In de transformatie van de papierindustrie naar hogere snelheden en verfijning, is de droogsectie, als cruciale schakel in de papierkwaliteit en productie-efficiëntie, continu bezig met het verbeteren van de apparatuurtechnologie. Hoewel traditionele stoomdroogcilinders aan de basisbehoeften voor het drogen voldoen, zijn ze in snelle productieomgevingen gevoelig voor problemen zoals het oprollen, rimpelen en breken van de papierbaanranden. Dit maakt het lastig om ze aan te passen aan de productie-eisen van hoogwaardige papierproducten in kleine oplages. Tegen deze achtergrond zijn VAC-droogrollen (ook wel vacuümdroogrollen genoemd) ontwikkeld. Dankzij hun unieke vacuümadsorptie en aanvullende droogfuncties zijn ze uitgegroeid tot essentiële ondersteunende apparatuur in de droogsectie van snelle papiermachines en leveren ze een belangrijke bijdrage aan de verbetering van de kwaliteit en efficiëntie in de papierindustrie.

VAC-droogrollen zijn geen traditionele verwarmings- en droogcomponenten, maar snelle papierbaanstabilisatie- en hulpdroogapparatuur die in samenwerking met stoomdroogcilinders werkt. Ze worden voornamelijk gebruikt in de enkeldraads droogconfiguratie van snelle papiermachines en komen veel voor in productielijnen voor cultuurpapier, gecoat papier, wit karton en golfkarton in kleine hoeveelheden. In tegenstelling tot traditionele stoomdroogcilinders, die afhankelijk zijn van interne stoomtoevoer voor de droogwarmte, stabiliseren VAC-droogrollen de papierbaan door middel van adsorptie onder negatieve druk. Tegelijkertijd dragen ze bij aan een versnelde afvoer van vochtige lucht, waardoor de algehele droogefficiëntie indirect wordt verbeterd en een gecoördineerd droogsysteem van "verwarming + papierbaanstabilisatie" ontstaat.

Qua constructie worden VAC-droogrollen hoofdzakelijk in twee typen verdeeld om aan te passen aan verschillende transportsnelheden en productiebehoeften. De gegroefde VAC-rol vereist geen ingebouwde vacuümkamer. Het roloppervlak is voorzien van groeven met een breedte van 5 mm en een diepte van 4 mm. Aan de onderkant van de groeven bevinden zich kleine doorlopende gaten, terwijl aan de randen dichtere gaten zitten om het inrijgen te vergemakkelijken. In combinatie met een luchtblaasbox kan een vacuüm van ongeveer 2 kPa worden gegenereerd. De openingsgraad is regelbaar tussen 0,1% en 0,4%, waardoor papierbanen door middel van negatieve luchtdruk aan elkaar worden gehecht. De structuur is relatief eenvoudig en geschikt voor papiermachines met een gemiddelde tot hoge snelheid. Het andere type is de VAC-rol met ingebouwde vacuümkamer. Deze is voorzien van nauwkeurig getrapte gaten of dichte gaten in de rolwand en een in breedte verstelbare vacuümkamer, die direct is aangesloten op de vacuümpomp. Het systeem heeft een hogere vacuümgraad en nauwkeurigere regeling, speciaal ontworpen voor ultrasnelle papiermachines met een snelheid van meer dan 1000 m/min. Hierdoor kan het effectief omgaan met het probleem van papierbaanstabilisatie onder extreme werkomstandigheden. In sommige hoogwaardige productielijnen vormen vacuümrollen en droogcilinders een precieze verhouding. Zo heeft een hoogwaardige drukpapiermachine met een jaarlijkse productie van 130.000 ton een droogsectie bestaande uit 29 stoomdroogcilinders en meerdere vacuümrollen met een diameter van 1500 mm. De onderste rij traditionele droogcilinders is volledig vervangen door vacuümrollen, waardoor efficiënte continue productie zonder touwinvoer mogelijk is en de operationele stabiliteit aanzienlijk wordt verbeterd.

De kernwaarde van VAC-droogrollen ligt in hun wetenschappelijke werkingsprincipe en prestatievoordelen onder hogesnelheidsomstandigheden. In de praktijk zorgt de bovenste rij stoomdroogcilinders voor de warmte die nodig is om het vocht in de papierbaan te verdampen, terwijl de onderste rij VAC-droogrollen de papierbaan stevig aan het droge oppervlak hechten door middel van onderdruk. Dit compenseert effectief de centrifugale kracht die ontstaat door de hoge snelheid en lost daarmee fundamenteel problemen op zoals het wapperen, rimpelen en breken van de papierbaanranden. Tegelijkertijd wordt de luchtstroom in de ventilatieopeningen door de gaten in de rollen gezogen, waardoor de afvoer van vochtige lucht wordt versneld, de vochtige luchtlaag op het papierbaanoppervlak wordt afgebroken en de droogsnelheid indirect wordt verbeterd. Tijdens het inrijgen kan het ontwerp met dichte gaten aan de randen het adsorptie-effect versterken, de succesratio van het inrijgen aanzienlijk verbeteren en de inrijgtijd verkorten. De transformatie van de PM15-papiermachine van Lee & Man Paper bevestigt dit volledig. Na de ombouw van de oorspronkelijke dubbelhangende droogcilinders naar enkelhangende droogcilinders en de upgrade naar vacuümrollen, in combinatie met geoptimaliseerde stabilisatieboxen en pocketventilatieapparatuur, werd het percentage papierbreuk met 60% verminderd, de ongeplande stilstand met 30% gereduceerd en bij de productie van golfkarton van 70-90 g/m² met een snelheid van 1000 m/min bedroeg de gemiddelde maandelijkse papierbreuk slechts 10 keer, waardoor de productie-efficiëntie met 3% toenam.

Vergeleken met traditionele stoomdroogcilinders is de functionele positionering van VAC-droogrollen meer gericht op papierbaanstabilisatie en hulpdroging, waarbij de twee een complementaire en gecoördineerde relatie vormen. Wat de warmtevoorziening betreft, hebben VAC-droogrollen geen ingebouwde verwarmingsstructuur en werken ze volledig op onderdruk, terwijl stoomdroogcilinders stoom als warmtebron gebruiken en de belangrijkste warmteoverdracht en droogtaken uitvoeren. Qua oppervlaktestructuur hebben VAC-droogrollen groeven of gaten, terwijl stoomdroogcilinders meestal gladde verchroomde of gietijzeren oppervlakken hebben. Qua functionaliteit ligt de focus van VAC-droogrollen op papierbaanstabilisatie, hulpontvochtiging en het verminderen van papierdefecten, terwijl stoomdroogcilinders zich richten op efficiënte warmteoverdracht om de belangrijkste verdamping van vocht in de papierbaan te voltooien. Wat de droogcapaciteit betreft, is de droogcapaciteit van een enkele VAC-droogrol beperkt; ongeveer 2 tot 3 VAC-rollen zijn equivalent aan één standaard droogcilinder. Daarom is het in de praktijk noodzakelijk om het aantal vacuümrollen en stoomdroogcilinders wetenschappelijk af te stemmen op de voertuigsnelheid en de papierhoeveelheid, om een ​​evenwicht te vinden tussen efficiëntie en kosten.

Tegen de achtergrond van de opmars van de "dubbele koolstof"-strategie en de intelligente en energiebesparende transformatie van de papierindustrie, moet bij de toepassing van VAC-droogrollen ook rekening worden gehouden met energieverbruiksbeheersing en onderhoudsoptimalisatie. VAC-droogrollen vereisen ondersteunende vacuüm- en ventilatiesystemen en, vergeleken met traditionele droogconfiguraties, zijn hun energieverbruik en onderhoudskosten iets hoger. Energiebesparing en een lager verbruik kunnen echter worden bereikt door technische optimalisatie. Zo heeft Lee & Man Paper tijdens de transformatie de SymRun-vacuümbox geüpgraded, waardoor de belasting van de luchttoevoerventilator met 30% werd verminderd en de vacuümgraad werd verbeterd. Valmet Finland optimaliseerde de afstand tussen de vacuümrollen en de droogcilinders door middel van 3D-scanning en -modellering, vergrootte de wikkelhoek van de papierbaandroger, verminderde het aantal ventilatoren en luchtleidingen en verlaagde het energieverbruik en de onderhoudskosten. Bij het dagelijkse onderhoud is het noodzakelijk om de gaten en groeven van de vacuümrol regelmatig met perslucht te spoelen om verstopping te voorkomen, tegelijkertijd de vacuümafdichtingsprestaties en de lagertemperatuur te controleren en de vacuümgraad binnen de procesvereisten te houden. Door efficiënte ventilatiesystemen met warmtepompen te combineren, kan de algehele droogefficiëntie aanzienlijk worden verbeterd en het stoomverbruik worden verminderd.

Met de voortdurende verbetering van de technologie van hogesnelheidspapiermachines en de groeiende vraag naar hoogwaardige papierproducten, zal de technologische ontwikkeling van VAC-droogrollen zich ook richten op precisie, energiebesparing en intelligentie. In de toekomst kunnen, met behulp van geavanceerde technologieën zoals CFD-simulatie en numerieke berekeningen, het ontwerp van de gaten en de vacuümkamerstructuur van VAC-rollen verder worden geoptimaliseerd om de nauwkeurigheid van de onderdrukregeling en de hechting van de papierbaan te verbeteren. In combinatie met intelligente sensoren en big data-analyse kan de vacuümgraad dynamisch worden geregeld om aan te passen aan de productiebehoeften van verschillende papiersoorten en verschillende transportsnelheden. Tegelijkertijd kunnen, door materiaalverbetering en structurele optimalisatie, het energieverbruik en de slijtage van de apparatuur worden verminderd en de levensduur worden verlengd. Als "kwaliteitsstabilisatietool" voor hogesnelheidsdroogsystemen in de papierindustrie lossen VAC-droogrollen niet alleen veel problemen op van traditionele droogconfiguraties onder hogesnelheidsomstandigheden, maar helpen ze papierbedrijven ook de productkwaliteit te verbeteren en de productie-efficiëntie te optimaliseren, waardoor een nieuwe impuls wordt gegeven aan de hoogwaardige ontwikkeling van de papierindustrie.