Egenskapsbaserad sortering av massaved för bättre precision i styrning av massans kvalitet

Utmaningar med förbättrad sorteringsstrategi

Vid produktion av papper och pappersmassa finns många faktorer som påverkar den slutliga produktkvaliteten. Flera faktorer styrs i realtid i massabrukens tillverkningsprocesser. En faktor som avgörs redan innan tillverkning är egenskaperna hos själva råvaran, det vill säga massavedens ved- och fiberegenskaper. Massavedens virkesegenskaper varierar mellan olika avverkningar, mellan enskilda träd och mellan stockar inom träd, vilket är en utmaning när målet vid massaproduktion ofta är en homogen produktkvalitet. För att begränsa variationen i massavedens ved- och fiberegenskaper används idag olika sorteringsstrategier, exempelvis baserade på avverkningsform eller virkesålder (färskhet). Sådan sortering ger möjligheter till en grov men robust grund för styrning av massavedsflödet till bruket. En avancerad sortering i många klasser försvåras dock av möjligheter att utföra en kostnadseffektiv hantering på begränsat utrymme i skogen, vid transport och på vedgården. Det är därför centralt att väga nyttan av en ökad sortering av massaved mot kostnaden och möjligheterna till särhållning i virkesflödet. Ett flertal olika studier har pekat på möjligheterna att höja både massautbyte och produktkvalitet genom att styra råvaran efter information om virkets egenskaper. Att mer utvecklade sorteringsstrategier ännu inte har kommit i omfattande praktisk drift beror, förutom utmaningarna som beskrivs ovan, även på att den information som krävs för att kunna beräkna virkesegenskaper för massaveden inte har funnits tillgängliga för bred användning. Dagens produktionsrapportering från skördarna skapar dock nya möjligheter för storskalig användning.

Integrerad styrning som lösning

I dagens skogsbruk styrs vanligen aptering och transporter som två separata och delvis parallella processer med olikställda mål. Medan apteringen styrs mot maximalt virkesvärde alternativt maximal virkesvolym, styrs vanligen transporter för att minimera transportkostnaden. En mycket hård styrning mot maximalt virkesvärde kan leda till att antalet produkter ökar kraftigt, vilket medför ökade hanteringskostnader. Å andra sidan kan en mycket hård styrning mot att begränsa transportkostnad leda till att antalet produkter blir onödigt lågt och därmed blir utnyttjandet av virkesvärdet sämre. En integrerad styrning av aptering och transport skulle kunna bidra till att dessa problem minskar och att den totala variationen i virkesflödet utnyttjas på ett mer effektivt sätt genom bättre sortering av produkterna. Dessutom har tidigare projekt visat på en viss potential för ökat värdeskapande och minskade kostnader genom en integrerad styrning.

Projektets metod

Metoden för projektet kan sammanfattas i tre delar. I den första delen beskrevs en generell arbetsgång för utformande av egenskapsbaserade sorteringsstrategier. I den andra delen beskrevs det verktyg som använts i projektets fallstudie för apteringssimulering med hänsyn till virkesegenskaper. I den tredje delen sammanfattades arbetet med den genomförda fallstudien, där en specifik sorteringsstrategi tagits fram i samverkan med Södra skogsägarna.

Resultat

Resultatet av fallstudien visade att sortering av massaved utifrån ålder och sommarvedsandel är lämpligt för att öka dragindex hos en andel av det levererade virket. Värt att notera är att dragindex sannolikt skulle minska hos övriga produkter, eftersom den totala variationen av egenskaper i virkesflödet är konstant.

Figur 3. Dragindex hos den särhållna massaveden.

Känslighetsanalysen visar på relativt stor påverkan av osäkerhet i beståndsålder, men denna osäkerhet gäller sannolikt oavsett strategival. Bättre indata för beräkning av beståndsålder bör dock eftersträvas. Faktisk mätning av egenskaper i den producerade pappersmassan skulle också utgöra ett komplement till denna simuleringsbaserade fallstudie.

Från projektet kan vi även dra följande slutsatser:

• Genom att sortera och särhålla massaveden utifrån virkesegenskaper redan i skogen finns en potential att öka anrikningen av efterfrågade egenskaper i leveranserna till de industrier som efterfrågar specifika egenskaperna.
• Genom att inkludera transportkostnaden i apteringsbeslutet går det att anpassa massavedsflödet utifrån kundens önskemål till en rimlig transportkostnad.
• Att sortera och leverera i högre grad utifrån virkesegenskaper ger en något högre transportkostnad jämfört med dagens styrning.
• Ytterligare arbete behövs för att undersöka hur det ekonomiska utfallet för massavedsleverantör och kund skulle bli vid operativ användning av egenskapsbaserad styrning.

Det är flera aspekter av studien som behöver analyseras mer, inte minst hur det ekonomiska utfallet skulle påverkas av en utvecklad sortering. Skogforsk kommer gå vidare med detta i andra projekt.