 Hakkureiden teknisiä tietoja 35

2.2 Seulat 36

3. HAKKUREIDEN JA SAHAKONEIDEN TERÄHUOLTO 36

3.1 Terien teroitusohjeet 38

4. SAHAN SIVUTUOTETASEIDEN LASKEMINEN 39

4.1 Saadut sivutuotefraktiot 42

4.2 Sivutuote- ja materiaalitaseet eri käynti-

vaihtoehdoilla * 43

4.3 Sivutuotetaseet jatkojalostuksesta 47 5. SIVUTUOTTEIDEN LAADULLISET KRITEERIT 48

5.1 Kuoren laatuominaisuudet 48

5.2 Hakkeen laatuominaisuudet 49

5.3 Purun laatuominaisuudet 59

6. SEURAAVAN YRITYSSUUNNITTELUKAUDEN 1982 - 1986 INVESTOINTIEN VAIKUTUS SIVUTUOTEMÄÄRIIN JA

-LAATUIHIN 60

6.1 Särmäys- ja dimensiolajittelulaitoksen vaikutus 60 6.2 Jatkojalostukseen suunniteltujen investointien

vaikutus 63

6.3 Sahan sivutuotteiden kokonaismäärät 65 7. SAHAN SIVUTUOTTEISTA SAAMAT TUOTOT 65

8. TULOSTEN TARKASTELU 69

8.1 Kuoren määrä ja laatu 69

8.2 Hakkeen määrä ja laatu 70

8.3 Purun määrä ja laatu 72

8.4 Sivutuotteiden tämänhetkinen käyttö 72

9. YHTEENVETO 74

LÄHDELUETTELO LIITTEET

I JOHDANTO

Sahateollisuudessa sahatavaran valmistuksessa syntyvillä sivu­

tuotteilla ; kuorella, hakkeella ja purulla; on huomattava merkitys sahan taloudellisen tuloksen kannalta. Sivutuotteita voidaan käyttää monella eri tavalla: muun teollisuuden raaka- aineeksi, energiantuotantoon, humukseksi tai ne voidaan

kuljettaa kaatopaikalle.

Integroituneet puunjalostuslaitokset pyrkivät hyödyntämään

sahoillaan syntyvät sivutuotteet mahdollisimman tarkasti omalla 't yx,

laitoksellaan joko raaka-aineeksi tai energiantuotantoon.

Tässä diplomityössä tutkittiin Lappeenrannassa sijaitsevan Oy KAUKAS Ab:n sahan sivutuotetaseita ja sivutuotteiden

käyttöä. Oy KAUKAS Ab on pitkälle integroitunut puunjalostus- laitos. Lappeenrannassa sillä on sahan lisäksi sulfäattisellu- loosatehdas, paperitehdas, vaneritehdas ja kemiallinen tehdas.

Sahan tuotanto on kahdessa vuorossa 330 000 m3 sahatavaraa.

Diplomityön kirjallisessa osassa perehdyttiin eri sivutuotteiden määriin sahausprosessissa, sivutuotteiden käyttömahdollisuuksiin ja eri käyttömuotojen asettamiin laadullisiin kriteereihin.

Kokeellisessa osassa arvioitiin aluksi sahausprosessissa syntyvät sivutuotemäärät, ja tarkasteltiin yleisesti sahalla esiintyviä materiaalivirtoja. Tämän jälkeen tutkittiin linja- kohtaisesti eri vuorojärjestelmien vaikutus sivutuotemäariin.

Sivutuotteiden laadulliset kriteerit selvitettiin eri käyttö- vaihtoehtojen kannalta. Hakkeesta ja purusta suoritettiin koeseulonnat, joiden perusteella tarkasteltiin näiden sivu­

tuotteiden soveltumista selluloosateollisuuden raaka-aineeksi.

Kuoresta tutkittiin kuiva-ainepitoisuuden vaihteluita kuoren energiakäytön kannalta. Työssä määritettiin myös seuraavan yrityssuunnittelukauden 1982 - 1986 investointien, lähinnä särmäys- ja dimensiolajitteluinvestoinnin ja jatkojalostuksen laajenemisen vaikutus sivutuotemääriin ja laatuihin.

Lopuksi diplomityössä laskettiin sahan saama taloudellinen hyvitys sivutuotteista nyt ja tulevaisuudessa edelliset kohdat huomioon ottaen. Rahallisen arvon määrityksen yhteydessä

pyrittiin selvittämään sivutuotteiden käyttö siten, että saha

saisi maksimaalisen sivutuotehyvityksen, ja toisaalta siten,

että sivutuotteita käytettäisiin mahdollisimman taloudellisesti

koko integraatin kannalta.

II KIRJALLISUUSTUTKIMUS

1. SAHATAVARAN VALMISTUKSESSA SYNTYVÄT SIVUTUOTTEET

Sahoilla syntyy sahatavaran ohella huomattava määrä sivu­

tuotteita , joiden merkitys sahan taloudellisen tuloksen kannalta on suuri. Nämä sivutuotteet ovat kuori, hake, puru ja

jatkojalostuksen ollessa kyseessä myös kutterinlastu.

1.1 Kuori

Nykyaikainen sahatavaran valmistus vaatii, että tukit sahataan kuorittuina. Kuorinta voidaan suorittaa joko tukkien mittauk­

sen ja lajittelun yhteydessä tai juuri ennen sahausta.

Kuorellisen tukin tilavuudesta on kuoren osuus keskimäärin 10-13 %. Taulukossa 1 on esitetty leimikkonäytteistä lasketut sahatukkien kuoriprosenttien aritmeettiset keskiarvot hajon- toineen Etelä-Suomessa /3/.

Taulukko 1. Sahatukkien kuoriprosentit Etelä-Suomessa /3/

Mänty Kuusi

X s X s

Länsi-Suomi 13,1 1,6 10,8 1 ,o

Itä-Suomi 1 1 ,6 1,8 9,4 1,3

Yhteensä 12,2 1,8 10,1 1,4

0

Sahoilla käytettävissä olevan kuoren määrä on edellä esitettyjä arvoja jonkin verran pienempi, koska tukkien käsittelyn ja

kuljetuksen aikana tapahtuu kuorihäviöitä. Esimerkiksi

pitkäaikaisen vesivarasioinnin (uiton) aikana n. 20 % kuoresta voi liueta veteen. Käytettäessä monitoimikoneita kuoresta

irtoaa karsintavaiheessa n. 1-6 % olosuhteista ja puulajista riippuen. Heiskasen ja Rikkosen /6/ tekemien tutkimusten mukaan on männyn kokonaiskuoresta sahalle tuotaessa jäljellä maakuljetuspuulla yli 75 % ja vastaava luku kuusella on yli 90 %

Ilmeisesti uiton yhteydessä sahalle tulevan kuoren määrä on pienempi kuin maakuljetuspuilla. Erään tutkimuksen mukaan oli sahalaitoksille tuoduista tukeista ehjäkuorisiä mäntytukkeja ainoastaan 13 % ja kuusitukkeja 34 % /5/.

.2 Hake

Sahan kannalta taloudellisesti tärkein sivutuote on hake.

Haketta syntyy sahausprosessin eri vaiheissa.

Ensimmäinen vaihe, missä haketta syntyy, on kuorinnan yhteydessä oleva sievistys, mikäli sahalla sievistystä käytetään.

Sievistyksessä tyvitukeissa olevat tyvilaajentumat haketetaan, jotta itse sahausprosessissa syntyvät häiriöt kyettäisiin

minimoimaan.

Seuraava vaihe, missä haketta syntyy, on itse sahausprosessin alkupää. Mikäli sahan koneina käytetään pelkkahakkureita, niin näillä haketetaan sahatukin pyöreät pinnat ennen varsi­

naista sahausta. Kuvassa 1 on esitetty pelkkahakkurilla suoritettavat työstöt.

Kuva 1. Pelkkahakkurilla suoritettavat työstöt

Jos sahan pääkoneina ovat kehäsahat, haketetaan ne osat

(ns. pinnat), jotka pelkkahakkuri hakettaa, suoraan erikseen erillisellä hakkurilla.

Seuraavaksi haketta syntyy sivulautojen särmäyksessä. Särmäys voidaan suorittaa joko särmäkursoilla tai pyörösahoilla.

Särmäkursoilla haketus tapahtuu välittömästi särmäystapahtuman yhteydessä. Suoritettaessa särmäys pyörösahoilla joudutaan

syntyvät rimat hakattamaan erillisellä hakkurilla. Tavallisesti haketukseen käytetään samaa hakkuria kuin kehäsahojen pintojen hakettamiseen. Särmäyksen jälkeen suoritetaan sahatavaran

esitasaus, jossa syntyy esitasauspätkiä. Nämä haketetaan yleensä samalla hakkurilla kuin pinnat ja rimat.

Viimeinen vaihe itse sahausprosessissa, jossa haketta syntyy, on tasaamo. Tasaamossa sahatavara tasataan lopulliseen pituu­

teensa ja syntyvät tasauspätkät haketetaan siten kuivana.

Mikäli sahalla on jatkojalostusta, syntyy haketta jokaisessa prosessivaiheessa, jossa joudutaan suorittamaan tasausta.

Hakkeen osuus kuorellisesta tukista on keskimäärin n. 31 - 2 % /5/.

1.3 Puru

Purua, kuten hakettakin syntyy useissa eri sahausprosessin vaiheissa. Purun määrä riippuu suuresti siitä, käytetäänkö

sahan pääkoneina pelkkahakkuri-vannesaha (pyörösaha) -yksiköitä vai kehäsahoja. Purua syntyy myös haketuksen yhteydessä.

Tämä ns. purujae pyritään yleensä poistamaan hakkeesta

seulonnan avulla. Kaivolan mukaan on purun määrä kuorellisesta sahatukista n. 11,5 — 1,5 % /5/.

1.4 Kutterinlastu

Kutterinlastua syntyy niillä sahalaitoksilla, joilla suorite­

taan höyläystä. Kirjallisuuden mukaan kutterinlastun määrä on 10-30 % höylättävästä puutavarasta /17/.

