Nel processo di trasformazione dell'industria cartaria verso l'alta velocità e la raffinazione, la sezione di essiccazione, in quanto anello chiave che determina la qualità della carta e l'efficienza produttiva, non ha mai smesso di evolvere la propria tecnologia di apparecchiature. Sebbene i tradizionali cilindri essiccatori a vapore possano soddisfare le esigenze di essiccazione di base, sono soggetti a problemi come svolazzamento dei bordi della carta, grinze e rotture in scenari di produzione ad alta velocità, rendendo difficile l'adattamento ai requisiti di produzione di prodotti cartacei di bassa e alta qualità. In questo contesto, sono emersi i rulli essiccatori VAC (noti anche come rulli Vac, ovvero rulli essiccatori sottovuoto). Grazie alle loro esclusive funzioni di adsorbimento sottovuoto e di essiccazione ausiliaria, sono diventati l'apparecchiatura di supporto principale nella sezione di essiccazione delle macchine per la carta ad alta velocità, fornendo un importante supporto per il miglioramento della qualità e dell'efficienza nell'industria cartaria.

I rulli essiccatori VAC non sono componenti tradizionali per il riscaldamento e l'essiccazione, bensì apparecchiature di stabilizzazione del velo di carta ad alta velocità e di essiccazione ausiliaria che operano in coordinamento con i cilindri essiccatori a vapore. Sono utilizzati principalmente nella configurazione di essiccazione a filo singolo delle macchine continue ad alta velocità e sono comunemente presenti nelle linee di produzione di carta per uso culturale, carta patinata, cartone bianco e carta ondulata di bassa qualità. A differenza dei tradizionali cilindri essiccatori a vapore, che si basano sull'alimentazione interna di vapore per fornire calore di essiccazione, i rulli essiccatori VAC stabilizzano il velo di carta attraverso l'adsorbimento a pressione negativa e, allo stesso tempo, accelerano lo scarico dell'aria umida, migliorando indirettamente l'efficienza complessiva dell'essiccazione e formando un sistema di essiccazione coordinato di "riscaldamento + stabilizzazione del velo di carta".

In termini di progettazione strutturale, i rulli essiccatori VAC si dividono principalmente in due tipologie per adattarsi alle diverse velocità dei veicoli e alle esigenze di produzione. Tra queste, il rullo VAC scanalato non richiede una scatola del vuoto integrata. La superficie del rullo è dotata di scanalature di 5 mm di larghezza e 4 mm di profondità, e piccoli fori passanti sono distribuiti sul fondo delle scanalature, con fori più densi ai bordi per facilitare l'inserimento. Può generare un grado di vuoto di circa 2 kPa se abbinato a una scatola di soffiaggio ad aria, e la velocità di apertura è controllata allo 0,1%~0,4%, realizzando l'incollaggio del velo di carta mediante pressione negativa del flusso d'aria. La sua struttura è relativamente semplice, adatta alla produzione di macchine per la carta a media e alta velocità. L'altra tipologia è il rullo VAC con scatola del vuoto integrata, dotato di fori a gradini di precisione o densi sul mantello del rullo e di una camera del vuoto regolabile in base alla larghezza interna, direttamente collegata alla pompa del vuoto. Presenta un grado di vuoto più elevato e un controllo più preciso, ed è specificamente progettato per macchine per la carta ad altissima velocità con velocità superiori a 1000 m/min, in grado di affrontare efficacemente il problema della stabilizzazione del nastro di carta in condizioni di lavoro estreme. In alcune linee di produzione di fascia alta, i rulli di aspirazione e i cilindri essiccatori formano un rapporto preciso. Ad esempio, una macchina per la stampa di carta di alta qualità con una produzione annua di 130.000 tonnellate ha una sezione di essiccazione composta da 29 cilindri essiccatori a vapore e più rulli di aspirazione con un diametro di 1500 mm. La fila inferiore di cilindri essiccatori tradizionali viene completamente sostituita dai rulli di aspirazione, realizzando una produzione continua ed efficiente senza l'infilaggio di cavi e migliorando notevolmente la stabilità operativa.

Il valore fondamentale dei rulli essiccatori VAC deriva dal loro principio di funzionamento scientifico e dai vantaggi prestazionali in condizioni di lavoro ad alta velocità. Nella produzione effettiva, la fila superiore di cilindri essiccatori a vapore è responsabile della fornitura di calore per l'evaporazione dell'umidità nel nastro di carta, mentre la fila inferiore di rulli essiccatori VAC assorbe saldamente il nastro di carta sulla superficie del filo asciutto attraverso la pressione negativa, compensando efficacemente la forza centrifuga generata dal funzionamento ad alta velocità e risolvendo radicalmente i problemi del settore come lo svolazzamento, le grinze e le rotture dei bordi del nastro di carta. Allo stesso tempo, il flusso d'aria nella ventilazione delle tasche viene aspirato nei fori del rullo, accelerando lo scarico dell'aria umida, rompendo lo strato di ritenzione dell'aria umida sulla superficie del nastro di carta e migliorando indirettamente la velocità di essiccazione. Nella fase di infilaggio, la progettazione di fori densi ai bordi può migliorare l'effetto di adsorbimento, migliorare significativamente il tasso di successo dell'infilaggio e ridurne i tempi. Il caso di trasformazione della macchina continua PM15 di Lee & Man Paper lo conferma pienamente. Dopo aver trasformato i cilindri essiccatori originali a doppio attacco in cilindri essiccatori a singolo attacco e averli aggiornati con rulli Vac, in combinazione con scatole stabilizzatrici ottimizzate e apparecchiature di ventilazione a tasca, il tasso di rottura del nastro di carta è stato ridotto del 60%, i tempi di fermo non pianificati sono stati ridotti del 30% e, producendo carta ondulata di base da 70~90 g/m² a una velocità di 1000 m/min, la rottura media mensile della carta è stata solo 10 volte maggiore e l'efficienza produttiva è aumentata del 3%.

