Vid Karlstads universitet - ett av landets ledande forskningscentrum inom skogsindustriell forskning - bedrivs forskning och utbildning inom pappers-, massa-, och ytbehandlingsteknik. I omfattande forskningsprojekt, i nära samverkan med industrin, tar universitetets forskare fram ny kunskap för mer energieffektiv papperstillverkning.
Text: Pierre Eklund
Foto: Karlstads universitet, Region Värmland/Øyvind Lund, och Valmet Oyj.
Ända sedan 1800-talets industrialisering har pappers- och massaindustrin varit en viktig del av Värmlands skogsbaserade ekonomi, och 2026 är fortfarande flera världsledande industrier och verksamheter verksamma i regionen.
– Här finns stora världsledande bruk och maskintillverkare, men också mindre leverantörer och startups som gör nya material av cellulosa och fiber. Skogsnäringens historia, kompetens och efterenheter har naturligtvis satt avtryck i samhället och har stor del i att vi är ett av landets främsta universitet i skogsindustriell forskning och utbildning, berättar Björn Sjöstrand, docent i kemiteknik vid Karlstads universitet och Pro2BE - universitetets forskningsmiljö inom skogsbaserad bioekonomi.
Även om pappers- och massaindustrin har effektiviserats med ny modern teknik och utrustning finns det fortfarande processer som är överdimensionerade och energikrävande. Med stigande ved- och elpriser och tidvis låga vattennivåer de senaste 15 åren har effektivisering av processer blivit en allt större utmaning för pappers- och massaindustrin. Samtidigt har det akademiska intresset för industrin växt. När Björn Sjöstrand tog examen och startade sina doktorandstudier vid Karlstads universitet 2013 var han i stort sett ensam om att nischa sig inom pappers- och massaindustrin, men med en växande och framgångsrik forskningsorganisation har både utbildningen och intresset blivit mer omfattande.
– Forskning och utbildning går hand i hand. Den spjutspetskompetens som jag och mina forskarkollegor samlar på oss förmedlas vidare till studenterna. Idag har vi den främsta utbildningen i Sverige inom området och kullarna blir allt större.
– Till våren har vi nästan 20 studenter som ska skriva examensjobb och de civilingenjörer som är inriktade på massa- och pappersteknik är väldigt eftertraktade och anställningsbara.
Under det senaste decenniet har forskare och doktorander vid Karlstads universitet genomfört ett flertal forskningsprojekt med fokus på bland annat avvattning och torkning av pappersbanor, olika fiberråvaror och dess påverkan på produkter och processer, och förhindrandet av förhorning vilket de i framtiden hoppas kunna medföra att ett fiberbaserat material kan återanvändas fler gånger. I Björn Sjöstrands senast avslutade projekt om energieffektiv papperstillverkning, som pågick mellan 2022 och sommaren 2025, undersöktes möjligheterna att effektivisera processerna kring avvattning i samband med mjukpapperstillverkning.
– Under tillverkningsprocessen används stora mängder vatten för att separera träfibrer, som gärna klumpar ihop sig, vilket gör det möjligt att forma ett slätt papper. Nästa utmaning är att få bort allt vatten, vilket kräver extremt mycket energi. Vår forskning visar att det går att spara mycket energi och pengar genom effektivisering.
Fotocred: Valmet Oyj
Näringslivet avgörande
I forskningsprojektet har Björn Sjöstrand och hans forskarkollegor studerat genomblåsningstorkning av mjukpapper, en teknik som är väldigt energikrävande men ger extra bra produktegenskaper. Projektet har genomförts i samverkan med industriföretaget Valmet, som levererar teknik, automation och livscykeltjänster till processindustrier, och Albany International som bland annat tillverkar beklädnader för papperstillverkning.
– Det främsta syftet med studien var att bygga på vår kunskap om genomblåsningstorkning och som ett resultat av det gärna hitta sätt på hur vi kan minska energi- och materialkostnader, vilket våra industripartners är intresserade av.
– Vi har ett långtgående och lyckat samarbete med näringslivet i regionen som förstår nyttan i våra projekt. Företagen är faktiskt helt avgörande för att vi ska kunna bedriva forskning i stor skala inom området.
Studierna har genomförts i olika nivåer inom datamodellering, laboratorieförsök och pilotstudier i syfte att få fram resultat som är jämförbara med processen i full industriell skala. Under studierna har arbetet i laboratoriet och pilotanläggningen genererat data och underlag till datamodellering och simuleringar.