1.5 Jyrsinpuru

Jyrsinpurua syntyy laitoksilla, joilla on sormijatkos- tai puurakenneteollisuutta. Jyrsinpurun määrä riippuu suoritetta­

vista työstöistä.

2. SIVUTUOTTEIDEN KÄYTTÖMAHDOLLISUUDET

Sivutuotteiden käytön vaihtoehdot yksittäisen laitoksen kannalta ovat:

käyttö omalla tehtaalla energian kehitykseen - myynti polttoaineeksi

- käyttö omalla tehtaalla raaka-aineeksi myynti raaka-aineeksi

Yksittäinen laitos pyrkii tietysti käyttämään sivutuotteet siten, että niille saadaan paras mahdollinen tuotto. Sivu­

tuotteiden käyttöä suunniteltaessa on otettava huomioon seuraavat seikat :

- polttokapasiteetti

- raaka-aineille asetetut laatuvaatimukset - arvo polttoaineena

- arvo raaka-aineena

kuljetuskustannukset /8/

2.1 Kuori

Pääasiallisin kuoren käyttötapa on poltto. Muita tapoja ovat ns. kuorihumus, kuoren käyttö kolmikerroksisen lastulevyn keskiosaan ja käyttö koviin kuitulevyihin.

Lastulevyteollisuus käyttää kuorta kolmikerroksisen levyn keskiosassa korkeintaan 20 % levyn koko tilavuudesta. Kovien kuitulevyjen raaka-aineessa kuorta on 10-15 %.

Kuoren suhteellinen arvo polttoaineena on noussut öljyn

markkinahintojen korotusten vuoksi. Tämän takia kuoren käyttö­

mahdollisuuksiin polttoaineena tullaan lähitulevaisuudessa kiinnittämään eniten huomiota. Suurilla integroiduilla laitoksilla kannattavin kuoren käyttövaihtoehto on kuoren

käyttäminen polttamalla energiatuotantoon. Kuoren humustaminen esimerkiksi tulee kyseeseen ainoastaan pienillä teollisuus­

laitoksilla /13/.

2.2 Hake

Sahan kannalta taloudellisesti tärkeintä sivutuotetta, haketta, käytetään pääasiallisesti sulfaatti- ja sulfiittiselluloosa- teollisuuden raaka-aineena. Mikäli hakkeessa on sellaisia ominaisuuksia, että se ei sovellu keittohakkeeksi, sitä

voidaan käyttää polttohakkeeksi tai lastulevy- ja kuitulevy- teollisuuden raaka-aineeksi /5/.

2.3 Puru

Myös purua käytetään selluloosateollisuuden raaka-aineena ns.

sahajauhomassatehtailla. Muita käyttömuotoja ovat lastulevy­

jä kuitulevyteollisuus sekä poltto, jossa purua käytetään joko yksin tai sekoitettuna kuoren joukkoon /5/.

2.4 Kutterinlastu ja jyrsinpuru

Kutterinlastun ja jyrsinpurun käyttö rajoittuu lähinnä polttoon.

Joissakin tapauksissa näitä sivutuotteita käytetään myös muiden teollisuuden alojen raaka-aineena /5/.

3. KUOREN LAATU JA KUOREN VAATIMA KÄSITTELY

Kuten kohdassa 2.1 todettiin, kuoren pääasiallisin käyttömuoto on poltto. Kiinteän polttoaineen tärkein laatusuure energia­

talouden kannalta on polttoaineen kuiva-ainepitoisuus. Kuoren poltosta saatava hyötylämpö riippuu kuiva-ainepitoisuudesta, puulajista ja poltto-olosuhteista. Kuvassa 2 on esitetty eri puulajien kuoren tehollinen lämpöarvo vesipitoisuuden

funktiona. Kuten kuvasta havaitaan nousee tehollinen lämpöarvo jyrkästi kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa. Tavanomaisessa 42 % : n kuiva-ainepitoisuudessa poltetun "keskikuoren" hyötylämpö on kuiva-ainetta kohti laskettuna öljyvasteena n. 0,37 toe/t

(o,04 toe/im3) /15/.

Ysaipitoiauua, %

Eri puulajien kuoren tehollinen lämpöarvo vesipitoisuuden funktiona /5/

Kuva 2.

kuorinnan jälkeen 70-80 %. Joillakin laitoksilla, lähinnä maakuljetuspuun varassa toimivilla sahoilla, kuori saadaan talteen niin korkeassa kuiva-ainepitoisuudessa, ettei polton kannattavuus edellytä vedenpoistokäsittelyä. Mekaanisella

kuivauksella saadaan kosteus laskemaan 55-60 %:iin /13, 15, 16/

Välittömästi kuorinnan jälkeen kuoriaines hienonnetaan murs­

kaamalla ennen jatkokäsittelyä. Toimenpiteen tarkoituksena on:

edistää kuoren puristamisessa veden poistumisnopeutta tehdä kuoriaines helpommin kuljettimissa käsiteltä­

väksi. Pitkinä suikaleina kuoret tukkivat kuljettimien lastauskohdat ja kiilautuvat ketjuihin ja kiertyvät ruuvikuljettimien akseleille.

- vähentää holvausherkkyyttä kuorisiiloissa

parantaa kuoren polttokäsittelyominaisuuksia. Kattilan syöttö helpottuu ja palava pinta-ala kasvaa /6/.

Kuoren repimisen jälkeen kuori puristetaan. Kuoripuristimissa pyritään kuoriainekseen saamaan puristustila rei'itetyssä tilassa. Liika vesi valuu rei'istä ulos. Puristustuloksen tehokkuuteen vaikuttavat:

puristettavan kuorikerroksen mitat; mitä pienempi

"kuoripaakku", sitä parempi puristustulos

puristuspaine. Pääsääntö on, että kuoreen kohdistuvan puristuspaineen kasvaessa saadaan enemmän vettä

poistumaan kuoresta.

puristusaika. Puristusajan on oltava riittävän pitkä, jotta kaikki ulos pyrkivä vesi ehtii poistua /6/.

Konstruktioltaan Suomessa käytössä olevat puristimet voidaan jaotella mäntäpuristimiin, ruuvipuristimiin ja telaketju- puristimiin /6/.

Erityisesti talvella tuottaa kuoren kuiva-ainepitoisuuden nostaminen riittävän korkealle tasolle vaikeuksia. Jäätyneen kuoren kuiva-ainepitoisuutta voidaan nostaa mm. seuraavilla tavoilla :

ohjataan kuori kuorimurskaimen jälkeen lämpimään veteen, jossa kuori ja jää sulatetaan ennen kuoren puristusta, mikäli kyseessä on "vesisaha", valellaan nippua lämpi­

mällä vedellä kunnes kuori on sulanut.

ajetaan jäinen kuori kasalle ja annetaan sen viipyä siinä yli kesän. Syksyllä kasa otetaan polttoon joko suoraan tai kuorenpuhdistusaseman kautta,

käännetään niput vesivarastossa /13/.

Kuten ede11äolevasta havaitaan on kuori polttoaineena varsin vaikeasti käsiteltävää. Siinä saattaa olla joukossa sekä

millimetrin että parin metrin mittaisia kuorenpalasia, suuria puunsälöjä, rikkoutuneita kuorimakoneen teriä, kiviä, hiekkaa ja liikaa kosteutta. Ihannekuori olisi aina kosteuspitoisuudel­

taan samanlaista ja suurimmat kuorenpalat enintään 10 cm:n

mittaisia eikä kuoren seassa olisi mitään vieraita esineitä /5/.

4. HAKKEEN LAATU JA HAKKEEN TEOSSA KÄYTETTÄVÄT KONEET

Hakkeen käyttöarvo selluloosateollisuuden raaka-aineena riippuu kahdesta päätekijästä: hakkeen kuiva-tuoreirtotiheydestä sekä hakkeen laadusta.

Hakkeen laatu riippuu sekä puuaineen ominaisuuksista, mm.

kuidun pituudesta, oksapuumäärästä, sydänpuuprosentista, että muista selluloosaan vaikuttavista tekijöistä kuten palakoosta ja sen tasaisuudesta, hakevaurioista, kuoren määrästä, tikkui- suudesta ja epäpuhtauksista /5/.

4.1 Hakkeen tiheys

Hakkeen tiheydellä tarkoitetaan lukua, joka ilmaisee kuinka

suuri osa mitatusta tilavuudesta on kiinteää puuta (tavallisiin- 3 3

min к-m /i-m ).

kasvaessa tiheys kasvaa, mikä voi tosin johtua samanaikaisesta lastujen paksuuden lisäyksestä. Paksuuden onkin todettu

vaikuttavan pituutta voimakkaammin. Purun lisäys nostaa tiheyttä ja suurten tikkujen tai tylsillä terillä saatujen

palasten lisäys alentaa tiheyttä /9/. Taulukossa 2 on esitetty Uusvaaran /18/ kahdessa eri tutkimuksessa saamat kiinto-

mittaprosentit sahanhakkeelle. Luvut on mitattu tehtailla ennen autokuljetusta.

Taulukko 2. Kuusi ja mäntyhakkeen kiintomittaprosentit ennen autokuljetusta /18/

Kiintomittaprosentti

I II

Kuusihake 37,2 37,0

Mäntyhake 37,8 37,5

Ku-mä-sekahake 37,1 38,3

Keskimäärin 37,4 37,5

Pelkkahakkeelle on Uusvaara /17/ saanut kiintotilavuusprosen­

tiksi kesällä 36,1 % ja talvella 40,1 %.

Itse massanvalmistusprosessissa hakkeen kiintotilavuusprosentti vaikuttaa keittimen täyttöasteeseen, toisin sanoen siihen,

g .

kuinka paljon absoluuttisen kuivaa puuta hakkeella täytetty keitin sisältää. Tästä samasta syystä hakkeen kiintotilavuus- prosentin tulisi olla mahdollisimman tasainen, koska keittimeen annostellaan sulfaattikeiton yhteydessä yleensä vakio alkali- määrä, niin keittimen haketäyttöasteen muuttuminen huonontaa saadun massan tasaisuutta ja siten häiritsee keiton jälkeisiä massanvalmistusprosesseja. Myös hakkeen kuiva-aineen vaihtelut vaikuttavat keittimen täyttöasteeseen ja aiheuttavat siten prosessin epätasaisuutta /1/.

