Mô Hình Dữ Liệu Và Thí Nghiệm Phòng Lab Có Thể Mở Đường Cho Sản Xuất Giấy Tiết Kiệm Năng Lượng
Nguồn: Đại học Karlstad – Biên tập: Lisa Lock, Rà soát: Robert Egan – Tháng 9/2025
Ngành sản xuất giấy là một trong những quy trình tiêu thụ năng lượng lớn nhất, nhưng các nhà nghiên cứu tại Đại học Karlstad tin rằng còn rất nhiều tiềm năng để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng. Trong một dự án nghiên cứu quy mô lớn phối hợp chặt chẽ với ngành công nghiệp, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình dữ liệu, thí nghiệm trong phòng lab và thử nghiệm ở quy mô pilot để tạo ra những hiểu biết mới giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất giấy và bìa carton.
Hai bài báo khoa học từ dự án đã được công bố trên tạp chí Drying Technology và Chemical Engineering Research and Design.
“Các sợi gỗ có khả năng giữ nước và kết tụ rất mạnh, gây khó khăn trong sản xuất giấy và bìa carton,” Björn Sjöstrand, giảng viên kỹ thuật hóa học và trưởng dự án tại Đại học Karlstad cho biết. “Để tạo ra sản phẩm giấy mịn, đồng đều, chúng ta phải ngăn chặn sự kết tụ của sợi. Giải pháp là dùng rất nhiều nước — lên tới 99,8% nước ở giai đoạn đầu quy trình.
“Nước giúp tách các sợi và tạo khoảng cách giữa chúng, từ đó hình thành tấm giấy phẳng. Thách thức tiếp theo là loại bỏ lượng nước khổng lồ đó, điều này tiêu tốn năng lượng rất lớn. Dự án của chúng tôi tập trung vào việc nâng cao hiệu quả quy trình tách nước trong sản xuất giấy tissue — tức giấy vệ sinh và khăn giấy cuộn.”
Tiến Bộ Trong Tối Ưu Hóa Sấy Khí Nóng Xuyên Lớp
Nhóm nghiên cứu tập trung vào kỹ thuật sấy khí nóng xuyên lớp (TAD), một quy trình tiêu tốn nhiều năng lượng nhưng rất quan trọng để tạo ra giấy tissue chất lượng cao. Kết quả nghiên cứu cung cấp hiểu biết sâu hơn về cách thiết kế và tối ưu hóa máy sản xuất giấy và vải máy nhằm tiết kiệm năng lượng mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Dự án có sự hợp tác đa tầng, bao gồm các nhà nghiên cứu, kỹ sư của Đại học Karlstad, các đối tác công nghiệp và Quỹ Tri Thức (KK-stiftelsen). Nhóm nghiên cứu tiến hành đánh giá toàn diện ở nhiều cấp độ: từ mô phỏng trên máy tính, thí nghiệm trong phòng lab đến thử nghiệm quy mô pilot, đảm bảo kết quả tương đương với quy mô công nghiệp thực tế.
“Cách tiếp cận toàn diện của chúng tôi là yếu tố then chốt,” Sjöstrand nhấn mạnh. “Bằng việc kết hợp mô hình, thí nghiệm và thử nghiệm pilot, chúng tôi có thể nắm bắt toàn bộ quy trình. Sự hợp tác giữa giới học thuật và kỹ sư trong ngành chính là chìa khóa để hiểu rõ cơ hội và thách thức.”
Ảnh Hưởng Đến Toàn Ngành
Sjöstrand nhấn mạnh rằng kết quả nghiên cứu có thể mang lại tác động lớn trên toàn bộ ngành bột giấy và giấy:
“Chúng tôi tin rằng còn nhiều tiềm năng tiết kiệm năng lượng nếu tiếp tục tập trung vào nghiên cứu kỹ thuật quy trình. Với chuyên môn đa dạng và khả năng tiếp cận vật liệu, dây chuyền sản xuất, chúng ta có thể tạo ra các công cụ giúp nhà sản xuất tối ưu hóa quy trình, tiết kiệm tài nguyên, giảm tác động môi trường và nâng cao năng lực cạnh tranh. Đây là tương lai của sản xuất bền vững.”
Nhóm nghiên cứu đã khởi động một dự án mới, mở rộng phạm vi sang toàn bộ quy trình sản xuất sử dụng nguyên liệu từ rừng, vẫn tập trung vào mô hình hóa hiệu quả năng lượng.
“Chúng tôi hoan nghênh các doanh nghiệp quan tâm tham gia,” Sjöstrand nói. “Không yêu cầu kinh phí hay kiến thức nền tảng — mục tiêu là cùng nhau xây dựng tương lai sản xuất bền vững.”
