Puiduteadus aitab haaval ja lepal jõuda kase tasemele

Puiduteadus aitab haaval ja lepal jõuda kase tasemele. 05.11.2025. Akkurti doktoritöö „Madalakvaliteediliste puiduliikide väärindamine innovatiivseteks kihilisteks inseneripuittoodeteks“ tutvustab uudset lähenemist, kuidas muuta madalama väärtusega lehtpuid termomehaanilise tihendamise abil kõrge jõudlusega materjalideks – kirjeldatava protsessi käigus avaldatakse puidule kuumuse ja rõhu all survet, mis parandab materjali tugevust ja pinnakvaliteeti. “Madalast kvaliteedist” kõrge potentsiaalini Akkurti huvi väheväärtustatud lehtpuidu vastu sai alguse juba magistriõpingute ajal. „Tegelikult on kõikidel puudel samasugune puidukiudude tugevus – erineb vaid selle tihedus. See tekitaski mõtte: miks mitte muuta tihendamise abil need niinimetatud madalakvaliteedilised liigid sama tugevaks kui kask?“ Tööstuslikus vineeritootmises on haaba ja sangleppa seni vähe kasutatud, sest nende tihedus ja mehaaniline tugevus on väiksemad kui kasel. Akkurt leidis aga, et kui spoonilehti tihendada – suruda näiteks 3 millimeetri paksust lehte 1,5 millimeetrini – saab puidukiudusid tihedamalt koondada, ning muuta materjali tugevamaks, kõvemaks ja siledamaks. „Tihendamise käigus läbib ligniin – üks puidu rakukesta põhikomponente – oma klaasistumistemperatuuri, mis muudab puidu pehmemaks ja plastilisemaks. Pehmenemine võimaldab puidu kuju ümber kujundada ja luua rakustruktuuri kahjustamata siledamat pinda,“ selgitas ta. Nii suureneb pinna kõvadus ja tugevus, mis ületab mõnel juhul isegi kase omadused. Termomehaaniline tihendamine pole uus idee – teadlased on seda uurinud selle võimalusi juba aastakümneid. Suurimaks takistuseks on seni olnud praktilisus: protsess nõuab palju energiat, väga kõrget rõhku ning tekitab nn „tagasipaisumise efekti“, mille puhul taastab tihendatud puit niiskuse mõjul osaliselt oma algse paksuse. Ehitusinseneri taustaga Akkurt lähenes küsimusele uue nurga alt. Kui puidutehnoloogid kipuvad tihendama kõiki spoonikihte, siis tema mõistis, et konstruktsioonide tugevus sõltub peamiselt välimistest kihtidest – seega pole vaja kogu materjali tihendada. Olles keskendunud vaid välimiste kihtide tihendamisele, suutis Akkurt vähendada materjalikulu kuni 70% ulatuses, ning säilitada või isegi parandada sedakaudu puidu üldist tugevust. Veelgi enam, ta tõestas, et protsess toimib juba 90 °C juures – märksa madalamal kui tavaliselt nõutavad 150–200 °C. „See tähendab, et tootjad ei peaks oma tootmisliine muutma – nad saaksid võtta meetodi kasutusele kohe, minimaalsete energiakuludega.“ „Tegelikult on kõikidel puudel samasugune puidukiudude tugevus – erineb vaid selle tihedus. See tekitaski mõtte: miks mitte muuta tihendamise abil need niinimetatud madalakvaliteedilised liigid sama tugevaks kui kask?“ Hoiakute muutmine – kiht kihi haaval Tööstuse jaoks on eelised ilmsed: kase hind on haava ja sanglepa omast kaks kuni kolm korda kõrgem, mis teeb uue lähenemise tootjatele märksa kuluefektiivsemaks. Keskkonnale tõuseb uuest lähenemisest sama ilmne kasu kui majandusele. Väiksem sõltuvus kasest – aeglaselt kasvavast liigist – aitaks vähendada raietempot ja metsadele avaldatavat survet. Haab kasvab kiiresti ning on Eestis laialt levinud, mistõttu võib see pakkuda piirkonna puidutööstusele kestlikumat alternatiivi. Kodumaise tooraine kasutamine vähendab transpordiheitmeid ja elavdab piirkondlikku majandust. „Lähenemise võlu seisneb selles, et nüüd on võimalik luua tugevam materjal, ilma et