Furu eller gran i mekanisk masse?

Like dokumenter
Vedens og fibrenes oppbygning

Avslutningsrapport fra SSFF-prosjektet Norsk trevirke som råstoff verdiskapingspotensial og industrielle muligheter

SSFF-prosjektet: Norsk trevirke som råstoff - Verdiskapingspotensial og industrielle muligheter

Skogbruksplanlegging Seminar april Bestemmelse av virkekvalitet. Vegard Lien

Fysiske og mekaniske egenskaper hos norsk gran og furu En aktivitet i SSFF-prosjektet

Sammenligning av fiberplateproduksjon og papirmasseproduksjon

Mekaniske masser NTNU. Forelesning i fag TKP4125 Treforedling, grunnkurs. Våren

Fredrik F. Sunde. Styrkeegenskaper hos små, feilfrie prøver av gran (Picea abies (L.) Karst.) naturforvaltning

UTFORDRINGER OG VISJONER FOR ØKT BRUK AV BJØRK. Katrin Zimmer, NIBIO

Foredling og skogskjøtsel for høyere produksjon av kvalitetsvirke De viktige valgene! Arne Steffenrem Skogfrøverket / Skog og landskap

Norsk trevirke som råstoff verdiskapingspotensial og industrielle muligheter

Trevirkets oppbygging

Fysiske og mekaniske egenskaper til rundtømmer og firkant av furu fra høyereliggende skog

Grothøsting i slutthogst og tynning - effekter på foryngelse og skogproduksjon. Sluttseminar 12. februar 2014 Kjersti Holt Hanssen Skog og landskap

Mulige nye produkter for norsk treforedlingsindustri. Philip Reme, Papir- og fiberinstituttet AS

FOKUS på tre. Trevirkets oppbygging og egenskaper

A V S N I T T X TREMASSE ELLER MASSE AV ANDRE CELLULOSEFIBER- MATERIALER; PAPIR ELLER PAPP FOR RESIRKULASJON (AVFALL); PAPIR OG PAPP SAMT VARER DERAV

Tittel: Fremgangsmåte og apparat for å forbedre fiberutvikling ved tilsetning av behandlingsmiddel under fremstilling av mekanisk masse

SPREKKDANNELSER I LAFTEVIRKE

Forskning fra Skog og landskap 01/2006 VIRKESEGENSKAPER HOS GRAN OG FURU FRA FORSKJELLIGE LOKALITETER I SØR-NORGE

Energibærere brenselved og flis

Vurdering av trær Dato: Utført av: Prosjekt/adresse:

Effekten av ulik markberedningsintensitet på tettheten av blåbær Masteroppgave presentasjon Marius F. Knudsen

Wood Properties of Conifers from Various Sites in Northern Norway density, taper, bark and heartwood

Innspill til Teknologirådets høring Klimaskog og bioraffinerier

Kan vi stole på resultater fra «liten N»?

Analyse av nasjonale prøver i lesing, regning og engelsk på ungdomstrinnet 2015

Hvor mye biomasse og til hvilken pris? Per Kr. Rørstad, MINA/NMBU. Skogbasert biodrivstoff og biokull i Agder

Vedlegg 5 (estimat tabeller). Kilden er fremvist på høyre siden av tabellen. Datamateriale. Tall for stående kubikkmasse i Norge.

Frode Grøntoft. November 2002

Øket videreforedling

Denne analysen handler om nasjonale, fylkesvise og kommunale resultater for nasjonale prøver i lesing på 5., 8. på 9. trinn for 2012.

Høye trær på Vestlandet

Komposittmaterialer. Øivind Husø

Sluttrapport for prosjektet «Toppskader og stammekvalitet i unge granbestand: utbredelse, genetikk og skogskjøtsel»

Forord. Oslo, 15. mai Christoffer Slaastad Studsrød

Målereglement massevirke

Økologiske virkninger av økt biomasseuttak fra skog i Norge

Flisproduksjon og brenselegenskaper på flis erfaringer fra Norge

Rask, rød laks. Anne Vik Mariussen

Hvordan responderer trær på mekaniske skader?

O2-data for lokalitet Rundreimstranda

Foredling av gran på Vestlandet. Jan-Ole Skage, Skog og landskap, RKV på Fana

Lars Gladhaug. Visuelle faktorer for styrkeegenskaper hos furu Visual attributes of strength properties of Scots pine.