4.2 Kuoren määrä

Sahanhake ei saisi sisältää lainkaan kuorta. Käytännössä kuorta kuitenkin aina on jonkin verran hakkeen joukossa erityisesti talviaikana, jolloin puun jäätyminen vaikeuttaa kuorintaa.

Kuori on massanvalmistajan kannalta varsin epämiellyttävä

epäpuhtaus. Keitossa ja massan valkaisussa osa kuoresta kylläkin häviää, mutta jäljelle jäävä osa on vaikea poistaa lajittelussa.

Kuoren haittana on myös se, että kuori kuluttaa sulfaatti- keitossa huomattavasti alkalia ja siitä saadaan hyvin vähän massaa /1/. Uusvaaran tutkimusten mukaan tavallisen sahan- hakkeen kuoriprosentti on keskimäärin 1,05 %, ja pelkkahakkeelle hän on saanut kuoriprosenteiksi männylle 0,41 % ja kuuselle

2,27 % /17/.

4.3 Oksapuu- ja sydänpuuprosentti

Oksien puuaineen runkopuuta korkeampi tiheys ei ole hakkeen arvon kannalta etu, sillä oksien epähomogeeninen rakenne

aiheuttaa haittoja massan keitossa ja sellun ja paperin ominai­

suuksiin. Oksien puuaineelle on ominaista mm. reaktiopuun suuri osuus, kuitujen lyhyys ja paksuseinäisyys sekä korkea ligniinipitoisuus /18/.

Koska sahoilta saatava hake on peräisin yleensä vanhojen järei- den runkojen pintaosista, on oksien osuus vähäisempi verrattuna kokonaisiin runkoihin ja varsinkin sellun raaka-aineena käytet­

täviin kuitupuurunkoihin. Uusvaara on tutkimuksissaan saanut sahanhakkeen oksapuuprosentiksi 1,5 % ja paperipuuhakkeelle 4,5 % /18/.

Sydänpuuosuuden kasvu merkitsee männyllä käytännössä massa- saannon pientä laskua, mutta vastaavasti sulfaattiselluteolli­

suuden sivutuotteiden määrän lisääntymistä. Sydänpuun poikkeava rakenne ja keittonesteiden imeytymisvaikeudet saattavat aiheutta vaikeuksia massanvalmistusprosesseissa /18/.

Koska sahanhake on yleensä peräisin sahatukkien pintaosista, on sen sydänpuuosuus pienempi kuin kuitupuurungoista valmis­

tetun hakkeen. Hakkila /3/ on tutkimuksissaan saanut mäntysahanhakkeen sydänpuuprosentiksi keskimäärin 9,7 %.

Palakoko

Palakoko on tärkeimpiä hakkeen laadun tunnuksia. Sillä on

merkitystä hakesaantojen, hakkeen kuljetusten, keittokattiloiden täytön ja keittotekijoiden sekä lopputuotteen laadun kannalta.

Kuvassa 3 on esitetty hakeosasen mitat, joita käytetään hakkeen palakokojakaumasta puhuttaessa

= hakeosasen pituus, osasen mitta kuitujen suunnassa eli puun rungon suunnassa

= hakeosasen paksuus

= hakeosasen leveys

Kuva 3. Hakeosasen mitat /11/

Erityisesti massan saanto ja laatu riippuvat suuressa määrin hakkeen palakokojakaumasta ja sen tasaisuudesta. Jos hyvin erikokoisia puukappaleita keitetään sekaisin, toiset keittyvät

liian pitkälle ja toisilla keitto jää keskeneräiseksi.

Jos hakkeen pituus pienenee alle määrätyn rajan, massan lujuus­

ominaisuudet rupeavat jyrkästi heikkenemään hakevaurioiden ja kuitujen lyhenemisen vuoksi. Hakkeen osasten piteneminen taas tuottaa keittonesteen imeytymisvaikeuksia. Sahanhake yleensä sekoitetaan massatehtaan omaan hakkeeseen, ja sen

tulisi siten palakokojakautumaltaan homogeenisuuden takia olla lähellä tehtaan omaa haketta. Sulfaattimenetelmässä pää­

asiallinen imeytyminen tapahtuu syiden poikkisuuntaan, joten hakepalojen paksuus on pituutta ratkaisevampi /18/. Taulukoissa

3 ja 4 on esitetty sahanhakkeen ja paperipuuhakkeen pituus- ja paksuusjakaumat erikseen kesällä ja talvella.

Taulukko 3. Sahanhakkeen ja paperipuuhakkeen pituus- jakauma /18/

Hakelaji

32-25 25-19 19-16 16-13 13-6 6-3 Sahanhake

kesällä 3.0 0.4 100.0

Sahanhake

talvella 4.3 0.7 100.0

Paperipuuhake

kesällä 20.9 3.9 0.9 100.0

Paperipuuhake

talvella 3.2 1.0 100.0

Taulukko 4. Sahanhakkeen ja paperipuuhakkeen paksuus- jakauma /18/

Hakelaji.

Sahanhake

kesällä 100.0

Sahanhake

talvella 100.0

Paperipuuhake

kesällä 25.3 100.0

talvella 100.0

Hakkeen pituusjakaumaa tarkasteltaessa on sahanhake paperi- puuhakkeeseen verrattuna keskimäärin pienipalaisempaa, ja huomattavin ero on pituusryhmässä 13-6 mm, jonka ero paperi- puuhakkeeseen kasvaa talviaikana. Äärijakeitten yli 32 mm ja alle 6 mm osuudet ovat sahanhakkeelle kesä- ja talviaikana 5,0 % ja 5,9 % ja vastaavasti paperipuuhakkeelle 10,4 % ja 12,5 %.

Hakkeen paksuusjakaumaa tarkasteltaessa näyttää paperipuuhake olevan sahanhakkeeseen verrattuna karkeampaa pääasiallisten erojen ollessa luokissa 8-6 mm ja 4-2 mm /18/. Viime aikoina sahoilla yleistyneet pelkkahakkurit ovat hieman muuttaneet sahanhakkeen palakokojakaumaa. Kuvassa 4 on esitetty Uusvaaran /17/ esittämät pelkkahakkeen ja muiden tavallisempien sellun raaka-aineena käytettyjen hakkeiden pituus- ja paksuus-

jakaumat .

% %

30-

20^-

13 6 3 <3 >10 PITUUSJAE, mm

FRACTION OF LENGTH, mm

Kuva 4. Pelkkahakkeen ja muiden hakelajien palakokojakaumat --- = seulottu hake

--- = seulomaton hake

= tavallinen sahanhake

• = kuitupuuhake /17/

Verrattaessa eri hakelaatuja keskenään havaitaan, että pelkka- hake on lyhytpälaisintä ja kuitupuuhake karkeapalaisinta.

Erityisen korkea on seulomattoman pelkkahakkeen osuus alle 6 mm:n pituus- ja alle 2 mm:n paksuusryhmissä /17/.

Hakkurilla saatavan lastun koko ja muoto riippuvat sekä

raaka-ainemuuttujien että toisaalta hakkurimuuttujien arvoista.

Raaka-ainemuuttujista tärkeimpiä ovat tukin koko ja laatu

sekä puun ikä ja luston leveys. Hakkurista riippuvia tekijöitä ovat mm. syöttö- ja leikkuunopeus, terien muoto ja kulmat

sekä redusointimäärä /2/. Nopeudet vaikuttavat siten, että syöttönopeuden lisääminen pidentää lastun pituutta.

Leikkuunopeuden kasvaessa sitä vastoin palapituus pienenee, sillä hake murtuu tällöin helpommin syyn suuntaan /9/.

4.5 Hakkeen laatu- ja mittamääräykset

Suomessa on ostajien ja Sahateollisuuden Sivutuoteyhdistyksen välillä sovittu vuonna 1971 seuraavat laatu- ja mitta-

määräykset havupuiselle keittohakkeelle:

1. Hakkeen mittaus suoritetaan tilavuusmittauksena tai painomittauksena ostajan tehtaalla kuljetus­

välineessä ostajan toimesta.

2. Hakkeen tulee olla valmistettu huolellisesti kuorit­

tujen havutukkien sahausjätteistä. Sen tulee olla seulottua eikä se saa sisältää vieraita aineita.f

3. Keittohakkeesta vähintään 95 % on kuuluttava 6-32 mm:n pituusluokkaan. Mikäli prosenttiluku on pienempi kuin

95 %, alennetaan hintaa 2 % kutakin tämän luvun

alittavaa täyttä prosenttia kohti, mutta jos prosentti luku menee alle 90 %:n alennetaan hintaa 5 % kutakin täyttä prosenttia kohti 90 lista lähtien. Mikäli luku menee alle 80 % : n ei hake ole kelvollista keitto- hakkeeksi .

4. Mikäli purujaetta, pituus alle 6 mm, on hakkeessa määrältään yli 2 %, vähennetään hinnasta jokaiselta ylittävältä prosentilta 1 % kuitenkin siten, että laskutus tehdään 0,1 %:n välein.

5. Kuori määritellään painoprosentteina ja sitä saa olla korkeintaan 1 %. Jos kuoren määrä on yli 1 %:n, se aiheuttaa hinnan alentumisen vastaavalla prosentti­

määrällä nelinkertaisena, ja kuoren määrä ylittäessä 3 %, haketta ei hyväksytä keittohakkeeksi.

