Puunjalostuksen kilpailukyky huippuunsa

Metsäbiotalouden ja puu-alan tutkimuslaitosten yhteenliittymä on yrityksille hyvä kumppani. Joensuulainen hanke laskee yhteistyön kynnystä ja tiedottaa T&K-osaamisesta ja mahdollisuuksista. 

_{TEKSTI | EEVA HIRVOLA-KOSTAMO KUVA | RISTO TAKALA}

Joensuussa ja laajemmin Pohjois-Karjalassa on kansainvälisesti huomattava metsäbiotalouden, puunjalostuksen ja tutkimus-, kehittämis- ja innovaatiotoiminnan keskittymä. Alueen tutkimus- ja koulutusorganisaatiot tekevät keskenään paljon yhteistyötä ja näkevät tarvetta syventää sitä myös alan yritysten kanssa.

– Meidän pitäisi olla aina hieman etunojassa, osata tutkia ja viestiä teemoja, jotka ovat teollisuudelle relevantteja vaikkapa viiden vuoden päästä. Sieltä kilpailukyky syntyy, kertoo apulaisprofessori Antti Haapala Itä-Suomen yliopistosta.

Haapala vetää BioPartnerit-investointi- ja kehittämiskokonaisuutta, jota Itä-Suomen yliopisto toteuttaa yhdessä Karelia-ammattikorkeakoulun ja Luonnonvarakeskuksen kanssa. Hankkeella lisätään yritysten tietoisuutta tutkimuslaitosten palveluista ja madalletaan kynnystä yhteistyölle. 

– Puutuotteiden ja puunjalostuksen kehittämistyötä on Joensuussa tehty yhdessä yli 20 vuotta. Tässä hankkeessa kehitämme yhteisiä testaus- ja tutkimuspalveluita, joita tarjotaan liike-elämän käyttöön. Yhteistyö on jatkuvaa, mutta yritysten ja muiden julkisrahoittajien tuki on keskeistä suuria laiteinvestointeja tehtäessä, Haapala visioi.

– Päämääränä on jatkaa Joensuun alueen puuosaamiskeskittymän kehittämistä ja laajentaa sitä tulevaisuuskuvan ja yhdessä arvioitujen tarpeiden mukaisesti, Luonnonvarakeskuksen tutkimusprofessori Erkki Verkasalo täydentää.

Yritykset integroidaan

Yksi hankkeessa mukana olevista yrityksistä on joensuulainen PrimaTimber Oy. Toimitusjohtaja Joni Nousiaisen mukaan kestopuuteollisuus tutkii tahollaan muun muassa terassituotteiden kestoikää. 

– Tällainen tutkimuslaitosten yhteinen hanke on tervetullut täydentämään teollisuuden omia tutkimuksia. Eri teknologiolla pystytään saamaan aikaan muutaman vuoden ulkokäyttöä vastaavat olosuhteet vain muutamassa kuukaudessa. Se tuottaa meille lisäarvoa, kun kyse on yli 25 vuotta käytettävistä tuotteista, Nousiainen korostaa.

Luonnonvarakeskuksen erikoistutkija Veikko Möttönen kertoo, että Xenon-olosuhdekaapissa saadaan aikaan kolmesta neljään vuoden ulkoilmarasitusta vastaavat olosuhteet noin kolmessa kuukaudessa. Puutuotteet altistetaan UV-säteilylle, sateelle, lämpötila- ja kosteusvaihteluille. Käsittelyn jälkeen voidaan tutkia, miten niiden tekniset ominaisuudet, kestävyys ja ulkonäkö ovat muuttuneet.

PrimaTimber asioi pääasiassa jälleenmyyjien eikä juurikaan suoraan loppuasiakkaiden kanssa. BioPartnerit-hanke antaa selkänojaa myös jälleenmyyjien kouluttamiseen.

– Nykyään asiakkaamme eivät vielä paljonkaan haasta meitä, mutta sekin toivottavasti lisääntyy. Mitä enemmän pystytään tarjoamaan faktaa ja dataa omasta tuotteesta ja toiminnasta, sen parempi kilpailuetu meille. Pystytään kertomaan, miten materiaali kestää käyttöä, miten väri kestää pinnassa, ja miten ilmastoystävällisiä tuotteet ovat, Nousiainen luettelee.

Sivuvirrat hyötykäyttöön

Puunjalostuksen kaikissa vaiheissa syntyy tähteitä ja sivuvirtoja, aina sahatavaran ja selluloosan teosta lopulta rakennusten osien kierrättämiseen. Eurooppalainen jätelainsäädäntö tiukentuu kaiken aikaa, ja tavoite on päästä jätteestä eroon, mieluiten materiaalikäyttöön, niin että tähteiden tuottajalle syntyy lisäarvoa.

– Suomessa puhutaan niin suurista teollisuuden sivutuotemääristä, että kaikkea ei kertaheitolla saada hyötykäyttöön. On luotava prosessi, jolla pikkuhiljaa päästään polttamisesta materiaalin hyödyntämiseen, unohtamatta myöskään bioenergian kehitysmahdollisuuksia, Verkasalo kertoo.

Esimerkkeinä jo markkinoilla olevista sivuvirroista tehdyistä tuotteista hän mainitsee kartonkiset tarjoilukupit ja -astiat, terveystuotteet ja lääkeaineet, jotka on tehty joko sahojen hakkeista, puruista tai kuoresta. Tuotteissa pyritään kierrätettävyyteen, jätteettömyyteen ja toksisten aineiden pois saamiseen. 

Toisessa ääripäässä on rakennusten purkujäte, joiden kierrätysaste materiaalikäytössä on Verkasalon mukaan matala. Läheskään kaikkea hyödyntämiskelpoista ei ole vielä saatu käyttöön.

BioPartnerit-hankkeessa on tehty laiteinvestointeja myös sivuvirtojen hyödyntämiseen.

– Voimme esimerkiksi nesteyttää biomassaa ja saada aikaan biopolttoaineita ja muita kemian tuotteita, joko termokemiallisesti tai sokereiksi hajottamisen kautta.  Niiden käyttöä on tutkittu vaikkapa puunkäsittelytuotteissa. Niissäkin tutkimuksissa olosuhdekaappi on oiva apuväline. Pohjois-Karjalassa tapahtuu paljon myös biohiilen ja pyrolyysitisleiden jalostamisessa, Haapala kertoo.

Fortum aloitti 2013 teollisen mittakaavan bioöljytuotannon Joensuussa ja on myös yksi BioPartnerit-hankkeen suurimpia rahoittajia. Green Fuel Nordic rakentaa parhaillaan bioöljyn jalostamoa Lieksassa.

On oltava keino, jolla päästään polttamisesta materiaalien hyödyntämiseen.

Luonnonvarakeskuksen tutkimusprofessori Erkki Verkasalo

Puun käyttö rakentamisessa

Puurakentamisen osalta hankkeessa paneudutaan etenkin rakennetekniikkaan ja rakennusfysiikkaan, kuten tuotteiden mekaaniseen kestävyyteen sekä rakenteiden ääneneristävyyteen.

– Jos puuta halutaan käyttää kantaviin rakenteisiin, pitää olla tarkkaan tiedossa, millaisia voimia rakenne kestää. Toisaalta on tiedettävä, miten eri materiaalit käyttäytyvät yhdessä. Esimerkiksi seinäelementissä voi olla puuta, mineraalieristettä ja muovia, projektipäällikkö Mikko Matveinen Karelia-ammattikorkeakoulusta havainnollistaa.

Suurissa puurakennuksissa rakenteiden äänitekninen toiminta vaatii huolellista suunnittelua. Hankkeen yksi investointikokonaisuus liittyykin äänimittauksiin,  joilla voidaan osoittaa tietyn rakenteen ääneneristävyys laboratorio- tai kenttäolosuhteissa.

Akustiikan lisäksi merkittäviä tutkimuskohteita ovat talorakenteiden sisäilman laatua, kosteutta ja lämpöä tasaavat ominaisuudet.

Puurakentamisen lisääntyessä huomio kiinnittyy sen pitkäaikaiskestävyyteen.  

– Tutkimusta tarvitaan uusien menetelmien kehittämiseen ja puutuotteiden sään- ja lahonkeston lisäämiseen. Tätä tehdään yhteistyössä muun muassa PrimaTimberin kanssa, Möttönen kertoo.

---

Hybridituotteiden tulevaisuus

BioPartnerit-hanke on saanut merkittävää rahoitusta Euroopan aluekehitysrahastosta Pohjois-Karjalan maakuntaliiton kautta. Sen avulla kolme toteuttajaorganisaatiota ovat modernisoineet testauspalveluihin käytettäviä laitteitaan, joiden mahdollistamia kehityspalveluita tarjotaan myös alueen yrityksille.

Yksi tutkimuskohde on puusta ja kasveista saatavan kuidun yhdistäminen muihin materiaaleihin eli tulevaisuuden hybridituotteet. Käyttökohteita löytyy esimerkiksi rakentamisen eristelevyissä ja pinnoitteissa sekä pakkausmateriaaleissa, joiden tarve nousee verkkokaupan kiihtyessä. 

Kiinnostavana tutkimuskohteena Haapala nostaa esiin nanomateriaalit. Hän toivookin, että puukuitua jalostettaisiin kotimaassa mahdollisimman pitkälle ja arvokkaaksi tuotteeksi. 

Verkasalo korostaa, että kehityshankkeita, tutkimusta ja laiteinvestointeja tarvitaan puuteollisuuden kehittämiseksi. Oleellista on yritysten aktivoiminen tutkimukseen ja tuotekehitykseen, testaustoimintaan ja pilotointiin sekä uusien liiketoimintamallien kehittämiseen, yhteistyössä asiantuntijoiden kanssa.