Profil Lavpris Supermarked Hypermarked Totalt. Coop Prix 4 4. Coop Extra Coop Mega 7 7. Coop Obs Rimi Ica Supermarked 7 7

Seminar 7 - Løsningsforslag

Wood Properties of Sitka spruce from Various Sites in Southern-, Mid- and Northern Norway

Skogen, den nye oljen. Vincent Eijsink Institutt for Kjemi, Bioteknologi og Matvitenskap

2. FAREINDENTIFIKASJON

Biomasseproduksjon i sitkagran i Norge

INNVENDIG PANEL. Kvalitet, pålitelighet og forutsigbarhet til riktig pris

Behandling av Avløpsvann og bore væsker

Litt bakgrunn. Skog. Elg. En av verdens tetteste elgstammer Redusert fôrproduksjon per elg -> problemene med beiteskader øker.

UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP.

Primært termisk-, brann- og lydisolering. Grågrønn farge, leveres som plater, matter, rørskåler og granulat.

Spredning av introduserte bartrær i kystfuruskogen: variasjon i artsrikhet og landskapsdiversitet

Grenseverdier for kjemisk eksponering

Styret. Adm. direktør.

Nr Regionalt nettverk. Oppsummeringer - nasjonal og for alle regioner. Intervjuer gjennomført i perioden 17. januar-11.

Løsningsforslag Øving 1

INNHOLD 1 Innledning Asal som trerekke Bartrær av ulik art i skråning Løvtrær Grøntkorridor og ferdselsårer...

PRØVETAKINGSPLAN ETTER NY DRIKKEVANNSFORSKRIFT

EFFEKTER AV ØKT BIOMASSEUTTAK PÅ BUNNVEGETASJON

Sammensetning av fett og protein i oljevekster dyrket i Norge

SITKAGRAN UTBREDELSE, EGENSKAPER OG ANVENDELSE Av Kjell Vadla, Skog og landskap

Panel. Et naturprodukt i heltre. Fuktighet. Tre et unikt byggemateriale. Gran og furu

Analyse av nasjonale prøver i lesing, regning og engelsk på ungdomstrinnet 2014

Bedre resultater i Nord-Trøndelag

Biobrenseltyper, kvalitetskrav, bruksområder og gjeldende standarder, med vekt på flis og pellets

Løsningsforslag Øving 8

Hver skog eller hvert voksested har spesielle egenskaper som gjør det mulig for ulike arter og organismer å utvikle seg. Dette kalles en biotop.

Utredning. Behandling av furu på rot. Et forsøk på å øke mengden av kjerneved i stammen. Toralf Bjelkåsen. Høgskolen i Nord-Trøndelag Utredning nr 93

RAPPORT. til INSTITUTT FOR KJEMISK PROSESSTEKNOLOGI OPPGAVE:

Skog og Klimastrategi Buskerud. 24. august 2012

Mulige sammenhenger for plassering på samfunnsstigen

Energiledelse ved Norske Skog Saugbrugs Gode resultater oppnås med aktiv energiledelse

Av David Karlsen, NTNU, Erling Tønne og Jan A. Foosnæs, NTE Nett AS/NTNU

BIOLOGISK BEHANDLING av fettfeller og tilsluttende rørsystemer

MEK4540/9540 Høsten 2008 Løsningsforslag

Genetisk variasjon i naturlige populasjoner. grunnlag for foredling. Mari Mette Tollefsrud. Foto: Arne Steffensrem

GARANTERT ENERGI- BESPARING

Skogkvelder oktober november Område Skog Rammer for budsjett 2011

Tall fra Grunnskolens informasjonssystem (GSI)

Materialgjenvinning returtrevirke Tina Wågønes

Gran og furu overlevde siste istid i Norge??? Mari Mette Tollefsrud, Norsk institutt for skog og landskap

MARINE OLJER HELSEMESSIGE KONSKVENSER AV PROSESSERING SENIORFORSKER JAN PETTERSEN FISKERIFORSKNING

Kreativ virkesanvendelse

Vinterfartsgrenser. Problemstilling og metode. Sammendrag:

KOMPOST og KOMPOSTERING - NOEN BETRAKTNINGER Driftsforum FLÅM

SPISS. Hvor sterk er «duct tape»? Naturfaglige artikler av elever i videregående opplæring 18 SPISS. 1. Innledning, hypotese og problemstilling

Løsningsforslag nr.4 - GEF2200

Forventningsundersøkelsen 2.kvartal 2003

Bærekraftige fôrressurser laksen blir vegeterianer. Margareth Øverland Universitetet for miljø og biovitenskap, Ås

Granåsen Helhetsplan. Vurdering av vindstabiliteten til skogområde i Granåsen HARALD KRISTIAN JOHNSEN , REV

Kvalitetskontroller fra Radiometer

Biobrenselproduksjon fra skog. Salgsleder bioenergi Ellef Grimsrud, Viken Skog BA

Forsuring Når fisken døde, ble den en engel

HVA ER EMBALLASJE? MATERIALER HISTORIKK DEFINISJONER FUNKSJONER NØKKELTALL

REGIONALT NETTVERK. Oppsummeringer - nasjonal og for alle regioner NR INTERVJUER ER GJENNOMFØRT I PERIODEN 22. APRIL TIL 16.

