Infraröd strålning kortar torkprocessen vid papperstillverkning

Torkprocessen står för en stor del av den energi som används vid papperstillverkning. Ny avhandling vid Karlstads universitet visar att IR-teknik kan användas för att uppnå högre torkhastighet och för att studera torkbeteendet hos individuella fibrer.

Torkprocessen står för en betydande del av den energi som används i pappersmaskinen. Detta gäller särskilt vid tillverkning av premiumprodukter av mjukpapper för exempelvis toalett- och hushållspapper. Avvattningen sker då med genomblåsningstorkning, så kallad TAD (through air drying) som ger bättre absorption och mjukhet. En ny avhandling visar nu att tillförd energi via infraröd strålning höjer torkhastigheten och minskar behovet av fossila energikällor. Därmed skulle premiumprodukter kunna produceras med mindre miljöpåverkan och till lägre kostnad.

Aron Tysén, doktorand i kemiteknik, har i sin avhandling, Through air drying – Thermographic studies of drying rates, drying non-uniformity and infrared assisted drying, undersökt parametrar relaterade till torkningshastighet och ojämnhet vid genomblåsningstorkning. Mätningarna visade att luftflödet genom proverna varierade med ytvikt och massatyp, där barrvedsmassor uppvisade mycket högre permeabilitet än lövvedsmassor. Vid låga ytvikter, relevanta för tissue, sågs ingen koppling mellan mängd genomströmmad luft och torkhastigheten.

- Eftersom luften är processens medium för energitransport betyder det att vi har stött på någon form av flaskhals för hur snabbt vi kan torka med rumstempererad luft. Jag kunde sedan komma förbi flaskhalsen genom att addera energi via infraröd strålning och på så vis uppnå högre torkhastigheter, säger Aron Tysén.

Torkprocess som kan användas för de flesta pappersprodukter
Enligt Aron Tysén skulle IR-teknik även kunna användas för att karaktärisera torkningsprocessen med de flesta pappersprodukterna. Inom ramen för doktorsarbetet har han utvecklat en termografisk metod som gör det möjligt att bestämma spatialt lokala torktider med hög upplösning.

- Med rätt infraröd kamera skulle man kunna se torkbeteendet hos individuella fibrer i arket, förklarar han.

Nu går Aron Tysén in i en ny roll på RISE som Senior Research Associate men med fortsatt fokus på processvariabilitet.

- Infraröd strålning är en intressant metod som vi kommer att titta närmare på inom flera olika projekt, inklusive ”Online variability analysis of the total production of paper and board for process optimisation” (PiiA), samt programområdena ”Tissue products and processes” och ”Product Variability and Advanced Analytics in Papermaking” som båda ingår i The Bioeconomy Research Programme 2018-2020, säger Paul Krochak, sektionschef Papperstillverkning, RISE.

Aron Tysén försvarade sin avhandling den 22 maj vid Karlstad universitet. Arbetet har utförts inom ramen för forskarskolan VIPP (Values Created in Fiber Based Processes and Products) vid Karlstad universitet med stöd från KK-stiftelsen.

Här finner du Aron Tyséns avhandling Thermographic studies of drying rates, drying non-uniformity and infrared assisted drying