|
|
|
Hankekoodi: A71130
Hankkeen nimi: Lämpöpuun valmistusprosessin ja tuotteiden kehittäminen
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.10.2015 ja päättyy 30.6.2017
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Etelä-Savon maakuntaliitto
Hakijan virallinen nimi: Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 2472908-2
Jakeluosoite: Patteristonkatu 3
Puhelinnumero: 01535561
Postinumero: 50100
Postitoimipaikka: Mikkeli
WWW-osoite: http://www.xamk.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Kati Kontinen
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkimuspäällikkö
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: kati.kontinen(at)xamk.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 050 4666656
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Lämpökäsittelyssä puun kosteudenkestävyys ja lahon- ja säänkesto paranevat. Käsittelyn jälkeen puuta ei välttämättä tarvitse esimerkiksi maalata tai lakata, vaan se käytettävissä sellaisenaan. Lämpökäsiteltyä puuta käytetään esimerkiksi ulkoverhoilussa, saunoissa ja terasseissa. Ongelmana on, että nykyinen lämpökäsittelyprosessi heikentää puun lujuusominaisuuksia, jonka vuoksi lämpöpuuta ei voida käyttää lujuutta vaativissa rakenteissa. Uusien tutkimustulosten perusteella on todettu, että puun lämpökäsittelyä on mahdollista kehittää siten, että puun mekaaniset ominaisuudet eivät heikkene vaan säilyvät ennallaan käsittelyssä.
Hankkeen päätavoitteena on kehittää puun lämpökäsittelyprosessia niin, että puun mekaaniset ominaisuudet säilyvät lämpökäsittelyssä ennallaan. Ongelman ratkaisu edellyttää puun solurakenteen muutosten tutkimusta erilaisilla lämpökäsittelyprosseilla. Tutkimuksesta saatujen tulosten perusteella kehitetään puun lujuusominaisuudet mahdollisimman hyvin ennallaan säilyttävä lämpökäsittelyprosessi.
Tutkimukselliset toimenpiteet toteutetaan neljässä työpaketissa, jotka ovat:
1. Puun hienorakenteen ja kemiallisten muutosten tutkimus erilasilla lämpökäsittelyprosesseilla
2. Puun hienorakenteen muutosten vaikutusten tutkimus puun ominaisuuksiin
3. Puun sisälämpötilan ja paineen mittausjärjestelmän sekä höyrytysjärjestelmän hankinta Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun kuumakyllästämöön uudenlaisen lämpökäsittelyprosessin toteuttamiseksi
4. Prosessiparametrien testaaminen reaalimittaisilla tuotteilla Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulussa.
Tutkimus tehdään Aalto yliopiston puutekniikan laboratorion ja Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun puulaboratorion yhteistyönä. Molemmat tahot ovat tehneet pitkään tutkimusta puun lämpökäsittelystä.
Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun puulaboratorion uudella kuumakyllästyslaitteistolla tehdään myös tuotantomittakaavan testaukset tulosten varmentamiseksi, ja tulokset voidaan hyödyntää lämpökäsiteltäviä puutuotteita valmistavissa yrityksissä. Hankkeessa on mukana Lämpöpuuyhdistys ry ja sen 14 jäsenyritystä.
Parhaassa tapauksessa hankkeen tuloksena lämpöpuun käyttömahdollisuudet laajenevat myös lujuutta vaativiin rakenteisiin, kuten runkorakenteisiin. Lämpöpuulla voidaan toteuttaa näyttäviä rakenteita, jotka ovat sään- ja lahonkestäviä sekä ympäristöystävällisiä, sillä käsittely ei vaadi esimerkiksi kyllästystä tai muuta pintakäsittelyä. Hanke hyödyttää Itä-ja Pohjois-Suomen alueen lisäksi koko Suomen lämpöpuuteollisuutta.
Tulokset tullaan julkaisemaan alan lehdissä, seminaareissa ja konferensseissa.