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAG TMA4240 STATISTIKK Mandag 12. desember 2011

Transkript:

SSFF Skogbrukets og Skogindustrienes Forskningsforening Furu eller gran i mekanisk masse? Oddbjørn Eriksen

Innhold Bakgrunn Hypoteser og litteratur Måling av fiberegenskaper Pilotforsøk: raffinering og vask av masser Oppsummering Furu eller gran i mekanisk masse?

Bakgrunn Den norske grana (Picea abies) har unike egenskaper som gjør den til et uovertruffent førstevalg som råstoff til mekanisk masse. Norsk gran har verdens beste fiber fordi: Fibrene er lange og slanke Innholdet av harpiks (ekstraktivstoffer) er lite Egenskapene til papir av gran har: Høy slitstyrke Høy lyshet Gode optiske egenskaper Dette oppnås ved et energiforbruk i størrelsesorden 2.5 MWh/t. Produksjonseffektiviteten er også høy på grunn av få kjørbarhetsproblemer

Den norske furua (Pinus sylvestris) er et lett tilgjengelig råstoff, og prisen på massevirket er lavere enn for gran. Men tradisjonell mekanisk massetilvirkning har begrenset bruken av furu fordi: Energiforbruket til samme massekvalitet er langt høyere (+30-40 %) Kjørbarhetsproblemer på papirmaskinen grunnet avsetninger av harpikskomponenter Furu gir masse med: Meget liten flisandel Bedre optiske egenskaper enn gran Svekket styrke sammenliknet med gran

Hypoteser og litteratur Årsaken til at massekvaliteten til furu er dårligere og energiforbruket høyere ved raffinering av furu sammenliknet med gran er diskutert i en årrekke, og følgende hypoteser er fremsatt: Harpiksinnholdet i furu (2-5 %) er betydelig høyere enn i gran (<1 - <2 %) Den kjemiske sammensetningen av ekstraktivstoffer er forskjellig med følgende tre hovedtyper: Type ekstraktiver Norsk gran (Picea abies) Furu (Pinus sylvestris) Fettsyrer [%] ~ 50-60 % ~ 40 % Harpikssyrer [%] (Linol- og oljesyre) ~ 30-40 % (~ 20 %) ~ 55 % (~ 40 %) Steroler [%] ~ 10 % ~ 5 %

-Ekstraktiver avsatt på overflaten av fibrillært finstoff og fiber hindrer hydrogenbindinger mellom fibermateriale noe som forårsaker dårligere papirstyrke (Brill og Strand 1985, Sundberg et al. 2000, Heum et al. 2005) -Ekstraktiver har en smørende effekt i raffinøren. Dette påvirker friksjonsegenskapene mellom fiber og metall noe som kan gi høyere energiforbruk (Brandal og Lindheim 1966, Reme og Helle 2000, Svensson et al. 2006)

Mikrofibrillvinkelen (MFA) i fiberens sekundærvegg avtar fra marg til et nærmest konstant nivå i moden ved. Store variasjoner i MFA er oppgitt selv for trær av samme art. MFA for furu er oppgitt å være større enn for gran (Sahlberg et al. 1977, Long et al. 2000, Lundqvist 2001) Fiberens stivhet (E-modul) er negativt korrelert med MFA. Høy MFA gir lav E-modul (Page et al. 1977). Fiberstyrke øker med avtakende MFA (Page et al. 1972). Er det derfor granmasser har bedre styrke enn furumasser? Men E-modulen er også korrelert (positivt) med densiteten til massevirket (Evans 1994). Basisdensiteten til furu er høyere enn for gran grunnet en større fiberveggtykkelse (Hakkila 1968) eller som følge av høyere andel ekstraktivstoffer (Reme og Helle 2001)?