suurendataks keskkonnamõju. Tuleb lihtsalt kasutada vähem liimi, vähem ressursse ning süsinik jääb pidama puidu struktuuri, selle asemel et näiteks terase või betooni tootmise käigus vabaneda,“ sõnas Akkurt. Kõnealust toorainet  on võimalik kasutada palju laiemalt kui üksnes vineeritootmises – haaba ja leppa võiks rakendada parkettpõrandates, spoonliimpuidust talades või sõidukite jaoks mõeldud alumiinium–puit hübriidkomposiitides. Akkurti väitel on jõudnud mingite teadlaste tähelepanu liikuda juba kaugemalegi : uuritakse, kuidas sobituvad puidust komponendid satelliitidega, sest puit talub äärmuslikke temperatuurikõikumisi. Akkurti meeskond teeb praegu koostööd Austrias asuva Grazi ülikooliga, et arendada uusi komposiitmaterjale ja täiustada tihendamisprotsessi. Järgmiseks kavatsetakse rakendada välja töötatud tehnoloogiat otse tööstuslikus vineeritootmises. Suurimaks takistuseks pole Akkurti sõnul mitte enam tehnoloogia, vaid mõtteviis: „Mõnikord tuleb inimesi lihtsalt veenda.“ Kuigi tihendamismeetod on tema hinnangul ennast juba tõestanud ning seda on kerge ja odav kasutusele võtta, eelistavad paljud tootjad endiselt kasevineeri – mitte niivõrd vajadusest, kuivõrd harjumusest. „Lähenemise võlu seisneb selles, et nüüd on võimalik luua tugevam materjal, ilma et suurendataks keskkonnamõju. Tuleb lihtsalt kasutada vähem liimi, vähem ressursse ning süsinik jääb pidama puidu struktuuri, selle asemel et näiteks terase või betooni tootmise käigus vabaneda.” Kommentaar: doktoritöö juhendaja, Materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi professor Jaan Kers Eesti vineeritööstus on toetunud seni ühele puiduliigile – kasele. Haava- ja sanglepa-vineeri kasutuselevõtuks oleks vaja katta pinnakoht tihendatud spooniga. See eeldab eraldi tööoperatsiooni, mille käigus pressitakse spoon  termo-mehaanilisel meetodil tihedamaks. See omakorda nõuab, et arendataks uut tüüpi pidevpresse. Haavast ja sanglepast tooted aitaksid vähendada kasepuidust tooraine hinnasurvet ja me saaksime toota nende abil rohkem parketti ja teisi ehitusmaterjale. Puidu tihendamise temaatikaga on tegeletud juba aastakümneid ja turul on olemas ka Lignostone ehk kõrgsurve all pressitud ja vaiguga immutatud puidupõhine laminaatmaterjal, mida saadi pöögipuidu keemilise modifitseerimise ja tihendamisega. Tihendatud puidust toodetel on olemas oma turunišš. Puidutihendamise laiemat tööstuslikku rakendamist takistab praegu peamiselt tootlikkus, mille parandamiseks oleks vaja arendada keemilist modifitseerimist ja pressimistehnoloogiat. Oleme seda teinud koostöös Rootsi Mid Swedeni ülikooli professori Per Enstrandiga. Kooreüraski tekitatud kahjustused ja haigused on vähendanud nii Euroopas kui ka mujal maailmas oluliselt okaspuidu kättesaadavust. Sellise olukorra survel teevad teaduslaborid ja ettevõtted vilgast arenduskoostööd, et leida ehituskonstruktsioonides kasutatavate liimpuittalade ja ristkihtliimpuidust paneelide tootmiseks alternatiivseid lehtpuiduliike. Parketitootmises ja mööblitööstuses võivad tulla järgneva viie aasta jooksul kasutusele tihendatud kasest või haavapuidust laminaadiga kaetud töötasapinnad. Kooreüraski tekitatud kahjustused ja haigused on vähendanud nii Euroopas kui ka mujal maailmas oluliselt okaspuidu kättesaadavust. Sellise olukorra survel teevad teaduslaborid ja ettevõtted vilgast arenduskoostööd, et leida ehituskonstruktsioonides kasutatavate liimpuittalade ja ristkihtliimpuidust paneelide tootmiseks alternatiivseid lehtpuiduliike.