Rispetto ai tradizionali cilindri essiccatori a vapore, il posizionamento funzionale dei rulli essiccatori VAC è maggiormente orientato alla stabilizzazione del nastro di carta e all'essiccazione ausiliaria, e i due formano una relazione complementare e coordinata. In termini di fornitura di calore, i rulli essiccatori VAC non hanno una struttura di riscaldamento integrata e si affidano interamente alla pressione negativa per il funzionamento, mentre i cilindri essiccatori a vapore utilizzano il vapore come fonte di calore e svolgono le principali funzioni di trasferimento termico e asciugatura; in termini di struttura superficiale, i rulli essiccatori VAC adottano design scanalati o forati, mentre i cilindri essiccatori a vapore presentano principalmente superfici lisce cromate o in ghisa; in termini di focus funzionale, i rulli essiccatori VAC si concentrano sulla stabilizzazione della larghezza del nastro di carta, sulla deumidificazione ausiliaria e sulla riduzione dei difetti della carta, mentre i cilindri essiccatori a vapore si concentrano su un efficiente trasferimento di calore per completare l'evaporazione principale dell'umidità nel nastro di carta. In termini di capacità di asciugatura, la capacità di asciugatura di un singolo rullo essiccatore VAC è limitata e circa 2~3 rulli VAC equivalgono a un cilindro essiccatore standard. Pertanto, nelle applicazioni pratiche, è necessario adattare scientificamente il numero di rulli Vac e cilindri essiccatori a vapore in base alla velocità del veicolo e alla quantità di carta, per raggiungere un equilibrio tra efficienza e costi.

Nel contesto dell'avanzamento della strategia "dual carbon" e della trasformazione intelligente e orientata al risparmio energetico dell'industria cartaria, l'applicazione di rulli essiccatori VAC deve anche tenere conto del controllo del consumo energetico e dell'ottimizzazione della manutenzione. I rulli essiccatori VAC necessitano di sistemi di vuoto e ventilazione di supporto e, rispetto alle configurazioni di essiccazione tradizionali, il loro consumo energetico e i costi di manutenzione sono leggermente superiori, ma il risparmio energetico e la riduzione dei consumi possono essere ottenuti attraverso l'ottimizzazione tecnica. Ad esempio, Lee & Man Paper ha aggiornato la scatola del vuoto SymRun durante la trasformazione, riducendo il carico della ventola di alimentazione dell'aria del 30% e migliorando al contempo il grado di vuoto; Valmet Finland ha ottimizzato la spaziatura tra i rulli VAC e i cilindri essiccatori tramite scansione e modellazione 3D, aumentato l'angolo di avvolgimento del nastro di carta essiccatore, ridotto il numero di soffianti e tubazioni dell'aria e ridotto il consumo energetico e i costi di manutenzione. Nella manutenzione quotidiana, è necessario lavare regolarmente i fori e le scanalature del rullo VAC con aria compressa per prevenire l'intasamento, controllare contemporaneamente le prestazioni di tenuta del vuoto e la temperatura dei cuscinetti e controllare il grado di vuoto entro i requisiti di processo. L'abbinamento con sistemi efficienti di ventilazione a tasca e pompe di calore può migliorare significativamente l'efficienza complessiva dell'asciugatura e ridurre il consumo di vapore.

Con il continuo aggiornamento della tecnologia delle macchine per la carta ad alta velocità e la crescente domanda di prodotti cartacei di alta qualità, anche l'evoluzione tecnologica dei rulli essiccatori VAC si orienterà verso precisione, risparmio energetico e intelligenza. In futuro, con l'ausilio di tecnologie all'avanguardia come la simulazione CFD e il calcolo numerico, il design dei fori e la struttura della camera a vuoto dei rulli VAC potranno essere ulteriormente ottimizzati per migliorare la precisione del controllo della pressione negativa e il grado di saldatura del velo di carta; in combinazione con sensori intelligenti e analisi di big data, sarà possibile realizzare una regolazione dinamica del grado di vuoto per adattarsi alle esigenze di produzione di diversi tipi di carta e diverse velocità dei veicoli; allo stesso tempo, attraverso l'aggiornamento dei materiali e l'ottimizzazione strutturale, è possibile ridurre il consumo energetico e l'usura delle apparecchiature e prolungarne la durata. Come "strumento di stabilizzazione della qualità" per i sistemi di essiccazione ad alta velocità per la produzione di carta, i rulli essiccatori VAC non solo risolvono molti dei punti critici delle configurazioni di essiccazione tradizionali in condizioni di lavoro ad alta velocità, ma aiutano anche le aziende cartarie a migliorare la qualità del prodotto e a ottimizzare l'efficienza produttiva, imprimendo nuovo slancio allo sviluppo di alta qualità dell'industria cartaria.