W procesie transformacji przemysłu papierniczego w kierunku wysokiej prędkości i uszlachetniania, sekcja suszenia, jako kluczowe ogniwo decydujące o jakości papieru i wydajności produkcji, nieustannie udoskonala technologię swoich urządzeń. Chociaż tradycyjne cylindry suszarek parowych mogą sprostać podstawowym potrzebom suszenia, są one podatne na problemy, takie jak drganie krawędzi wstęgi papieru, marszczenie i łamanie się w scenariuszach produkcji wysokowydajnej, co utrudnia dostosowanie ich do wymagań produkcyjnych w przypadku produktów papierniczych o niskiej i wysokiej jakości. W tym kontekście pojawiły się rolki suszące VAC (znane również jako rolki Vac, tj. rolki suszące próżniowe). Dzięki unikalnym funkcjom adsorpcji próżniowej i suszenia pomocniczego, stały się one podstawowym wyposażeniem wspomagającym sekcję suszenia szybkich maszyn papierniczych, zapewniając istotne wsparcie w zakresie poprawy jakości i wydajności w przemyśle papierniczym.

Rolki suszące VAC nie są tradycyjnymi elementami grzejno-suszącymi, lecz urządzeniami do stabilizacji i suszenia wstęgi papieru o dużej prędkości, współpracującymi z cylindrami suszarki parowej. Są one stosowane głównie w konfiguracjach suszenia jednoigłowego w szybkich maszynach papierniczych i powszechnie spotykane w liniach produkcyjnych papieru referencyjnego, papieru powlekanego, białej tektury i papieru falistego w małych ilościach. W odróżnieniu od tradycyjnych cylindrów suszarek parowych, które wykorzystują wewnętrzne źródło pary do dostarczania ciepła suszącego, rolki suszące VAC stabilizują wstęgę papieru poprzez adsorpcję podciśnieniową, a jednocześnie przyspieszają usuwanie wilgotnego powietrza, pośrednio poprawiając ogólną wydajność suszenia i tworząc skoordynowany system suszenia „grzanie + stabilizacja wstęgi papieru”.

Pod względem konstrukcji, rolki suszące VAC dzielą się na dwa typy, aby dostosować się do różnych prędkości pojazdów i potrzeb produkcyjnych. Wśród nich rowkowana rolka Vac nie wymaga wbudowanej komory próżniowej. Powierzchnia rolki posiada rowki o szerokości 5 mm i głębokości 4 mm, a małe otwory przelotowe rozmieszczone są na dnie rowków, a gęstsze otwory na krawędziach ułatwiają nawlekanie. W połączeniu z komorą nadmuchową może ona generować podciśnienie na poziomie około 2 kPa, a stopień otwarcia jest kontrolowany w zakresie 0,1%–0,4%, realizując wiązanie wstęgi papieru za pomocą podciśnienia przepływu powietrza. Jej konstrukcja jest stosunkowo prosta i nadaje się do produkcji na maszynach papierniczych o średniej i dużej prędkości. Drugim typem jest wbudowana komora próżniowa, wyposażona w precyzyjne, stopniowane lub gęste otwory na płaszczu rolki oraz komorę próżniową o regulowanej szerokości, bezpośrednio połączoną z pompą próżniową. Posiada wyższy stopień podciśnienia i bardziej precyzyjną kontrolę, specjalnie zaprojektowaną dla ultraszybkich maszyn papierniczych o prędkości przekraczającej 1000 m/min, co pozwala skutecznie radzić sobie z problemem stabilizacji wstęgi papieru w ekstremalnych warunkach pracy. W niektórych zaawansowanych liniach produkcyjnych walce próżniowe (Vac) i cylindry suszące tworzą precyzyjną proporcję. Na przykład, wysokiej jakości maszyna do produkcji papieru drukowego o rocznej wydajności 130 000 ton ma sekcję suszącą składającą się z 29 cylindrów suszących parą i wielu wałków próżniowych (Vac) o średnicy 1500 mm. Dolny rząd tradycyjnych cylindrów suszących został całkowicie zastąpiony wałkami próżniowymi (Vac), co pozwala na wydajną, ciągłą produkcję bez konieczności przewlekania lin i znacznie poprawia stabilność operacyjną.

Podstawowa wartość rolek suszących VAC wynika z ich naukowej zasady działania i zalet wydajnościowych w warunkach dużej prędkości. W rzeczywistej produkcji górny rząd cylindrów suszących parą odpowiada za dostarczanie ciepła w celu odparowania wilgoci z wstęgi papieru, podczas gdy dolny rząd rolek suszących VAC mocno adsorbuje wstęgę papieru na powierzchni suchego sita poprzez podciśnienie, skutecznie kompensując siłę odśrodkową generowaną przez pracę z dużą prędkością i zasadniczo rozwiązując problemy branżowe, takie jak drżenie krawędzi wstęgi papieru, marszczenie i zrywanie. Jednocześnie przepływ powietrza w wentylowanych kieszeniach jest zasysany do otworów w rolce, przyspieszając odprowadzanie wilgotnego powietrza, przerywając warstwę zatrzymującą wilgotne powietrze na powierzchni wstęgi papieru i pośrednio poprawiając szybkość suszenia. Na etapie nawlekania, konstrukcja gęstych otworów na krawędziach może wzmocnić efekt adsorpcji, znacznie poprawić wskaźnik powodzenia nawlekania i skrócić czas nawlekania. Przypadek transformacji maszyny papierniczej PM15 firmy Lee & Man Paper w pełni to potwierdza. Po przekształceniu oryginalnych dwuwieszanych cylindrów suszących w jednowieszane cylindry suszące i ich modernizacji do rolek Vac, w połączeniu ze zoptymalizowanymi pojemnikami stabilizującymi i urządzeniami do wentylacji kieszeni, współczynnik zrywania wstęgi papieru został zmniejszony o 60%, nieplanowane przestoje zostały zmniejszone o 30%, a przy produkcji papieru na tekturę falistą o gramaturze 70~90 g/m² z prędkością 1000 m/min, średni miesięczny współczynnik zrywania papieru wyniósł zaledwie 10 razy, a wydajność produkcji wzrosła o 3%.

