У процесі трансформації паперової промисловості в бік високої швидкості та витонченості, сушильна секція, як ключова ланка, що визначає якість паперу та ефективність виробництва, ніколи не припиняла вдосконалювати технологію свого обладнання. Хоча традиційні циліндри парових сушарок можуть задовольнити основні потреби сушіння, вони схильні до таких проблем, як тремтіння країв паперового полотна, зморщування та розриви у високошвидкісних виробничих сценаріях, що ускладнює адаптацію до виробничих вимог для невеликої кількості та високоякісної паперової продукції. На цьому тлі з'явилися вакуумні сушильні валики (також відомі як Vac-вакуумні валики, тобто вакуумні сушильні валики). Завдяки своїм унікальним функціям вакуумної адсорбції та допоміжного сушіння вони стали основним допоміжним обладнанням у сушильній секції високошвидкісних папероробних машин, забезпечуючи важливу підтримку для підвищення якості та ефективності в папероробній промисловості.

Сушильні валики VAC не є традиційними компонентами для нагрівання та сушіння, а високошвидкісним стабілізатором паперового полотна та допоміжним сушильним обладнанням, яке працює в координації з циліндрами парової сушарки. Вони в основному використовуються в однодротовій конфігурації сушіння високошвидкісних папероробних машин і зазвичай зустрічаються на виробничих лініях для культурного паперу, крейдованого паперу, білого картону та гофрованого паперу-основи невеликої кількості. На відміну від режиму роботи традиційних циліндрів парової сушарки, які покладаються на внутрішнє подачу пари для забезпечення тепла сушіння, сушильні вали VAC досягають стабілізації паперового полотна за рахунок адсорбції під негативним тиском і водночас сприяють прискоренню відведення вологого повітря, опосередковано покращуючи загальну ефективність сушіння, утворюючи скоординовану систему сушіння «нагрівання + стабілізація паперового полотна».

Щодо структурної конструкції, сушильні вали VAC в основному поділяються на два типи, щоб адаптуватися до різних швидкостей транспортних засобів та виробничих потреб. Серед них, рифлений вакуумний вал не потребує вбудованої вакуумної камери. Поверхня вала має канавки шириною 5 мм та глибиною 4 мм, а на дні канавок розташовані невеликі наскрізні отвори, з більш щільними отворами по краях для полегшення заправки нитки. Він може створювати ступінь вакууму близько 2 кПа у поєднанні з повітряною камерою, а швидкість відкриття контролюється на рівні 0,1%~0,4%, що забезпечує склеювання паперового полотна за допомогою негативного тиску повітряного потоку. Його конструкція відносно проста, підходить для виробництва на папероробних машинах середньої та високої швидкості. Інший тип - це вакуумний вал з вбудованою вакуумною камерою, який оснащений точними ступінчастими отворами або щільними отворами на корпусі вала та вакуумною камерою, що регулюється відповідно до внутрішньої ширини, безпосередньо підключеною до вакуумного насоса. Він має вищий ступінь вакууму та точніше керування, спеціально розроблений для надшвидкісних папероробних машин зі швидкістю понад 1000 м/хв, що дозволяє ефективно справлятися з проблемою стабілізації паперового полотна в екстремальних умовах роботи. У деяких високопродуктивних виробничих лініях вакуумні вали та сушильні циліндри утворюють точне співвідношення. Наприклад, високоякісна друкарська папероробна машина з річною продуктивністю 130 000 тонн має сушильну секцію, що складається з 29 парових сушильних циліндрів та кількох вакуумних валів діаметром 1500 мм. Нижній ряд традиційних сушильних циліндрів повністю замінено вакуумними валами, що забезпечує ефективне безперервне виробництво без використання мотузок та значно покращує стабільність роботи.

Основна цінність валків сушарки VAC полягає в їхньому науковому принципі роботи та перевагах у продуктивності за умов високошвидкісної роботи. У реальному виробництві верхній ряд циліндрів парової сушарки відповідає за подачу тепла для випаровування вологи з паперового полотна, тоді як нижній ряд валків сушарки VAC міцно адсорбує паперове полотно на поверхні сухого дроту за допомогою негативного тиску, ефективно компенсуючи відцентрову силу, що виникає під час високошвидкісної роботи, та фундаментально вирішуючи такі проблемні моменти галузі, як тремтіння країв паперового полотна, зморщування та розрив. Водночас потік повітря у вентиляційних кишенях всмоктується в отвори валків, прискорюючи вихід вологого повітря, руйнуючи шар утримання вологого повітря на поверхні паперового полотна та опосередковано покращуючи швидкість сушіння. На етапі заправки нитки конструкція щільних отворів по краях може посилити ефект адсорбції, значно покращити коефіцієнт успішності заправки та скоротити час заправки. Випадок трансформації папероробної машини PM15 від Lee & Man Paper повністю підтверджує це. Після перетворення оригінальних двопідвісних сушильних циліндрів на однопідвісні та модернізації їх до вакуумних рулонів, у поєднанні з оптимізованими стабілізуючими коробками та обладнанням для кишенькової вентиляції, коефіцієнт обриву паперового полотна зменшився на 60%, незапланований час простою – на 30%, а при виробництві гофрованого паперу щільністю 70~90 г/м² зі швидкістю 1000 м/хв середньомісячний обрив паперу становив лише 10 разів, а ефективність виробництва зросла на 3%.

