Tiết kiệm năng lượng trong sản xuất giấy và bột giấy

Các nhà nghiên cứu tại Đại học British Columbia đã sáng chế ra một công nghệ sàng lọc bột giấy mới cho phép ngành công nghiệp giấy và bột giấy của Canada tiết kiệm đến 50% năng lượng, tương đương 20 triệu USD mỗi năm.

Giấy và bột giấy là một trong những ngành sản xuất và xuất khẩu lớn nhất của Canada. Tại tỉnh British Columbia, chỉ riêng ngành này đã đóng góp 4 tỉ USD vào GDP, đồng thời tạo ra hơn 30 nghìn việc làm. Tuy nhiên, đây cũng là một ngành tiêu thụ rất nhiều năng lượng, chiếm khoảng 20% tổng sản lượng điện năng của tỉnh.

Sàng lọc bột giấy, một phần của quá trình phân huỷ các mẩu gỗ nhỏ thành bột, là khâu quan trọng trong quy trình sản xuất bột giấy và các sản phẩm giấy, song cũng tiêu tốn nhiều điện năng. Để sản xuất bột giấy, sợi gỗ sẽ được ngâm trong nước và đổ vào một màn phẳng. Điều này cũng giống như một máy ép trái cây sẽ đẩy bã vào một bộ lọc.

Để hạn chế sự tắc nghẽn, người ta cho một cánh quạt quay trên bề mặt màng này với tốc độ 20 m/s nhằm tạo ra một áp suất âm trên đỉnh cánh quạt, nhờ đó giữ cho màng lọc này luôn thông thoáng. Thông thường, mỗi nhà máy giấy tại British Columbia có 10 – 50 cánh quạt tương tự, được chạy liên tục bởi một động cơ 200 mã lực. Đây là nguyên nhân khiến quy trình tưởng như khá đơn giản này lại tiêu tốn nhiều năng lượng đến thế.

Một trong số các nhà sản xuất màng lọc hàng đầu thế giới, công ty Aikawa Fiber Technologies đã nhận ra tiềm năng để nâng cao động lực học của các cánh quạt để nâng cao hiệu quả năng lượng trong quá trình nêu trên.

Công ty này đã hợp tác với giáo sư James Olson, một thành viên của Trung tâm giấy và bột giấy thuộc Trường Đại học British Columbia để tìm ra một thiết kế tốt hơn. Kết quả, hai bên đã sáng tạo ra một cánh quạt có hình dạng như cánh máy bay. Loại cánh quạt mới này vẫn đảm bảo hạn chế tắc nghẽn màng lọc như trước song chỉ tiêu thụ một lượng điện năng bằng 50% so với loại thông thường.

Nhóm của Olson cũng đã cung cấp các thiết bị kiểm tra màng lọc để nhà sản xuất có thể tự đánh giá lại hiệu quả của cánh quạt. Cho đến nay, đã có 100 cánh quạt tương tự được lắp đặt cho 30 nhà máy sản xuất giấy trên khắp Canada.

Anh Tuấn (Theo Innovation)