W porównaniu z tradycyjnymi cylindrami suszarek parowych, funkcjonalne rozmieszczenie rolek suszarki VAC jest bardziej ukierunkowane na stabilizację wstęgi papieru i suszenie pomocnicze, a oba te elementy tworzą uzupełniającą się i skoordynowaną relację. Pod względem źródła ciepła, rolki suszarki VAC nie mają wbudowanej struktury grzewczej i działają całkowicie w oparciu o podciśnienie, podczas gdy cylindry suszarki parowej wykorzystują parę jako źródło ciepła i realizują podstawowe zadania związane z przenoszeniem ciepła i suszeniem; pod względem struktury powierzchni, rolki suszarki VAC mają rowkowane lub wiercone powierzchnie, podczas gdy cylindry suszarki parowej mają przeważnie gładkie powierzchnie chromowane lub żeliwne; pod względem funkcjonalnym, rolki suszarki VAC koncentrują się na stabilizacji szerokości wstęgi papieru, osuszaniu pomocniczym i redukcji defektów papieru, podczas gdy cylindry suszarki parowej koncentrują się na efektywnym przenoszeniu ciepła, aby zakończyć główne odparowywanie wilgoci z wstęgi papieru. Pod względem wydajności suszenia, wydajność suszenia pojedynczej rolki suszarki VAC jest ograniczona, a około 2-3 rolki Vac odpowiadają jednemu standardowemu cylindrowi suszarki. Dlatego w zastosowaniach praktycznych konieczne jest naukowe dopasowanie liczby rolek Vac i cylindrów suszarki parowej do prędkości pojazdu i ilości papieru, aby osiągnąć równowagę między wydajnością a kosztami.

W kontekście rozwoju strategii „podwójnego węgla” oraz inteligentnej i energooszczędnej transformacji przemysłu papierniczego, zastosowanie wałków suszących VAC musi również uwzględniać kontrolę zużycia energii i optymalizację konserwacji. Wałki suszące VAC wymagają wspomagających systemów próżniowych i wentylacyjnych, a w porównaniu z tradycyjnymi konfiguracjami suszenia, ich zużycie energii i koszty konserwacji są nieco wyższe, ale oszczędność energii i redukcję zużycia można osiągnąć poprzez optymalizację techniczną. Na przykład, firma Lee & Man Paper zmodernizowała komorę próżniową SymRun podczas transformacji, zmniejszając obciążenie wentylatora nawiewnego o 30%, jednocześnie poprawiając stopień podciśnienia; firma Valmet Finland zoptymalizowała odstępy między wałkami próżniowymi a cylindrami suszącymi poprzez skanowanie i modelowanie 3D, zwiększyła kąt opasania wstęgi papieru, zmniejszyła liczbę dmuchaw i rurociągów powietrznych oraz obniżyła zużycie energii i koszty konserwacji. Podczas codziennej konserwacji konieczne jest regularne płukanie wsteczne otworów i rowków wałka próżniowego sprężonym powietrzem, aby zapobiec zatykaniu, a także jednoczesna kontrola skuteczności uszczelnienia próżniowego i temperatury łożysk oraz kontrola stopnia podciśnienia w ramach wymagań procesu. Zastosowanie wydajnych systemów wentylacji kieszeniowej i pomp ciepła może znacząco poprawić ogólną wydajność suszenia i zmniejszyć zużycie pary.

Dzięki ciągłemu unowocześnianiu technologii szybkich maszyn papierniczych i rosnącemu zapotrzebowaniu na wysokiej jakości produkty papiernicze, technologiczna iteracja rolek suszących VAC będzie również zmierzać w kierunku precyzji, oszczędności energii i inteligencji. W przyszłości, dzięki najnowocześniejszym technologiom, takim jak symulacja CFD i obliczenia numeryczne, konstrukcja otworów i struktura komory próżniowej rolek Vac mogą zostać zoptymalizowane w celu zwiększenia dokładności kontroli podciśnienia i stopnia sklejenia wstęgi papieru. W połączeniu z inteligentnym czujnikiem i analizą dużych zbiorów danych, dynamiczna regulacja stopnia podciśnienia może być realizowana w celu dostosowania do potrzeb produkcyjnych różnych rodzajów papieru i prędkości pojazdów. Jednocześnie, dzięki modernizacji materiałów i optymalizacji konstrukcji, można zmniejszyć zużycie energii i zużycie urządzeń oraz wydłużyć ich żywotność. Jako „narzędzie do stabilizacji jakości” w szybkich systemach suszenia papieru, rolki suszące VAC nie tylko rozwiązują wiele problemów związanych z tradycyjnymi konfiguracjami suszenia w warunkach wysokiej prędkości, ale także pomagają przedsiębiorstwom papierniczym poprawić jakość produktów i zoptymalizować wydajność produkcji, nadając nowy impuls rozwojowi wysokiej jakości w przemyśle papierniczym.