Порівняно з традиційними циліндрами парових сушарних машин, функціональне розташування валів вакуумної сушарки більше спрямоване на стабілізацію паперового полотна та допоміжне сушіння, і ці два аспекти утворюють взаємодоповнюючі та скоординовані зв'язки. Що стосується джерела тепла, валки вакуумної сушарки не мають вбудованої нагрівальної конструкції та повністю покладаються на негативний тиск для роботи, тоді як циліндри парових сушарок використовують пару як джерело тепла та виконують основні завдання теплопередачі та сушіння; що стосується структури поверхні, валки вакуумної сушарки мають канавчасту або перфоровану конструкцію, тоді як циліндри парових сушарок переважно мають гладкі хромовані або чавунні поверхні; що стосується функціональної спрямованості, валки вакуумної сушарки зосереджені на стабілізації ширини паперового полотна, допоміжному осушенні та зменшенні дефектів паперу, тоді як циліндри парових сушарок зосереджені на ефективній теплопередачі для завершення основного випаровування вологи з паперового полотна. Що стосується сушильної потужності, то сушільна потужність одного валку вакуумної сушарки обмежена, і приблизно 2~3 валки вакуумної сушарки еквівалентні одному стандартному циліндрі сушарки. Тому на практиці необхідно науково підібрати кількість вакуумних валків та циліндрів парових сушарок відповідно до швидкості транспортного засобу та кількості паперу, щоб досягти балансу між ефективністю та вартістю.

На тлі розвитку стратегії «подвійного вуглецю» та інтелектуальної та енергозберігаючої трансформації паперової промисловості, застосування вакуумних сушильних валів також повинно враховувати контроль споживання енергії та оптимізацію обслуговування. Вагони вакуумних сушильних валів потребують допоміжних вакуумних та вентиляційних систем, і порівняно з традиційними конфігураціями сушіння, їх споживання енергії та витрати на обслуговування дещо вищі, але економія енергії та зниження споживання можуть бути досягнуті за рахунок технічної оптимізації. Наприклад, Lee & Man Paper модернізувала вакуумну камеру SymRun під час трансформації, зменшивши навантаження на вентилятор подачі повітря на 30%, одночасно покращивши ступінь вакууму; Valmet Finland оптимізувала відстань між вакуумними валами та циліндрами сушарки за допомогою 3D-сканування та моделювання, збільшила кут обгортання паперового полотна сушарки, зменшила кількість повітродувок та повітряних трубопроводів, а також знизила споживання енергії та витрати на обслуговування. Під час щоденного обслуговування необхідно регулярно промивати отвори та пази вакуумного вала стисненим повітрям, щоб запобігти засміченню, одночасно перевіряти ефективність вакуумного ущільнення та температуру підшипників, а також контролювати ступінь вакууму в межах вимог процесу. Поєднання ефективної кишенькової вентиляції та систем теплового насоса може значно покращити загальну ефективність сушіння та зменшити споживання пари.

Зі постійним удосконаленням технології високошвидкісних папероробних машин та зростаючим попитом на високоякісну паперову продукцію, технологічна ітерація вакуумних сушильних валів також рухатиметься в напрямку точності, енергозбереження та інтелекту. У майбутньому, за допомогою передових технологій, таких як CFD-моделювання та числові розрахунки, конструкція отворів та структура вакуумної камери вакуумних валів можуть бути додатково оптимізовані для підвищення точності контролю негативного тиску та ступеня склеювання паперового полотна; у поєднанні з інтелектуальним зондуванням та аналізом великих даних, динамічне регулювання ступеня вакууму може бути реалізовано для адаптації до виробничих потреб різних типів паперу та різних швидкостей транспортних засобів; водночас, завдяки модернізації матеріалів та структурній оптимізації, можна зменшити споживання енергії та знос обладнання, а також подовжити термін служби. Як «інструмент стабілізації якості» для високошвидкісних систем сушіння паперу, вакуумні сушильні валки не тільки вирішують багато проблем традиційних конфігурацій сушіння за високошвидкісних робочих умов, але й допомагають паперовим підприємствам покращити якість продукції та оптимізувати ефективність виробництва, надаючи новий імпульс високоякісному розвитку паперової промисловості.