มหาวิทยาลัยในรัฐแมสซาชูเซตส์กำลังพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ใหม่เพื่อลดการปล่อยมลพิษและการใช้พลังงานที่เกิดจากอุตสาหกรรมกระดาษและเยื่อกระดาษในรัฐเมน Worcester Polytechnic Institute เพิ่งได้รับเงินทุน 2.75 ล้านดอลลาร์จากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาเพื่อนำเทคโนโลยีการอบแห้งอุตสาหกรรมไปใช้ในเชิงพาณิชย์ “ เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับเรื่องนี้นี่อาจเป็นเทคโนโลยีปฏิวัติ” จามาลยากุบิผู้อำนวยการก่อตั้งศูนย์วิจัยขั้นสูงของสถาบันในการอบแห้งกล่าว
อุตสาหกรรมกระดาษและเยื่อกระดาษของเมนปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 1 ล้านตันต่อปีคิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดของรัฐ การปล่อยมลพิษเหล่านี้ส่วนใหญ่มาจากกระบวนการอบแห้งที่มีการบดเยื่อไม้กดและรีดลงในกระดาษ มีโรงงานกระดาษหลักสามแห่งในรัฐและพวกเขามีส่วนร่วมในการปล่อยมลพิษส่วนใหญ่
หากเมนต้องการที่จะกลายเป็นคาร์บอนเป็นกลางภายในปี 2588 จะต้องจัดการกับการปล่อยมลพิษจากกระดาษและโรงงานเยื่อกระดาษเหล่านี้ ยิ่งไปกว่านั้นโรงงานเหล่านี้ส่วนใหญ่อยู่ในละแวกใกล้เคียงที่มีรายได้น้อยและสองแห่งอยู่ในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการเป็นมะเร็งจากมลพิษทางอากาศ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าอาจมีการเชื่อมโยงที่แข็งแกร่งระหว่างการดำเนินงานของพืชเหล่านี้และสุขภาพของผู้อยู่อาศัยในท้องถิ่นโดยเฉพาะอัตรามะเร็ง
ในทางกลับกันอุตสาหกรรมกระดาษและเยื่อกระดาษยังคงมีความสำคัญต่อการพัฒนาเศรษฐกิจของเมน “ พืชเหล่านี้ให้งานสหภาพในท้องถิ่นจำนวนมากและอุตสาหกรรมกระดาษยังคงมีความสำคัญต่อชุมชนของเรา” แมตต์แคนนอนผู้อำนวยการฝ่ายอนุรักษ์ของรัฐและพลังงานสำหรับบทเมนของเซียร่าคลับกล่าว
ศูนย์วิจัยการอบแห้งที่สถาบันโพลีเทคนิค Worcester ได้ทำการสำรวจวิธีการอบแห้งแบบใหม่ทั้งหมด: การใช้เลเซอร์ พวกเขาหวังว่าโดยการมุ่งเน้นพลังงานของเลเซอร์พวกเขาสามารถแห้งวัสดุต่าง ๆ เช่นกระดาษและเยื่อกระดาษได้อย่างมีประสิทธิภาพ หัวหน้าทีมวิจัย Yagoubi กล่าวว่าเลเซอร์ที่พวกเขาใช้นั้นแตกต่างจากอาวุธเลเซอร์อันทรงพลังในภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์ แม้ว่าเลเซอร์นั้นทรงพลังมากจนสามารถละลายโลหะได้
จากการทดลองเกี่ยวกับอาหารนักวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของเทคนิคนี้ ถัดไปพวกเขาจะเจาะลึกถึงผลกระทบของพลังงานเลเซอร์ที่มีต่อวัสดุที่แตกต่างกันเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการอบแห้งจะไม่ส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ “ สำหรับกระดาษเราต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าความเหนียวของกระดาษไม่ได้ลดลง” ยากุบิเน้น "สำหรับอาหารเราต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าสีและรสชาติจะไม่ได้รับผลกระทบ"
ดังนั้นทีมวิจัยจะต้องรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมก่อนที่จะนำเทคโนโลยีไปใช้ในเชิงพาณิชย์ ข้อมูลเหล่านี้รวมถึง: การกระจายพลังงานเลเซอร์บนพื้นผิวของวัสดุที่แตกต่างกันและความลึกของพลังงานเลเซอร์สามารถเจาะวัสดุได้ ด้วยข้อมูลนี้ขนาดของระบบและสภาพการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสามารถเลือกได้สำหรับวัสดุที่แตกต่างกันและโมดูลเลเซอร์ที่สอดคล้องกันสามารถออกแบบมาสำหรับสถานการณ์แอปพลิเคชันเฉพาะแต่ละสถานการณ์
เมื่อรายละเอียดเหล่านี้ทำงานออกมาแล้วเทคโนโลยีเลเซอร์นี้สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์อบแห้งขนาดเชิงพาณิชย์ใหม่ได้อย่างง่ายดายหรือติดตั้งอุปกรณ์ที่มีอยู่โดยตรง “ เทคโนโลยีประเภทนี้เหมาะสำหรับการติดตั้งอีกครั้ง” Yagoubi กล่าว
จากข้อมูลของ US Energy Information Administration ภาคอุตสาหกรรมของสหรัฐอเมริกาได้ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 1.3 พันล้านตันในปี 2566 ซึ่งคิดเป็นเกือบหนึ่งในสามของการปล่อยมลพิษทั้งหมดของประเทศ Evan Gillespie ผู้ร่วมก่อตั้งห้องปฏิบัติการขยันหมั่นเพียรกล่าวว่าประมาณครึ่งหนึ่งของการปล่อยมลพิษเหล่านี้มาจากความร้อนที่จำเป็นในกระบวนการอุตสาหกรรมซึ่งมักจะพึ่งพาก๊าซธรรมชาติหรือเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่น ๆ กิลเลสปียังกล่าวอีกว่ากระบวนการอบแห้งอุตสาหกรรมจำนวนมากมีความต้องการอุณหภูมิและยากที่จะแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลด้วยพลังงานสะอาดดังนั้นอุตสาหกรรมการอบแห้งในอุตสาหกรรมจึงเป็นจุดที่ยากในการลดคาร์บอน
"ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือวิธีการย้ายออกจากการพึ่งพาก๊าซธรรมชาติในการผลิตอุตสาหกรรมและต่อพลังงานสะอาด" Richard Hart ผู้อำนวยการอุตสาหกรรมของสภาอเมริกันเพื่อเศรษฐกิจประหยัดพลังงานกล่าว "การเปลี่ยนแปลงของภาคอุตสาหกรรมเป็นโครงการขนาดใหญ่ แต่ก็มีศักยภาพมหาศาล"
Evan Gillespie ผู้ร่วมก่อตั้ง INTIGHTURISE LABS เชื่อว่าการทำงานเทคโนโลยีใหม่จะต้องใช้ความพยายามร่วมกันโดย บริษัท และรัฐบาลในการลงทุนมากขึ้นในการติดตั้งสิ่งอำนวยความสะดวกอุตสาหกรรมที่เก่ากว่า เขาเน้นว่าการลงทุนดังกล่าวคุ้มค่าไม่เพียง แต่เพื่อเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมและรักษางาน แต่ยังเพื่อประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ “ การปกป้องสภาพภูมิอากาศและงานไม่ใช่สิ่งที่ตรงกันข้าม” กิลเลสปีกล่าว“ เราสามารถบรรลุผลทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมโดยการปรับปรุงสิ่งอำนวยความสะดวกอุตสาหกรรมของเรา”
