Университет в Масачузетс разработва нова лазерна технология, насочена към драстично намаляване на емисиите и консумацията на енергия, генерирани от хартията и пулп индустрията в Мейн. Политехническият институт в Уорчестър наскоро получи безвъзмездна помощ от 2,75 милиона долара от Министерството на енергетиката на САЩ, за да доведе технологията за индустриално сушене в търговска употреба. "Ние сме много развълнувани от това, това може да бъде революционна технология", казва Джамал Ягуби, основател на директора на Центъра за напреднали изследвания на Института в Сушене.
Хартията и целулозната промишленост на Мейн излъчват около 1 милион тона въглероден диоксид годишно, което представлява около половината от общите индустриални емисии на държавата. Повечето от тези емисии идват от процеса на сушене, при който дървесната пулпа се пюрира, притиска и се търкаля в хартия. В държавата има три основни хартиени мелници и те представляват повечето емисии.
Ако Мейн иска да стане въглероден неутрален до 2045 г., той трябва да се обърне към емисиите от тези хартиени и целулозни мелници. Нещо повече, повечето от тези фабрики са в квартали с ниски доходи, а две от тях са в райони с по-висок риск от рак от замърсители на въздуха, според трудолюбивите лаборатории, екологична група, която се фокусира върху индустриалните въздействия. Това предполага, че може да има силна връзка между работата на тези централи и здравето на местните жители, особено процента на рака.
От друга страна, хартията и целулозната индустрия остават жизненоважни за икономическото развитие на Мейн. "Тези заводи осигуряват значителен брой работни места в местния съюз, а хартиената индустрия остава много важна за нашата общност", казва Мат Кенън, директор на държавната опазване и енергия за главата на Мейн Клуб в Сиера.
Изследователският център за сушене в политехническия институт в Уорчестър изследва изцяло нов начин на изсушаване: използване на лазери. Те се надяват, че като фокусират енергията на лазера, те могат ефективно да изсушат различни материали като хартия и целулоза. Ръководителят на изследователския екип Ягуби каза, че лазерът, който са използвали, е много различен от мощните лазерни оръжия в научните фантастични филми. Въпреки че лазерът е толкова мощен, че дори може да разтопи метал, диспергирането му върху по -голяма зона позволява нейната енергия да бъде мека и равномерно приложена върху изсъхването на материала.
Чрез експерименти върху храната изследователите демонстрират осъществимостта на тази техника. След това те ще се задълбочат в ефектите на лазерната енергия върху различни материали, за да гарантират, че процесът на сушене не компрометира качеството на продукта. "За хартия трябва да гарантираме, че здравината на хартията не е намалена", подчерта Ягуби. "За храната трябва да гарантираме, че цветът и вкусът не са засегнати."
Следователно изследователският екип ще трябва да събере повече данни, преди да използва технологията в търговска употреба. Тези данни включват: разпределението на лазерната енергия на повърхността на различни материали и дълбочината на лазерната енергия може да проникне в материала. С тези данни най -подходящият размер на системата и работни условия могат да бъдат избрани за различни материали, а съответният лазерен модул може да бъде проектиран за всеки конкретен сценарий на приложение.
След като тези подробности се изработят, тази лазерна технология може лесно да се прилага за ново оборудване за сушене в търговски мащаби или директно да преоборудва съществуващото оборудване. "Този вид технология е идеален за модернизиране", каза Ягуби.
Според американската администрация за енергийна информация, американският индустриален сектор излъчва около 1,3 милиарда тона въглероден диоксид през 2023 г., което представлява почти една трета от общите емисии на страната. Еван Гилеспи, съосновател на трудолюбивите лаборатории, отбелязва, че около половината от тези емисии идват от отоплението, необходими в индустриалните процеси, които често разчитат на природен газ или други изкопаеми горива. Gillespie спомена също, че много процеси на промишлено сушене са много взискателни към температурата и традиционно трудни за замяна на изкопаеми горива с чиста енергия, така че индустриалната промишленост е труден момент за намаляване на въглерода.
"Най -голямото предизвикателство е как да се отдалечите от зависимостта от природния газ в промишленото производство и към чистата енергия." Казва Ричард Харт, директор на индустрията на Американския съвет за енергийно ефективна икономика. "Трансформацията на индустриалния сектор е огромен проект, но също така има огромен потенциал."
Евън Гилеспи, съосновател на трудолюбивите лаборатории, смята, че създаването на нови технологии ще изисква съгласувани усилия на компаниите и правителствата да инвестират повече в модернизиране на по-стари индустриални съоръжения. Той подчерта, че подобна инвестиция си заслужава не само за повишаване на конкурентоспособността на индустрията и запазване на работните места, но и за да донесе значителни ползи за околната среда. "Защитата на климата и работните места не са противоположности", каза Гилеспи, "можем да постигнем икономическа и екологична печеливша печалба, като модернизираме нашите индустриални съоръжения."