Hankkeen varsinaiset kohderyhmät ovat lämpöpuun valmistajat, puun lämpökäsittelylaitteiden valmistajat, lämpökäsitellyn puutavaran myyjät ja käyttäjät
Välillisiä kohderyhmiä ovat puututkimusta tekevät tahot. Tutkimusyliopiston, Aallon, ja ammattikorkeakoulun, Mamkin, yhteistyössä saadaan toteutettua tutkimusprosessi perustutkimuksesta soveltavaan tutkimukseen ja teollisuudessa toteutettaviksi tuoteaihioiksi.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 175 430
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 161 030
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 226 819
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 208 509
Hankkeen toiminta on valtakunnallista
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 2, joihin työllistyvät naiset 1
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 6 | 5 |
| Puun käytön lisääminen, uudet käyttökohteet mahdollistuvat puun kestävyyden parantamisella ympäristöystävällisesti ilman ylimääräisten aineiden lisäämistä. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 3 | 5 |
| Puutuotteiden käytön lisööminen. Puun hiilineutraalius | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 5 | 6 |
| Lämpökäsitellyt puutuotteet korvaavat haitallisilla biosideilla käsiteltyjä puutuotteita. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 7 | 10 |
| Lämpökäsitelty puu on luonnontuote. Puu on uusiutuva luonnonvara, jonka käyttöä lisäämällä vähennetään kasvihuonekaasuja. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 5 | 7 |
| Materiaali on kierrätettävissä sellaisenaan. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 4 | 5 |
| Alueen lämpöpuunvalmistajien tuotteita voidaan tarjota uusiin käyttökohteisiin ja edistää näin niiden liiketoimintaa. Myös lämpöpuun valmistusprosessi tehostuu ja yritysten kilpailukyky paranee. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 0 |
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 0 |
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ympäristöosaaminen | 5 | 6 |
| Ympäristöystävällisen puutuotteen uudet käyttökohteet. | ||
Hankkeen tavoitteena oli tutkia puun lämpökäsittelyä korkeassa höyrynpaineessa, koska oli todettu tarve kehittää lämpöpuun valmistusprosessia ja -tuotteita. Erityisesti tavoitteena oli tutkia lämpöpuuprosessin vaikutusta puun mekaanisiin ominaisuuksiin, koska nykyisellään lämpöpuutuotteita ei käytetä rakenteellisissa käyttökohteissa. Lämpömodifioinnilla parannetaan sekä puutuotteiden mittapysyvyyttä – vähennetään turpoamista, että niiden biologista kestävyyttä. Lämpöpuutuotteita käytetään esimerkiksi terassirakenteissa. Hankkeen taustalla on viime aikoina tehty puumateriaalin liittyvä tutkimus, joka antaa viitteitä että korkeassa höyrynpaineessa tapahtuva lämpökäsittely on potentiaalisesti hyvin mielenkiintoinen vaihtoehto perinteiselle lämpökäsittelyprosessille. Tutkimus osoitti, että puun hienorakenteeseen saadaan selviä muutoksia kuivausprosessin avulla mutta ei lämpökäsittelyvaiheessa. Tämä oli erittäin merkittävä tulos tulevaisuuden teollista puunkuivaamista varten. Kemiallisia muutoksia kuivausprosessissa ei tapahdu. Mainitut hienorakenteen muutokset vaikuttavat alentavasti puun elämiseen (turpoamiseen) eli käytännössä lämpökäsittelyprosessi voi olla miedompi jolloin säästyy energiaa. Lämpökäsittelyprosessi korkeassa paineessa toimii pienillä koekappalailla suoraviivaisesti. Tulokset osoittivat, että lämpökäsittelyprosessia voidaan nopeuttaa huomattavasti, jos käytetään paineistettua höyryä tai vettä. Tutkimustulosten mukaan höyrynpaineessa tapahtuva lämpökäsittely voidaan toteuttaa erilaisilla prosessimuuttujien yhdistelmillä. Lisäksi havaittiin, että puumateriaalin ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa erityisesti kuivausprosessin avulla. Koska lämpökäsittely ja kuivaus ovat prosessina kokonaisuus, prosessia muokkaamalla voidaan vaikuttaa puun ominaisuuksiin positiivisesti. Tulokset avaavat mahdollisuuksia kehittää uudentyyppisiä lämpöpuuprosesseja. Tämän lisäksi tutkimustuloksia voidaan hyödyntää muiden puutuoteteollisuuden prosessien ja tuotteiden kehittämisessä. Prosesseja tutkittiin sekä laboratorio- että tuotemittakaavassa. Koeajoissa havaittiin, että prosessien toteutus isossa koelaitteessa vaati erilaisia ratkaisuja kuin laboratoriokoeajoissa, koska mm. lämmitysnopeuksissa on eroja. Prosessimuuttujien vaikutusta pystyttiin demonstroimaan myös tuotemittakaavan koeajoissa. Projektiin osallistuivat ja sitä osaltaan rahoittivat lämpöpuuta valmistavat yritykset Lämpöpuuyhdistys ry:n kautta.