Hakenäytteiden on edustettava yhden kalenterikuukauden aikana saapunutta keittohakkeeksi kelvollista hakemäärää. Tämä

merkitsee sitä, että vaikka laadun arvostelu tapahtuukin

monen hakekuorman keskimääräisen arvon perusteella, yksittäinen kuorma on voitava hylätä ennen sen sekoittumista hyväksyttyjen kuormien sekaan. Hakkeen laatua tarkkaillaan koeseulontojen avulla. Hakenäyte jaetaan jakeisiin kiertoheilurimekanismilla varustettua seulaa käyttäen. Jakeet punnitaan ja tulokset

ilmoitetaan prosentteina koko hakenäytteestä.

Muita hakkeen yleisiä laatuvaatimuksia ovat seuraavat:

Hakkeen joukossa ei saa olla vieraita esineitä kuten kiviä, metalliesineitä, kumia, muovia, hiekkaa, multaa, hiiltä,

koksia, lunta, jäätä jne.

Hakkeessa ei saa olla tiettyjä maaleja ja hartseja /5/.

4.6 Eri hakkurityypit

Rakenteen perusteella voidaan hakkurit ryhmitellä seuraavasti:

- laikka- eli kiekkohakkurit - rumpuhakkurit

- spiraali- eli paralleelihakkurit

Mikäli pysytään pelkästään sahausjätteen parissa, voidaan hakkurit ryhmitellä haketettavan materiaalin perusteella :

rimahakkurit

tasauspätkähakkurit - tikkuhakkurit

Vaikeimmin haketettavia materiaaleja sahausjätteistä ovat lyhyet kuivat tasauspätkät. Lyhyitä pätkiä on vaikea syöttää hakkuriin puunsyiden suuntaisesti. Lyhyet pätkät pyrkivät

yleensä asettumaan syysuunta poikittain syöttösuuntaan nähden, jolloin normaali lastunpituus muuttuu leveydeksi ja koko

pätkän mittaiseksi /5/.

4.6.1 Laikka- eli kiekkohakkurit

Yleisimmin käytetty hakkuri on laikka- eli kiekkohakkuri, joka on saanut nimensä teräpyörän ansiosta. Sen toimintaperi­

aatteena on, että teräpyörä leikkaa pyöriessään pyörän pintaa vasten painetusta puusta haketta, joka patoaa terän edessä olevan aukon kautta teräpyörän ympärillä olevan kotelon

pohjalle. Kotelosta hake poistuu joko pyörän kehälle asennettu­

jen siipien heittovoiman ansiosta tai putoaa allaolevalle kuljettimelle /19/.

Kiekkohakkurilla syntyvän hakkeen laatuun vaikuttavat terien teroitus- ja asetuskulmat, syöttökidan asento teräkiekkoon nähden, terien lukumäärä ja teräkiekon pyörimisnopeus /11/.

4.6.2 Rumpuhakkurit

Rumpuhakun terät on kiinnitetty akselin suuntaisesti lieriö­

mäisen teräpyörän ulkopinnalle. Teriä on 2-24 kpl. Terät ovat yleensä suoria ja veitsimäisiä kuten kiekkohakuissakin.

Hake jää muodostumisensa jälkeen terän edessä olevaan koloon, josta se putoaa rummun alapuolelle kuljettimelle. Hake on laadultaan selvästi huonompaa kuin kiekkohakulla /11/.

4.6.3 Spiraali- eli paralleelihakkurit

Tästä hakkuryhmästä tunnetuimpia ovat pelkkahakkurit ja spiraalihakkurit. Tässä hakkurityypissä on kaksi vastakkain olevaa katkaistun kartion muotoista teräpyörää, joissa on pieniä talttamaisia teriä. Spiraaliin sijoitettujen terien

lukumäärä vaihtelee 128-210 kpl. Pelkkahakuissa voidaan

teräpyörien etäisyyttä toisistaan säätää valmistettavan pelkän mittojen mukaan /11/. Pelkkahakkurit ovat viime aikoina

yleistyneet sahan koneina erityisesti ns. pienpuulinjoilla.

Pelkkähakussa puut syötetään kartiopintojen muodostamaan V-muotoiseen aukkoon. Ensiksi niihin vaikuttavat teräpyörien uloimmat terät. Puun pään muodostuessa kiilamaiseksi pääsevät myös keskiön lähellä olevat terät leikkuutyöhön. Terän

leikatessa puuta sen kärki on likipitäen puun syiden suuntai­

nen. Syntyvä hake poistuu terän edessä olevasta aukosta terä- pyörän toiselle puolelle, jossa se putoaa joko hakkurin

alapuolella olevalle kuljettimelle tai lentää heittosiipien avulla sykloniin.

Syntyvä hake on tasalaatuista ja siinä olevat murtumat helpot­

tavat keittonesteen imeytymistä sellukeiton aikana. Kuvassa 5 on esitetty Kockums-pelkkahakkurin teräpäät ylhäältä ja

kuvassa 6 tukin kulku pelkkahakkurilevyjen ja k^ksoisvanne- sahan läpi.

Terähuolto on spiraalihakkureilla huomattavasti suuritöisempää kuin muilla hakkureilla /14/.

haketusterS

Kuva 5. Kockums-pelkkahakkuri ylhäältä

i

Kuva 6. Tukin kulku pelkkahakkuri-kaksoisvannesahan läpi

4.6.4 Särmäkursot

Särmäys suoritetaan nykyisin usein särmäkursoi11a, jotka hakettavat pyörösahasärmäyksessä syntyvät rimat suoraan hakkeeksi särmäystapahtuman yhteydessä. Kuvassa 7 on

A. Ahlström Oy:n särmäkurso SK2-150:n teräpään kaaviokuva.

Kuva 7. A. Ahlström Oy:n särmäkurso SK2-150:n teräpään kaaviokuva

4.6.5 Seulat

s

Keittoneste imeytyy hakkeeseen sekä syiden suunnassa että kohtisuorassa syitä vastaan. Imeytymisnopeus eri suunnissa riippuu keittomenetelmästä. Homogeenisen keiton edellytyksenä on tasakokoinen hake. Ylisuuri hake jää keitossa raa'aksi kun taas pieni, purumainen jae heikentää sellun laatua, sitoo kemikaaleja ja saattaa aiheuttaa häiriöitä koneistoissa.

Useimpien käytössä olevien hakkujen tuottama hake sisältää hyväksytyn keittohakkeen ohella ylisuurta ja pientä haketta, .joka seulonnalla pyritään poistamaan keittohakkeesta.

Hakekoko määritellään Suomessa yleensä syypituutena. Samaa syypituutta olevien hakeosasten leveys, paksuus samoin kuin

kokonaispituuskin saattavat vaihdella huomattavasti. Viime­

mainitun poikkeaminen syypituudesta johtuu hakeosasten muo­

dosta (kuva 3, s. 13), joka yleensä on suunnikasmainen.

Tämän vuoksi hakkeen seulonta syypituutta ajatellen on liki­

määräistä, koska hakkeen seuloutuminen tapahtuu yhtä hyvin hakkeen kokonaisleveyden kuin -pituudenkin suhteen /11/.

Nykyisin seulonnassa käytetään ns. hiertäviä seuloja eli vaakatasossa toimivia seulakoneistoja. Hiertäviä seuloja on kahta päätyyppiä: ripustettavia ja vapaasti seisovia. Seisova rakenne on kalliimpi kuin ripustettava, mutta suuritehoisimmat seulat ovat yleensä vapaasti seisovaa mallia.

Jotta hake palapituutensa puolesta asettuu 6-32 mm:n, on seulareikien läpimitan oltava ylälevyssä 35-38 mm ja alalevyssä 7-8 mm. Seulonnan merkitys hakkeen laadun ja saannon kannalta voidaan sanoa olevan ratkaiseva /19/.

5. PURUN LAATU JA SIIHEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT

Raekoko on tärkeimpiä purun laatukriteereitä, sillä siitä riippuu sellun keitossa saatavien kuitujen pituus sekä

tuotteen ominaisuudet levyteollisuudessa. Paitsi teknisistä laitteista raekoko riippuu puun kosteudesta, laadusta ja j äätyneisyydestä.

Seulonnalla voidaan säädellä raekokoa ja poistaa epäsuotuisat jakeet ennen käyttöä. v

Muita purun laatuun vaikuttavia tekijöitä ovat kuoripitoisuus, raakä-aineena käytetyn purun tiheys sekä purun kiintotilavuus- prosentti. Talviaikana vaikuttavat purun laatuun sekä

tukkien ja purun jäätyminen että purun joukkoon joutunut lumi ja jää /20/.

5.1 Purun kiintomittaprosentti

Purun kiintomittaprosentti eroaa hakkeen vastaavista arvoista 2,0-2,5 prosenttiyksikköä. Purun kiintomittaprosentin hajonta on kuitenkin huomattavasti suurempi kuin hakkeella ja arvot vaihtelevat laajoissa rajoissa etenkin talvella. Kiinto­

mittaprosentti vaihtelee keskimäärin 22-44 % : n välissä.

Taulukossa 5 on esitetty sahanpurun kiintornittaprosentit

purulajeittain erikseen männyllä ja kuusella ennen kuljetusta.

Taulukko 5. Purun kiintomittaprosentti kesällä ja talvella /20/

Puulaji Kiintomittaprosentti Hajonta Kesäaika

Mänty 35,8 1 ,6

Kuusi 35,8 2,5

Seka 36 ,0 0,7

Talviaika

Mänty 33,1 4,3

Kuusi 32,2 0,0

Seka 32,7 4,4

Kuten taulukosta havaitaan on purun kiintomittaprosentti

talvella alhaisempi kuin kesällä ja Uusvaara /20/ toteaakin tutkimuksessaan, että ero on tilastollisesti merkitsevä.

Purun kiintomittaprosentin vuotuiseksi keskiarvoksi kesä- ja talvikuukausilla painottaen on Uusvaara saanut 34,7 % ennen kuljetusta /20/.