Måling av fiberegenskaper

Eksperimentelt 30 furu og 30 gran trær fra 20 forskjellige bestand i Sør-Norge har blitt analysert (tre trær fra hver bestand, henholdsvis ett herskende, ett medherskende og ett undertrykt tre) Fra hvert tre ble fire stammeskiver tatt ut fra henholdsvis roten og følgende prosentvise høyder av treet: 25 %, 50 % og 75 % SilviScan analyser ble utført på ekstraherte radielle snitt av alle 240 stammeskiver. Disse ble analysert med en oppløsning på 0.05 og 5 mm for variable som: fiberbredde, densitet, MFA og fiberveggtykkelse m.fl. Fiberlengde og fiberbredde ble analysert i FiberMaster analysatoren på PFI på fem masererte prøver fra et radielt snitt (ulike årringer) i hver stamme-skive fra 25 %-høyden av treet (minimum 10000 frilagte fiber per prøve totalt 300 prøver)

Fiberlengde og fiberbredde

Fiberveggtykkelse Middelverdien til fiberveggtykkelsen har blitt vektet basert på årringbredde

Mikrofibrillvinkel (MFA) Middelverdi av MFA fra 30 furu- og 30 grantrær

Mikrofibrillvinkel (MFA) Vektet middelverdi av MFA fra 21. årring i 30 trær fra hver art

Oppsummering - fiberegenskaper Granfiber har marginalt lengre og bredere fiber Furu har marginalt noe høyere fiberveggtykkelsen enn gran Mikrofibrillvinkelen er ikke signifikant forskjellig i gran og furu Densiteten på ekstraherte prøver viser at furu (495 kg/m 3 ) er marginalt tettere enn gran (478 kg/m 3 ) (basisdensitet til stammeskiver viser større forskjell (15 %)) (Furu: 418 kg/m 3. Gran: 363 kg/m 3. (Vadla 2006)) E-modul på fiber er høyest for furu (16 GPa mot 13 GPa for gran) (treprøver viser det motsatte) (Furu: 12,5 GPa. Gran: 13,4 GPa (Bramming 2006))

Pilotforsøk: Raffinering og vask av masser

Eksperimentelt Raffineringsstudie i PFI / NTNUs pilotraffinører - Trykksatt 1. trinnsraffinør (OVP) - Vask i omrører (20 min. / 80ºC / 3 %) - Skruepresse (25-30 %) - Atmosfærisk 2. og 3. trinnsraffinør (ROP) Forsøksplan - Furuflis fra to bestand (tynning/hogstmoden) - Vask av førstetrinnsmasser med og uten enzym (Resinase A2X) - Bruk av kjemikalier 1 % Na 2 SO 3 ph 9.5 i forvarmer (pre) og i raffinør (in) sammen med spevann samt på flis (CTMP) - Raffinering i tre trinn til <100 ml freeness

Ekstraktiver, vektprosent

Freeness vs. energiforbruk +36 %

Slitstyrke vs. energiforbruk Vask Na 2 SO 3 Enzym Vask +20 % Gran og furu samme slitstyrke ved samme arkdensitet?

Lysspredningskoeffisient vs. freeness Tap av finstoff

Oppsummering raffinering og vask Papirets slitstyrke kraftig forbedret ved vask Mild kjemikaliebehandling av flis eller masse sammen med vask ga energireduksjon (opp til 20 % til samme slitstyrke) Lysspredningen (og slitstyrken) redusert med 5-10 enheter på grunn av utbyttetap i pilotanlegget (8-10 % massetap hvorav 85-90 % finstoff) Reduksjon av ekstraktiver: - > 50 % fjernes ved vask - > 70 % fjernes ved Na 2 SO 3 og vask

Oppsummering Forskjellen i fiberegenskaper til gran og furu var marginale, verken fiberveggtykkelse eller mikrofibrillvinkel alene kan forklare et høyt energiforbruk ved raffinering av furu sammenliknet med gran Ved å introdusere vask av førstetrinnsmasse kan mer enn 50 % av ekstraktivene i furu fjernes. Sammen med mild kjemikaliebehandling reduserer massevask innholdet av harpiks med mer enn 70 % Vask av masse hadde ikke nevneverdig påvirkning av energiforbruket til en gitt freeness, men slitstyrken i papiret ble kraftig forbedret Dette impliserer at ekstraktivinnholdet i massen sannsynligvis påvirker energiforbruket markant Harpiks mer enn fiberegenskaper ser ut til å være årsaken til at furu krever mer energi enn gran til en gitt massekvalitet

Furu eller gran til mekanisk masse? Massekvalitet til furu nærmer seg grankvalitet (slitstyrke) Merforbruk av energi (+40 %) kan delvis utliknes (-20 %) ved innføring av vask og bruk av mild kjemikalibehandling Dersom nivået mellom råstoffkostnadene for furu- og granflis opprettholdes utliknes produksjonskostnadene Investeringskostnader og nedbetalingstid for å innføre vaskeprosessen sammen med eventuell begrensning av tilgjengelighet av massevirke fra gran vil være avgjørende for valg av furu som råstoff for mekanisk masse

SSFF Skogbrukets og Skogindustrienes Forskningsforening Takk for oppmerksomheten og takk for økonomisk støtte fra: