Ο πρωταρχικός στόχος αυτής της εργασίας είναι να μελετηθεί η υποδιαδικασία κατά την παραγωγή χαρτιού, γνώστη και ως πολτοποίηση. Η πολτοποίηση αφορά το στάδιο οπού το πριονίδι, παρουσία νερού περνά μέσα από τον πολτοποιητή ο οποίος αποτελείται από δύο πιάτα που περιστρέφονται με αντίθετη φορά, το πριονίδι διαλύεται και μαζί με το νερό δημιουργούν το μίγμα του χαρτοπολτού. Η εν λόγω διαδικασία χαρακτηρίζεται από υψηλή πολυπλοκότητα λόγω της δυσκολίας που παρουσιάζει στη μαθηματική μοντελοποίηση. Σε αυτή την εργασία, εξετάζονται ήδη υπάρχουσες προσεγγίσεις στο θέμα της μοντελοποίησης. Διαφορετικές προσεγγίσεις πάνω στη μοντελοποίηση εχουν γίνει τα τελευταία χρόνια από τους μηχανικούς, υπό την έννοια οτι χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές μεταβλητές ως έξοδοι και ως είσοδοι και πληθώρα μεθόδων μοντελοποίησης. Τα σημαντικότερα μοντέλα ανοιχτού βρόχου που βρεθήκαν στη βιβλιογραφία εξομοιώνονται και τα χαρακτηριστικά τους αναλύονται. Ο στόχος της εργασίας είναι να καθοριστεί αν οι προαναφερθείσες μοντελοποιήσεις μπορούν να ελεγχθούν με επιτυχία μέσω ενός Model Predictive Controller (MPC). Εκτεταμένες προσομοιώσεις πραγματοποιούνται όπου οι παράμετροι του ελεγκτή εξετάζονται λεπτομέρως ώστε να διαπιστωθεί το αντίκτυπο τους στην όλη διαδικασία. Προκειμένου να εξεταστεί η αποδοτικότητα του ελεγκτή, δεδομένα τα οποία πάρθηκαν από πραγματική βιομηχανία συγκρίνονται με αυτά του MPC τα οποία παράχθηκαν μέσω του MATLAB. / The initial objective of this diploma thesis is to investigate and examine the papermaking’s sub-process also known as pulping. Pulping concerns the stage where wood chip along with water is being passed through a refiner that consists of two counter rotating discs, woodchip is being smashed and with the presence of water the pulp mixture is being created. This process is being characterized as highly complex because of the difficulties that appear in its mathematical modeling. In this thesis, the existing modeling approaches developed for the pulp and paper refining process are also being investigated. Different approaches have been developed towards the modeling of the process during the past years, where engineers utilized different controlled and manipulated variables as well as a variety of modeling methods. The most important pulp and paper refiner open-loop model approximations, extracted from the existing related literature, are being simulated and their characteristics are being examined in detail. This work’s main and final objective is to determine if the aforementioned modeling approaches of the pulp and paper refining process can be successfully controlled via a Model Predictive Control (MPC) based structure. Extensive simulation trials are being carried out, where the MPC parameters are being investigated in detail regarding their effect on the overall control performance of the pulp and paper refining process. In order to further evaluate the efficacy of the proposed control scheme, the MPC related results are being compared to experimental data extracted from a real refining system that utilizes a generic industrial controller.