5.2 Purun raekoko

Purun raekokoon voidaan vaikuttaa eniten seulonnalla, jolloin poistetaan ylisuuret tikut sekä kaikkein hienoin, lähes

pölymäinen aines. Muita purun raekokoa sääteleviä tekijöitä ovat seuraavat:

- sahausmenetelmä - vuodenaika

erityyppisten purulajien yhdistäminen tukkien varastoimistapa

puuaineen laatu

Leikkaustavasta ja terän rakenteesta johtuen eri sahakoneet tekevät erilaista purua. Kehäsahalaitoksen puru eroaa

vannesahan ja pyörösahan purusta ja toisaalta katkaisusaha, joka leikkaa puuta syiden poikkisuuntaan, tekee raemuodoltaan muusta purusta poikkeavaa, pienirakeisempaa ja käyttöarvol­

taan heikompaa purua kuin muut sahakoneet.

Taulukossa 6 on esitetty kehäsahan erilaisten iskunpituuksien antamat raekokoj akaumat sekä vannesahan purun raekokoj akauma.

Taulukko 6. Iskunpituuden ja sahakoneen vaikutus raekokojakaumaan /4/

Kehäsaha Vannesaha

Jae mm 700 mm 500 mm keskiarvo

yli 6,35 5,6 2,2 3,9 0,3

6,35-3,18 20,9 15,6 18,2 4,0

3,18-2,16 , 15'4 ^{16,4 15,9} 3,5

2,16-1 ,03 42,4 47,3 44,9 57,7

1 ,03-0,638 11,8 13,5 12,7 26,8

0,638-0,30 2,1 2,8 2,4 6,2

alle 0,30 1,8 2,2 2,2 _{1 ,5}

Taulukosta havaitaan, että 700 mm:n iskunpituudella puru on hieman karkeampaa kuin 500 mm:n iskunpituudella. Verrattaessa kehäsahan purua vannesahan puruun havaitaan vannesahan purun olevan huomattavasti hienojakeisempaa ja enemmän tasakokoista painottuen selvästi kokoluokkiin 0,638 mm - 2,16 mm.

5.3 Purun kuoren määrä

Purun joukossa oleva kuori muodostaa haittatekijän etenkin käytettäessä purua sellun raaka-aineena. Se kuluttaa kemikaa-

lioita ja voimaa ja alentaa massan laatua. Kuoren antama sellusaanto on myös hyvin vähäinen. Uusvaara on tutkimuksis­

saan saanut sahanpurun keskimääräiseksi kuoriprosentiksi männyllä 0,7 % ja kuusella 1,3 %. Nämä luvut ovat melko lähellä hakkeen vastaavia arvoja /20/.

5.4 Purun laatu- ja mittasuositukset

Massateollisuudella ei ole olemassa sellaista yleistä laatu­

ja mittamääräystä sahanpurulle kuin on hakkeelle (vrt. s. 16).

Selluun käytettävän sahanpurun laatu- ja mittamääräykset ovat eräiden teollisuuslaitosten välisen sopimuksen mukaan

seuraavat:

1. Purun mittaus suoritetaan tilavuus- tai painomittauk­

sena ostajan tehtaalla kuljetusvälineessä ostajan toimesta. Myyjällä tai hänen valtuuttamallaan on oikeus tarkistaa mittaus.

S

2. Purun tulee täyttää seuraavat laatuvaatimukset :

2.1 Purun tulee olla peräisin huolellisesti kuorit­

tujen havupuiden sahauksesta. Sen tulee olla

seulottua, eikä se saa sisältää normaalia hakkeen palakokoa suurempia puupaloja eikä vieraita

aineita kuten hiekkaa, kiviä, hiiltä, muovia tms.

2.2 Purusta vähintään 80 % on kuuluttava pituus- luokkaan 1,0-6,0 mm. Mikäli prosenttiluku on pienempi kuin 80, alennetaan hintaa 2 % kutakin tämän luvun alittavaa täyttä prosenttia kohti.

Mikäli prosenttiluku alittaa 60, ei puru ole kelvollista sellun raaka-aineeksi.

2.3 Kuori määritetään painoprosentteina ja sitä saa olla purussa korkeintaan 1 %. Jos kuoren kuiva-ainemäärä on yli 1 % purun koko kuiva- ainemäärästä, vähennetään purun perushinnasta neljä kertaa se prosenttimäärä, joka ylittää em. 2 % : n. Jos kuoren osuus ylittää 3 paino­

prosenttia, ei puru ole kelvollista /7/.

6. MUUT SIVUTUOTTEET

Jatkojalostuksessa syntyvien sivutuotteiden, kutterilastun ja jyrsinpurun, tärkein laatukriteeri on kosteus, koska niiden käyttö on lähinnä poltto. Näiden sivutuotteiden kosteus-%

on yleensä sama kuin valmiin sahatavaran vesipitoisuus eli n. 20 %. Koska nämä sivutuotteet ovat näinkin kuivia, niitä käytetään polttoon usein siten, että ne sekoitetaan ennen

polttoa kuoren joukkoon ja näin saadaan nostettua koko seoksen kuiva-ainepitoisuutta polton kannalta edullisemmaksi /5/.

7. HAKKEEN LAADUN TARKKAILU

Suomessa käytetään hakkeen laadun määrittämiseksi kierto- heilurimekanismilla toimivaa koeseulaa, joka voidaan varustaa joko reikä- tai rakolevyillä. Seulalevyjen koko on 600 x 600 mm Liike tapahtuu yhdessä tasossa, amplitudi on 50 mm ja

kierrosnopeus 160 r/min. Reikäseulan reikien halkaisijat ovat - 32, 25, 19, 16, 13 ja 6 mm. Hakeannoksen suuruus on 15 1 ja seulonta-aika viisi minuuttia /9/.

Koska hakkeen paksuus on määräävä tekijä sulfaattikeitossa, rakoseulonta on tärkeä sulfaattihakkeen analysointimenetelmä.

Rakoseulonnassa joutuu kuitenkin keittoon hyväksyttyyn

jakeeseen runsaasti pitkiä, ohuita tikkuja. Rakoseulat ovat pääperiaatteeltaan samanlaisia Williamsin koeseuloja kuin

^ reikäseulatkin. Rakoseulojen rakojen leveydet ovat 10, 8, 6, 4 ja 2 mm.

Eri tutkimuksissa on selvitelty reikä- ja rakoseulontojen

eroja. Erityisesti sulfaattikeiton kannalta voidaan todeta se, että suoritettaessa laaduntarkkailu pelkästään reikäseulonnan avulla, voi pituusjakauma olla eri hakkeilla sama, mutta

hakkeen paksuus ja siis hakkeen arvo käytön kannalta voi olla hyvinkin erilainen.

Ruotsissa onkin laaduntarkkailussa käytössä seulayhdistelmä, joka lajittelee hakkeen sekä paksuuden että pituuden mukaan.

Tämä seula koostuu seuraavista seulalevyistä: 45 mm:n rei'ät, 8 mm:n rako, 7 mm:n rei'ät ja 3 mm:n rei'ät. Kaaviokuva

seulasta on kuvassa 8.

SQRTEREIEMENT FRAKTIONER

Spónlodo

Kuva 8. Ruotsissa käytössä olevan hakkeen seulonta­

menetelmän seulalevyt /2/

8. SIVUTUOTTEIDEN KÄSITTELYSSÄ TARVITTAVIA LAITTEITA

8.1 Kuljettimet

Sivutuotteiden siirtelyyn käytetään erilaisia kuljettimia, joista toiset sijaitsevat sahalaitoksilla ja toiset sivu­

tuotteita vastaanottavilla tehtailla. Eräänlaiseksi kuljetti- meksi voidaan laskea myös sykloni, jonka tehtävänä on erottaa hake hakkurin puhaltamasta ilmavirrasta ja pudottaa se

seulalle. Seulonnan yhteydessä muodostuvalla purujakeella on oma hihnakuljettimensa tai se valuu purukuljettimelle muun sahalla syntyvän purun joukkoon. Seuloilla erottuva ylisuuri jae johdetaan takaisin hakkuriin ns. tikkukuljettimella.

Hake johdetaan omalla kuljettimeHaan siiloon, varastokasaan tai vaihtolavalle. Kuljetinlaitteisiin kuuluvat myös pinnat, rimat ja tasauspätkät hakkurille tuova kuljetin.

Hake- ja purukuljettimina käytetään sekä hihna- että kola- kuljettimia. Integroituneilla laitoksilla kuljetetaan haketta, purua ja kuorta usein pneumaattisilla kuljettimi11a. Tämä

kuljetin onkin sopiva erityisesti lyhyillä matkoilla, sillä sivutuotteet säilyvät tässä kuljetusmenetelmässä puhtaana, koska järjestelmä on suljettu /19/.

8.2 Siilot

Sivutuotteiden väliaikainen säilytys sahalaitoksilla tapahtuu yleisimmin siiloissa. Siilon suunnittelussa pyritään huomioi­

maan tärkeimpänä seikkana hyvät tyhjennysominaisuudet. Tätä silmällä pitäen tulee siilon pohjan olla pinnaltaan sileä ja kaltevuuden noin 45° /19/.

III KOKEELLINEN OSA

Diplomityön kokeellisessa osassa oli tarkoitus tutkia

Oy KAUKAS Ab:n Lappeenrannan sahalla syntyviä sivutuotemääriä ja sivutuotteiden laatua. Ensimmäisessä vaiheessa selvitet­

tiin teoreettisesti laskemalla ja toteutuneitten lukujen perusteella eri prosessivaiheissa (myös jatkojalostuksessa) syntyvät sivutuotemäärät. Koska sahan sivutuotteista hake ja puru menevät pääasiassa Kaukaan sellutehtaan käyttöön, selvitettiin seuraavassa vaiheessa näiden sivutuotteiden

laatu sulfaattikeiton kannalta. Kankaalla noudatetaan 5 vuoden yrityssuunnittelukautta, diplomityössä laskettiin teoreetti­

sesti seuraavan yritysuunnittelukauden 1982-1986 suunniteltujen investointien vaikutus sivutuotteiden määriin ja laatuihin.

Lopuksi laskettiin sivutuotteiden rahalliset tuotot sahalle tällä hetkellä eri kapasiteettivaihtoehdoilla sekä verrattiin eri käyttövaihtoehtojen antamaa tuottoa sahan kannalta.