– Eftersom fullstora pappersmaskiner, som kan vara 300 meter långa, ständigt är i drift vill man sällan gå in och bryta för olika experiment och provkörningar. Däremot i en mindre maskin, en så kallad pilotanläggning, går det att göra flera olika undersökningar, även om det också är mycket dyrt och tidskrävande.
– Sen finns det såklart begränsningar vad som praktiskt går att genomföra i laboratoriet och pilotanläggningen, men i våra datasimuleringar kan vi testa i stort sett vad som helst och se hur processen reagerar på olika material och inställningar.
Två olika verktyg
Som ett resultat av forskningsprojektet fann forskarna två verktyg som speglar processen i full industriell skala. Ett verktyg är mer användarvänligt och ger bra resultat, medan det mer svåranvända verktyget ger en mer exakt bild av hur processen fungerar i verkligheten. För att använda det mer avancerade verktyget, som är byggt med mjukvaran Comsol Multiphysics, krävs en utbildning i data- eller flödesmodellering.
– Det andra verktyget är en ekvation där du ändrar olika parametrar, som vem som helst kan använda i ett vanligt Excel-ark utan att själva veta den bakomliggande matematiken. Du matar in olika inställningar, som temperatur och mängden vatten och fiber, och får fram ett ungefärligt resultat på hur processen i maskinen förändras.
– Vi vet sedan tidigare att det finns stor potential i energibesparing vid processteknisk forskning, och i projekt som dessa får vi bekräftat hur energin påverkas när vi ändrar parametrar. Ju mer vi forskar desto mer frågor väcker vi samtidigt som vi flyttar vår kunskap till en högre nivå.
Projektet, som genomfördes inom forskningsmiljön Pro2BE - Processer och Produkter för en cirkulär bioekonomi - vid Karlstads universitet, avslutades sommaren 2025, och följdes direkt av ett nytt projekt med samma tema, finansierat av Region Värmland och Karlstads universitet.
– Syftet med det nya projektet är att dels finslipa våra verktyg, det vill säga göra de ännu mer effektivare och korrekta, och dels arbeta bredare och ta in all tillverkning av skogsbaserad råvara, och inte bara mjukpapperstillverkning. Till exempel wellpapp, kartong, eller cellulosabaserade membran för användning i batterier.
– Nu planerar vi för ännu ett projekt, med start i slutet av 2026, där vi tittar på hela pappersmaskinen och inte bara dess delprocesser var för sig, med målsättning att skapa kunskap om hur vi kan effektivisera hela processen.
Fotocred: Region Värmland/Øyvind Lund
Karlstads universitet
Karlstads universitet driver Pro2BE - Processer och Produkter för en cirkulär bioekonomi - som är en ledande forskningsmiljö inom skogsbaserad bioekonomi. I miljön finns drygt 30 forskare och doktorander som är inriktade på skogsindustriell forskning kopplat till cirkulär bioekonomi, och arbetar med olika forskningsprojekt. I vissa projekt, där det även krävs annan kompetens, deltar forskarkollegor från andra institutioner på universitetet och från andra nationella och internationella universitet. Forskarna i Björn Sjöstrands grupp undersöker alla delar av papperstillverkningen, från råvaran och processer till produkter och återvinning.
I Björn Sjöstrands senast avslutade forskningsprojekt (2022-2025) om energieffektiv papperstillverkning har han och flera forskarkollegor studerat genomblåsningstorkning av mjukpapper. Projektet har genomförts i samverkan med industriföretagen Valmet och Albany International, som har tillhandahållit ovärderlig kompetens, samt möjligheter att flera gånger få tillgång till en pilotanläggning till studien.
Andra projekt vid Pro2BE
I slutet av 2025 publicerade doktorand Morassa Raouf en artikel från sitt doktorandprojekt där hon med hjälp av professor Agne Swerin har tagit fram ett nytt nanomaterial från cellulosa som är ett grönare och hållbarare alternativ till exempel för beläggning i förpackningar.
Värmlands pappers- och massaindustri
Värmland har en rik historia inom pappers- och massaindustrin, och i landskapet finns fortfarande flera världsledande industrier och verksamheter. Här finns bland annat Billeruds produktionsanläggning Gruvön, en av världens ledande tillverkare av fluting, liner och vätskekartong, och Skoghalls Bruk, som är en av världens största tillverkare av livsmedelskartong. Valmet, som levererar teknik, utrustning och service för pappersbruk, är bland annat verksamma i Karlstad.