1. Oy KAUKAS Ab:N SAHAN KUVAUS

\

Kaukaan saha on sijainnut nykyisellä paikallaan Lappeenrannassa vuodesta 1959. Alunperin saha käsitti kaksi kehäsahalinjaa,

jolloin vuosituotanto oli 140 000 m1 * 3. Vuonna 1967 aloitti

sahalla toiminnan ns. pelkkalinja, joka nosti sahan tuotannon siten, että se parhaimmillaan on saavuttanut kolmivuoro­

työssä 330 000 m3: n tuotannon. Kaukaan sahalla harjoitetaan myös jatkojalostusta. Vuonna 1980 saha tuotti sormijatkettua sahatavaraa 15 000 m , halkaistun tavaran tuotanto oli

24 000 m3 ja höylättyä tavaraa tuotettiin 31 000 m3. Yhtiö harjoittaa myös Luumäellä olevassa tuotantolaitoksessa puu- 3 rakenneteollisuutta, jonka tuotanto vuonna 1980 oli 819 m hirsityöstettyä tavaraa, joka on tarkoitettu lähinnä pysyvään asumiseen tarkoitettuihin rakennuksiin. Kaukaan sahan

kyllästyslaitoksella tuotettiin vuonna 1980 11 000 m3 kyllästettyä sahatavaraa.

1 Sahan raaka-aine ja sen käsittely sahalla

Kankaan sahalle hankitaan raaka-aine kaakkoissuomalaisten

puunjalostusyhtiöiden yhteisesti omistaman hankintaorganisaatio Tehdaspuun kautta. Mäntytukkien hankinta-alue käsittää

alueen, joka ulottuu etelästä Ylämaa - Luumäki - Mäntyharju linjalta pohjoiseen Rautavaara - Valtimo - Kuhmo linjalle.

Lännessä alueen raja kulkee Hirvensalmi - Kangasniemi -

Karttula - Maaninka linjaa. Vuoden 1980 mäntytukkien nimeämis- alue on esitetty liitteessä 1 , koodinumerona kartassa on 2. Kuusitukkien hankinta-alue eroaa jonkin verran mäntytukkien hankinta-alueesta ja vuoden 1981 nimeämisalue kuusitukkien osalta on liitteessä 2.

Vuonna 1980 oli Kaukaan sahalla mänty— ja kuusisahauksen suhde 62 % - 38 %.

Raaka-aine kuljetetaan sahalle uittamalla, autokuljetuksina tai rautateitse. Vesikuljetuspuiden osuus vuonna 1980 oli 46 %, autokuljetuspuiden 38 % ja rautatiekuljetusten 16 %.

Kun tarkastellaan esimerkiksi kuoren kosteutta, tulee huomioida että kaikki tukit varastoidaan vedessä ennen kuorintaa ja

lajittelua.

Sahalla tukit nostetaan vedestä Kone Oy:n toimittamalla siltanosturilla kuorimolle, jossa tukkien kuorinta tapahtuu kahdella Cambio 75 -reikäroottorikoneella. Kuorinnan jälkeen poistetaan tukeista tyvilaajentumat Kocku&sin reikäroottori­

koneella .

Tämän jälkeen suoritetaan tukkien laatulajittelu sekä läpimitan ja tilavuuden mittaus. Eri laatuluokkia on Kaukaalla käytössä kolme : A-, B- ja C-laatuluokka. Laatulajittelu suoritetaan oksaisuuden ja lenkouden ym. tukkivikojen perusteella.

Läpimittaluokkia on A- ja В-männyllä yhteensä 16 kappaletta ja C-männyllä 12 kappaletta. Kuusella on ; A-luokassa 7 läpi- mittaluokkaa ja B- ja C-luokissa 13 läpimittaluokkaa.

Lajittelu suoritetaan usein siten, että A- ja В-laatu on

yhdistetty yhdeksi AB-laaduksi. Tukkien läpimitan ja tilavuuden mittaus tapahtuu Reman toimittamalla lasermittalaitteella.

Itse lajittelulaitos käsittää 49 kappaletta lajittelulokeroita, jotka kaikki sijaitsevat vedessä.

Tukkien kuori käsitellään kahdella Rauma-Repolan toimittamalla kuorenrepijällä. Revinnän jälkeen kuori puristetaan kolmella Rauma-Repolan BPR-40 tyypin kuoripuristimella. Puristuksen jälkeen kuori voidaan joko puhaltaa pneumaattisesti voima­

laitokselle tai kuljettaa autonlavalla voimalaan tai kaato­

paikalle. Erityisesti talviaikaan on kuorta jouduttu kuljetta­

maan kaatopaikalle sen alhaisen kuiva-ainepitoisuuden takia.

1.2 Varsinaiset sahauslinjat

Liitteessä 3 on esitetty Kaukaan sahan materiaalivirtauksen lohkokaavio, joka helpottaa prosessin seuraamista.

Sahassa on 2 linjaa; ns. pelkkalinja ja pk-linja. Pelkka- linjalle tukkien syöttö tapahtuu yhtä syöttökuljetinta pitkin ja pk-linjalle kahta. Tukit nostetaan sahaan suoraan vedestä.

Pääperiaatteena tukkien jaossa linjoille on, että pieniä tukkeja, erityisesti C-tukkeja, sahataan pelkkälinjalla tukkiluokasta 01 lähtien niin paljon kuin aikaa on käytettä­

vissä. Pelkkalinjalla on ensimmäisinä koneina Kockumsin

toimittamat pelkkahakkuri-kaksoisvannesahayksiköt. Vannesahat asennettiin pelkkahakkurin yhteyteen kesällä 1981, jotta myös yläpuolelta saataisiin sivulaudat. Toisena pelkkalinjan

pääkoneena on niinikään Kockumsin toimittama pelkkahakkuri- kolmoisvannesahayksikkö, jolla voidaan pelkkä halkaista ja sahata alapuolella sivulaudat. Syntyvien sivulautojen särmäys tapahtuu Plan-Sellin toimittamilla puoliautomaattisärmillä, jotka ohjaavat Kockumsin särmäkursoja. Sivulautojen tasaus suoritetaan Plan-Sellin automaattisella tasauspöydällä.

Pk-linjalla on ensimmäisenä koneena Kockumsin toimittama pelkkahakkuri-neloisvannesahayksikkö, jolloin yläpuolella saadaan joko 2 tai 4 sivulautaa. Pelkän jakosahaus tapahtuu kolmella Otso 700 20": n kehäsahalla. Pk-linjalla syntyvät sivulaudat särmätään manuaalisesti neljällä Ahlströmin

särmäsahalla. Lautojen esitasaus tapahtuu manuaalisella esi- tasauspöydällä.

Dimensiolajittelu tapahtuu käsin vetämällä kuormauspöydältä.

Kuormien täytyttyä siirretään ne nosturilla kahdelle rimoitus- koneelle, joista toinen on Satekon toimittama ja toinen

Kaukaan oma konstruktio. Kesäaikana sahatavara kastellaan KY-5:llä ennen rimoitusta sinistymisen ehkäisemiseksi.

Rimoitetut sahatavarapaketit siirretään haarukkatrukeilla kuivaamoon, jossa kanaalikuivaamo käsittää 7 kanaalia ja kamarikuivaamoissa on yhteensä 38 kamaria.

Kuivat sahatavarapaketit siirretään tasaamolle haarukka- trukeilla. Sahatavaran lajittelu- ja tasauslaitos käsittää kaksi konetta (uusi ja vanha), joista vanhempi on Tallbergin toimittama ja uudempi Plan-Sellin. Lajiteltu sahatavara

paketoidaan joko trukkipaketeiksi tai pituuspaketeiksi.

Trukkipaketointi suoritetaan Plan-Sellin toimittamalla koneella ja pituuspaketointi Hammarsin koneella, jossa on paketti-

puristimena Telkon toimittama kone.

Sahalaitoksen nimeliiskapasiteetiksi voidaan laskennallisesti todeta tällä hetkellä molempien linjojen kaksivuorokäynnillä

330 000 m3.

1.3 Jatkojalostus

Kaukaan jatkojalostus käsittää sormijatkoslaitoksen, kyllästä- mön, höyläämön ja puurakennelaitoksen.

Sormijatkoslaitoksella on kaksi Cook-Bolinderin sormijatkos- konetta. Laitoksen kapasiteetti on 20 000 m sormijatkettua sahatavaraa kahdessa vuorossa.

Painekyllästettyä tavaraa valmistetaan kaksoistyhjölaitoksella,

3 '

jonka kapasiteetti on 10 000 m kaksivuorokäynnillä.

Höyläämöllä käytetään sahatavaran halkaisuun Canalin toimitta­

maa halkaisuvannesahaa. Höyläämön varsinaisina höyläkoneina on Jonseredsin 6-kutterinen H862 KA Super sekä listahöylä

3

H 45 - KA. Höyläämön kapasiteetti on n. 30 000 m kahdessa vuorossa.

Luumäen jatkojalostuslaitoksella on salvoskone sekä kaksi säteissahaa ja lisäksi 9-kutterinen höyläkone, jonka kapasi-

3

teetti on 14 000 m kaksivuorokäynnillä. Puurakennelaitoksen 3

höylähirsituotantokapasiteetti on 2 500 m vuodessa.

2. SIVUTUOTTEIDEN SYNTYMINEN JA NIIDEN KÄSITTELY

Ensimmäinen vaihe, missä sivutuotteita Kaukaalla syntyy, on tukkien kuorinta. Kuorinta siis tapahtuu kahdella reikä-

roottorikoneella, jonka jälkeen kuori revitään kuorenrepijöillä ja puristetaan kahdella mäntäpuristimella. Kuori voidaan

puhaltaa voimalaitokselle tai kuljettaa autokuljetuksena voimalaitokselle tai kaatopaikalle.

Haketta syntyy ensimmäisen kerran tukkien sievennyksessä.

Sievistyshake voidaan toimittaa joko puhaltamalla voima­

laitokselle tai autokuljetuksena sellutehtaan hakevarasto- kasalle.

PelkkäIinjalla syntyy ensimmäisessä työstövaiheessa (ks. liite 3 pelkkahakkuri-kaksoisvannesahalla haketta ja vannesahapurua.

Nämä putoavat alasahassa kulkevalle hihnakuljettimelle,

jolla ne kuljetetaan seuloille. Pelkkahakku-kolmoisvannesaha- yhdistelmässä syntyvä hake kulkeutuu myös samaa hihnakuljetintä pitkin seuloille, kuten myös särmäkursoilta tuleva hake.

Sivulautojen tasauksesta syntyvät esitasauspätkät kulkeutuvat erillisellä hihnakuljettime11a Norman-kiekkohakulle, jolta

syntyvä hake seulotaan samoilla seuloilla kuin pelkkahakkeetkin.

Pk-linjalla olevalta ensimmäiseltä sahakoneelta pelkkahakku- neloisvannesahalta syntyvä hake kuljetetaan hihnakuljettimilla samoille seuloille kuin pelkkalinjankin hake. Kehäsahoilla syntyvät pinnat, särmäyksen rimat ja esitasauksen pätkät kuljetetaan hihnakuljettimellä Norman-hakulle, josta syntyvä hake edelleen seuloille.

Rimoituksessa syntyvät märkäpätkät (ylipitkä tavara) ja

jäterimat haketetaan Hedlund-rumpuhakulla, jolta syntyvä hake kuljetetaan hihnalla seuloille.

Seuraava vaihe sahausprosessissa, jossa haketta syntyy on tasaus- ja laatulajittelu. Uudella lajittelulaitoksella syntyvät tasauspätkät haketetaan Erjo 608 MA -rumpuhakulla.

Syntyvä hake seulotaan omalla seulalla. Vanhalla lajittelu- laitoksella ja pituuspaketoinnissa syntyvät tasauspätkät haketetaan Söderhamn-spiraalihakulla, jolta hake kuljetetaan maan alla kulkevaa tunnelikuljetintä pitkin hihnoilla

samoille seuloille kuin myös pelkkä- ja pk-linjan hakkeet.

Lajittelulaitoksella syntyy myös pyörösahan purua, joka pyritään poistamaan hakkeesta seulonnalla.

Sekä pelkkä- että pk-linjan hake ja tasaamon hake puhalletaan pneumaattisesti hakekasalle seulonnan jälkeen. Sahauslinjoilla syntyvä hake voidaan myös kuljettaa vaihtoehtoisesti hihna­

kul j ett ime 11a hakesiiloon. Syntyvä sahanpuru kuljetetaan hihnakuljettimilla sahajauhosiiloon, josta se kuljetetaan traktorilla selluloosatehtaan varastokasalle tai voimalaitok­

selle. Pk-linjalla syntyvät kehäsahanpuru ja särmäsahanpuru erotetaan jo sahauksen yhteydessä. Muu sahanpuru pyritään erottamaan hakkeesta seulonnalla.

Jatkojalostuksessa syntyy sormijatkoslaitoksetla jyrsinpurua ja tasauspätkiä. Jyrsinpuru sekoitetaan tasaamon muun purun joukkoon, ja tasauspätkät haketetaan vanhan lajittelulaitoksen spiraalihakulla. Höyläämöllä syntyvät kutterinlastu ja

halkaisuvannesahanpuru kuljetetaan autokuljetuksena voima­

laitokselle energian kehitykseen. Luumäellä syntyvät tasaus- pätkät tuodaan autokuljetuksena sahalle ja haketetaan vanhan lajittelulaitoksen spiraalihakulla.

Vanhan lajittelulaitoksen hakku on tyypiltään Söderhamn-

700-18/2A -spiraalihakku. Spiraalihakun teräpyörän halkaisija on 1 540 mm. Hakun kierrosluku on 700 kierrosta/min, ja

teriä siinä on yhteensä 66 kpl. Terien pituus on 50 mm.

Uuden lajittelulaitoksen hakku on tyyppiä Erjo 608 MA -rumpu- hakku. Hakun rummun halkaisija on 1 200 mm, kierrosluku on 650 kierrosta minuutissa. Siinä on yhteensä 8 kpl 450 mm:n pituista terää.

2.2 Seulat

Sahalla on yhteensä 3 seulaa. Prosessin alkupäässä on 2 saman­

laista seulaa, joilla seulotaan pelkkahakkujen, Norman-hakun sekä vanhan lajittelulaitoksen spiraalihakun hake. Nämä

seulat ovat Rauma-Repolan valmistamia vapaasti seisovia hiertäviä seuloja tyyppimerkinnältään SCS - 190. Seuloissa on 3 kappaletta reikälevyjä, joissa on pyöreät reiät halkai­

sijoiltaan 55 mm, 18 mm ja 6 mm. Seulalevyjen koko on

1 100 x 3 800 mm.. Kolmas seula sijaitsee uudella lajittelu- laitoksella ja sillä seulotaan Erjo-rumpuhakulla haketetuista kuivista tasauspätkistä syntyvä hake. Tämä seula on myös

hiertävä ja vapaasti seisova ja siinä on 2 kappaletta reikä­

levyjä. Ylälevyn reiät ovat neliönmuotoisia kooltaan 32 x 32 mn ja alalevyssä on ympyrän muotoiset reiät halkaisijaltaan

7 mm. Seulalevyt ovat kooltaan 3 000 x 2700 mm . Seula on2 Plan-Sellin valmistama ja tyyppimerkinnältään 180.

c

3. HAKKUREIDEN JA S AHAKONEIDEN TERÄHUOLTO

Kaukaan sahalla terähuolto tapahtuu sahalla kahdessa erilli­

sessä terähuoneessa, joissa on sellaiset laitteet, että kaikkien sahakoneiden ja hakkujen terähuolto voi tapahtua omalla laitoksella.

Sahan päähakun, Norman-hakun, terähuolto tapahtuu seuraavasti:

joka tauon aikana tarkastetaan hakun kaikki terät ja vioittu­

neet terät vaihdetaan. Lisäksi, jos on syytä olettaa, että

hakussa on käynnin aikana jokin teristä vioittunut, se vaihde­

taan kesken sahausrupeaman. Edellämainitut toimenpiteet saavat aikaan sen, että Norman-hakun kaikki 16 terää tulevat

keskimäärin vaihdettua kahden vuoron aikana.

Pelkkahakkureiden terähuolto toteutetaan valmistajan ohjeiden mukaan. Kuvassa 9 on esitetty Kockumsin suosittamat vaihto- välit pelkkahakkurin eri vyöhykkeille.

KESKIÖLEVY 8-16 h SILITYSLEVY 8 h VYÖHYKE 1 8 h VYÖHYKE 2 16-24 h VYÖHYKE 3 24-28 h .VYÖHYKE 4.

VYÖHYKE 5

TARPEEN MUKAAN TARPEEN MUKAAN

Kuva 9. Valmistajan suosittamat teränvaihtovälit pelkkahakkureiden eri terävyöhykkeille

Pelkkalinjalla olevien särmäkursojen terät tarkistetaan joka tauon aikana. Mikäli tarvetta jonkun haketusvyöhykkeen terissä ilmenee, ne vaihdetaan.

Rimoituskoneella olevan jätehakun terät vaihdetaan tarvittaessa.

Tällä hetkellä on jätehakun terien keskimääräinen vaihto- väli 1 kuukausi.

Vanhalla lajittelulaitokse11a sijaitsevan spiraalihakun terät tarkastetaan kerran viikossa, jolloin huonot terät vaihdetaan.

Uuden lajittelulaitoksen Erjo-hakun terät tarkistetaan joka tauon aikana, jolloin kuluneet tai vioittuneet terät myös vaihdetaan.

Sahakoneista sekä vannesahojen että kehäsahojen terät vaihde­

taan joka tauon aikana. Mikäli sahatavaran pinta heikkenee sahausrupeaman aikana, voidaan ne vaihtaa kesken rupeamankin.

3.1 Terien teroitusohjeet

Sahalla pyritään eri koneiden terien teroituksessa noudatta­

maan valmistajan antamia ohjeita. Norman-hakussa on terien teroituskulma 35°. Rimoituksen jätehakun teroituskulma on 36° ja uuden lajittelulaitoksen Erjo-hakun teroituskulma 35°.

Kuvassa 10 on esitetty Kockumsin toimittama särmäkurson terän hiomaohje. Ohjeen mukaan alasivua hiotaan, kunnes hiomapinta on n. 12 mm leveä. Tämän jälkeen on tehtävä kaarevuussäteen päästö. Muuten on piirustukseen merkitty eri hiomakohteiden järjestys. Valmistaja varoittaa hiomasta terästä liikaa pois.

Normaalin tylsän terän teroittamiseksi riittää n. 0,1 - 0,2 mm:n poistaminen.

f

Kuva 10. Kockums-särmäkurson terän hiontaohje ja hiontaj ärjestys

4. SAHAN SIVUTUOTETASEIDEN LASKEMINEN

Diplomityössä pyrittiin selvittämään mahdollisimman tarkasti eri sahakoneilta tulevat sivutuotemäärät, jotta sellutehtaan raaka-ainekoostumus saataisiin tarkasti selville. Sivu­

tuotteiden jakamisessa koneille käytettiin hyväksi toteutu­

neita lukuja sekä osittain teoreettisia laskelmia. Hake- määrien absoluuttinen mittaaminen prosessissa on melko mahdo­

tonta, koska hakevirtaus tapahtuu sykäyksittäin ja virtauksen määrä on täysin riippuvainen asetteesta, joka vaihtuu

yleensä sahausrupeamittain.

Kuoren ja sievistyshakkeen määrät laskettiin sahalla kuukau­

sittain tehtävien toimintailmoitusten perusteella. Esimerkki toimintailmoituksesta on liitteessä 4.

Hake jaettiin seuraaviin fraktioihin:

Pelkkahakkureiden hake

Norman-hakun hake + särmäkursojen hake Spiraalihakun hake

Uuden lajittelulaitoksen hake Jatkojalostuksesta syntyvä hake

Pelkkahakuilla syntyvän hakkeen määrä koko hakemäärästä selvitettiin erikseen pk- ja pelkkalinjalle. Hakemäärien laskemisessa käytettiin hyväksi sahaussimulaattorin antamia tulosteita. Itse laskelma suoritettiin siten, että tukki käsiteltiin katkaistuna kartiona. Tukin keskikohta valittiin teoreettisen tarkastelun lähtökohdaksi. Tukkiluokkakohtaiset

läpimitat ja tilavuudet saatiin lajittelulaitokselta tule­

vista atk-listauksista. Kuvassa 11 on esitetty viivoitettuna työstö, joka suoritetaan pk-linjan pelkkahakkureilla.

Kuva 11. Pelkkahakkurilla suoritettava työstö

Tarkastelun lähtökohdaksi valittiin tukin keskikohta, josta on esitetty poikkileikkaus kuvassa 12.

Kuva 12. Tukin poikkileikkaus pelkkahakkurityöstössä

Poikkileikkauksesta tukin keskikohdalla laskettiin haketetta- van pinta-alan osuus %:na koko poikkileikkauksen pinta-alasta.

Kohta A kuvassa 12 käsittää ko. asetteen tuoremitat ja sahausraot. Hakkeen määrä kiintokuutiometreinä laskettiin siten, että kerrottiin saatu prosenttiluku tukin koko tila­

vuudella. Pelkkahakkeen osuus saatiin edelleen siten, että jaettiin näin saatu hakemäärä ko. asetteella simulaattorin mukaan syntyvällä hakemäärällä. Liitteessä 5 on esitetty

laskelmien numeerinen suorittaminen pk-linjalla tukkiluokassa AB 07 käytettävälle asetteelle 19-150-19.

Pelkkalinjalla suoritettiin laskelmat vastaavalla tavalla, mutta siinä otettiin huomioon myös alahakulla syntyvä hakkeen määrä. Pk-linjalla hakefraktio laskettiin 20 aset­

teelle ja pelkkalinjalla 10 asetteelle.

Hakefraktio, joka pystyttiin selvittämään tarkasti, oli jälki- päästä syntyvä hake, sillä Kankaan sahalla käytettävä atk- seurantasysteemi tulostaa tarkasti tasauksessa syntyvät

häviöprosentit. Loput hakkeet laskettiin yhdeksi fraktioksi, joka sisälsi Norman-hakun hakkeen sekä särmäkursohakkeen.

Sahausprosessin purumäärät selvitettiin sahaussimulaattorin avulla. Purut jaettiin seuraaviin fraktioihin: vannesahan puru, kehäsahan puru ja pyörösahan puru. Purufraktioiden selvitys suoritettiin simulaattorin avulla seuraavasti:

simulaattorissa on eräänä syöttötietona sahakoneen pururako, jonka avulla simulaattori kykenee laskemaan syntyvän purun määrän. Pururaon arvoksi syötettiin vuorotellen muille paitsi yhdelle sahakoneelle 0 mm, jolloin simulaattori laski ko.

sahakoneella syntyvän purun määrän. Simulointi suoritettiin 30 asetteelle. Nämä asetteet muodostavat 80 % Kaukaalla käytettävistä asetteista. Simuloinnin jälkeen laskettiin kunkin purufraktion prosentuaalinen osuus koko purumäärästä, ja se painotettiin edelleen tukkijakauman perusteella.

Jatkojalostuksesta syntyvät sivutuotemäärät laskettiin toimin­

tailmoituksista vuonna 1980 toteutuneitten lukujen perusteella.

4.1 Saadut sivutuotefraktiot

Kuoren määräksi saatiin toimintailmoitusten perusteella 0,167 i-m3/m3 tukkia.

Sievistyshakkeen määräksi saatiin toimintailmoitusten perus­

teella 0,008 i-m3/m3 tukkia.

Eri hakefraktiot laskettiin erikseen molemmille linjoille.

Pk-linjalle saatiin eri fraktioiden prosentuaalisiksi osuuksiksi linjan koko hakemäärästä seuraavat luvut :

Pelkkahakku 12 % Pinnat, rimat ja esitasaus 72 % Spiraalihakun hake 3 % Uuden lajittelulaitoksen hake 13%

Pelkkalinjalle saatiin vastaavasti hakefraktioiksi seuraavat:

Pelkkahakut 27 % Särmäys ja esitasaus 57 % Spiraalihake 3 % Uuden lajittelulaitoksen hake 13%

Nämä luvut eivät ole ehdottoman tarkkoja, koska lukujen absoluuttisen tarkka selvittäminen olisi erittäin hankalaa

ja saatava lisähyöty työmäärään nähden olisi pieni. Esimerkiksi jälkipäässä^syntyvää haketta ei voida erottaa erikseen

pelkkäIinjalle ja pk-linjalle, vaan edellä mainitut prosentti­

luvut ovat osuuksia koko hakekertymästä.

Purumääriksi eri sahakoneille saatiin simulaattorin avulla seuraavat lukemat :

Pk-linj a

Vannesaha 25 %

Kehäsaha ' 60 %

Pyörösaha 15 %

Pelkkalinja

Vannesaha 40 %

Pyörösaha 60 %

Näiden saatujen sivutuotelaskeImien avulla pystyttiin muodos­

tamaan tukkiluokkakohtaiset puutaseet erikseen kummallekin linjalle. Sivutuotteiden lisäksi puutaseessa otettiin huomioon kuivauksessa tapahtuva kutistuminen eli ylimittaprosentti.

Liitteessä 5 on esitetty tukkiluokkakohtaiset puutaseet

pk-linjalle ja liitteessä 6 vastaavat taseet pelkkalinjalle.

Taulukoissa ei ole otettu huomioon kuorta ja sievistys- haketta, koska niiden määrät on diplomityössä laskettu koko tukkisumalle eikä tukkiluokkakohtaisesti. Tästä johtuen myös taulukoiden käyttösuhteet ovat kuorettomia käyttösuhteita.

4.2 Sivutuote- ja materiaalitaseet eri käyntivaihtoehdoilla

Diplomityön eräänä tarkoituksena oli saada selville Kaukaan sahan materiaalivirrat eri käyntivaihtoehdoilla. Käynti- vaihtoehdoiksi valittiin kaksi todennäköisintä, jotka ovat seuraavat:

1. Pk-linja käy kahta vuoroa ja pelkkalinja yhtä (2+1) 2. Pk-linja käy kahta vuoroa samoin kuin pelkkalinja (2+2)

Materiaalivirtojen selvittämiseksi lähdettiin liikkeelle eri kapasiteettivaihtoehdoilla sahalla käytössä olevista sahausajoista.

Käyntimuodolla 2+1 on linjoilla käytettävissä seuraavat sahausajat:

pk-linja 232 vrk x 15,4 h/vrk = 3 573 h pelkkalinja 232 vrk x 8 h/vrk = 1 856 h

Vastaavasti käyntimuodolla 2 + 2 on molempien linjojen sahausaika 3 573 h.

Kun tiedetään käytössä oleva sahausaika, pystytään selvittä­

mään tukkien määrä. Tukkien määrän selvittämiseksi laskettiin aluksi tukkikappalemäärä linjojen keskimääräisillä nopeuk­

silla. Tämän jälkeen otettiin käyttöön sahalla vuonna 1980 toteutunut tukkijakauma (valmis atk-listaus), jonka avulla tukit jaettiin läpimittaryhmiin. Seuraavaksi laskettiin

vuonna 1980 toteutuneiden sahausnopeuksien avulla ko.

tukkisuman vaatima sahausaika. Saadun sahausajan perusteella pystyttiin toteamaan, ovatko linjakohtaiset läpäisykyvyt suuremmat vai pienemmät kuin ko. tukkisuman vaatima läpäisy- kyky, ja siten edelleen tukkimäärää muuttelemalla päästiin saatuihin tukkisumiin.

Kun tukkimäärä saatiin selvitetyksi, laskettiin materiaali­

virrat kohdassa 4.1 saatujen sivutuotefraktioiden sekä

liitteiden 6 ja 7 puutaseiden perusteella. Tukkien jakamisessa linjoille noudatettiin sahalla olevaa periaatetta, että

pelkkäIinjalla sahataan pieniä tukkeja tukkiluokasta 01 lähtien niin paljon kuin ehditään. Kapasiteettikohtaisten materiaalitaseiden esityksessä käytetyt numerot vastaavat seuraavalla sivulla olevaa lohkokaaviota, joka on pienennös liitteen 3 lohkokaaviosta.

Materiaalivirrat käyntimuodolla 2+1 1. Tukkeja kuoripäällisenä 545 611 m3

3 2. Kuorta voimalaitokselle tai kaatopaikalle 39 830 m 3. Tyvennyshaketta voimalaitokselle 1 221 m3

4. Kuorittuja tukkeja pelkkalinjalle 129 276 m^

5. Kuorittuja tukkeja pk-linjalle 384 541 m3

6. Pk-linjan pelkkahake + vannesahan puru 19 017 m3 7. Pelkkalinjan pelkkahake + vannesahan puru 23 370 m3 8. Pelkkalinj an särmäkursohake + esitasauspätkät 34 954 m3 9. Pk-linjan pinnat + rimat + esitasauspätkät + kehä-

sahan puru 116 870 m^

10. Pyörösahojen puru (särmät) 11 252 m3 11. Purua yhteensä k-a % n. 40 % 56 245 m3 12. Jätehakku rimoituksesta haketta 1 797 m3

13. Haketta yhteensä seuloilta k-a % n. 40 % 149 218 m^

3

14. Kuivauksessa tapahtuva kutistuminen 18 483 m 3

15. Spiraalihakun hake 5 392 m

3

16. Tasaamon hakun hake 23 366 m 17. Pyörösahan puru 5 182 m3

3 .

18. Valmista sahatavaraa 244 919 m , josta pelkkalinjan

•3 3

osuus 55 834 m ja pk-linjan osuus 189 085 m