V procesu transformace papírenského průmyslu směrem k vysoké rychlosti a zdokonalování se sušicí sekce, jako klíčový článek určující kvalitu papíru a efektivitu výroby, neustále vyvíjí a vylepšuje technologii svého vybavení. Ačkoli tradiční parní sušicí válce dokáží splnit základní potřeby sušení, jsou náchylné k problémům, jako je třepotání okrajů papírového pásu, zvrásnění a lámání při vysokorychlostní výrobě, což ztěžuje přizpůsobení se výrobním požadavkům nízkoobjemových a vysoce kvalitních papírenských výrobků. V této souvislosti se objevily sušicí válce VAC (známé také jako Vac válce, tj. vakuové sušicí válce). Díky svým jedinečným funkcím vakuové adsorpce a pomocného sušení se staly základním podpůrným zařízením v sušicí sekci vysokorychlostních papírenských strojů a poskytují důležitou podporu pro zlepšení kvality a efektivity v papírenském průmyslu.

Sušicí válce VAC nejsou tradičními topnými a sušicími komponenty, ale vysokorychlostními stabilizátory papírového pásu a pomocnými sušicími zařízeními, které pracují v koordinaci s parními sušicími válci. Používají se hlavně v konfiguraci sušení s jedním drátem u vysokorychlostních papírenských strojů a běžně se nacházejí ve výrobních linkách na kulturní papír, potahovaný papír, bílý karton a nízkokapacitní vlnitý základní papír. Na rozdíl od pracovního režimu tradičních parních sušicích válců, které se spoléhají na vnitřní dodávku páry pro zajištění sušicího tepla, dosahují sušicí válce VAC stabilizace papírového pásu adsorpcí podtlaku a zároveň pomáhají urychlit odvod vlhkého vzduchu, čímž nepřímo zlepšují celkovou účinnost sušení a vytvářejí koordinovaný sušicí systém „ohřev + stabilizace papírového pásu“.

Z hlediska konstrukčního provedení se sušicí válce VAC dělí hlavně na dva typy, aby se přizpůsobily různým rychlostem vozidel a výrobním potřebám. Drážkovaný vakuový válec nevyžaduje vestavěnou vakuovou komoru. Povrch válce je opatřen drážkami o šířce 5 mm a hloubce 4 mm, přičemž na dně drážek jsou rozmístěny malé průchozí otvory s hustšími otvory na okrajích pro usnadnění navlékání. V kombinaci s foukací komorou dokáže generovat podtlak přibližně 2 kPa a rychlost otevírání je řízena na 0,1 % až 0,4 %, čímž se dosahuje spojení papírového pásu pomocí podtlaku proudění vzduchu. Jeho konstrukce je relativně jednoduchá a vhodná pro výrobu na papírenských strojích střední a vysoké rychlosti. Druhým typem je vakuový válec s vestavěnou vakuovou komorou, který je vybaven přesnými stupňovitými otvory nebo hustými otvory na plášti válce a vakuovou komorou nastavitelnou podle vnitřní šířky, která je přímo připojena k vakuovému čerpadlu. Má vyšší stupeň podtlaku a přesnější ovládání, speciálně navržený pro ultrarychlostní papírenské stroje s rychlostí přesahující 1000 m/min, které dokáží efektivně zvládat problém stabilizace papírového pásu za extrémních pracovních podmínek. V některých špičkových výrobních linkách tvoří vakuové válce a sušicí válce přesný poměr. Například vysoce kvalitní tiskařský papírenský stroj s roční produkcí 130 000 tun má sušicí sekci složenou z 29 parních sušicích válců a několika vakuových válců o průměru 1500 mm. Spodní řada tradičních sušicích válců je kompletně nahrazena vakuovými válci, což umožňuje efektivní kontinuální výrobu bez navlékání lan a výrazně zlepšuje provozní stabilitu.

Hlavní hodnota sušicích válců VAC pramení z jejich vědeckého principu fungování a výkonnostních výhod za vysokorychlostních pracovních podmínek. V reálné výrobě je horní řada parních sušicích válců zodpovědná za dodávku tepla pro odpařování vlhkosti z papírového pásu, zatímco spodní řada sušicích válců VAC pevně adsorbuje papírový pás na suchém povrchu drátu pomocí podtlaku, čímž účinně kompenzuje odstředivou sílu generovanou vysokorychlostním provozem a zásadně řeší problematické body v průmyslu, jako je třepotání, zvrásnění a trhání okrajů papírového pásu. Současně je proud vzduchu z kapsové ventilace nasáván do otvorů válce, což urychluje výstup vlhkého vzduchu, narušuje vrstvu zadržující vlhký vzduch na povrchu papírového pásu a nepřímo zlepšuje rychlost sušení. Ve fázi navlékání může konstrukce hustých otvorů na okrajích zvýšit adsorpční účinek, výrazně zlepšit úspěšnost navlékání a zkrátit dobu navlékání. Případová studie papírenského stroje PM15 od společnosti Lee & Man Paper to plně potvrzuje. Po transformaci původních dvojitě zavěšených sušicích válců na jednoduše zavěšené sušicí válce a jejich modernizaci na vakuové role v kombinaci s optimalizovanými stabilizačními boxy a kapsovým větracím zařízením se míra přetržení papírového pásu snížila o 60 %, neplánované prostoje se zkrátily o 30 % a při výrobě vlnitého základního papíru s gramáží 70~90 g/m² rychlostí 1000 m/min se průměrné měsíční přetržení papíru pouhých 10krát zvýšilo a efektivita výroby se zvýšila o 3 %.

Ve srovnání s tradičními válci parní sušičky je funkční umístění válců VAC sušičky více zaměřeno na stabilizaci papírového pásu a pomocné sušení, přičemž tyto dva aspekty tvoří doplňkový a koordinovaný vztah. Pokud jde o zdroj tepla, válce VAC sušičky nemají vestavěnou topnou strukturu a pro provoz se spoléhají výhradně na podtlak, zatímco válce parní sušičky používají jako zdroj tepla páru a zajišťují základní přenos tepla a sušení; pokud jde o povrchovou strukturu, válce VAC sušičky mají drážkované nebo vrtané provedení, zatímco válce parní sušičky mají většinou hladké chromované nebo litinové povrchy; pokud jde o funkční zaměření, válce VAC sušičky se zaměřují na stabilizaci šířky papírového pásu, pomocné odvlhčování a redukci vad papíru, zatímco válce parní sušičky se zaměřují na efektivní přenos tepla k dokončení hlavního odpařování vlhkosti z papírového pásu. Co se týče sušicí kapacity, sušicí kapacita jednoho válce VAC sušičky je omezená a přibližně 2–3 válce VAC odpovídají jednomu standardnímu válci sušičky. Proto je v praktických aplikacích nutné vědecky sladit počet válců VAC a válců parní sušičky podle rychlosti vozidla a množství papíru, aby se dosáhlo rovnováhy mezi efektivitou a náklady.

Vzhledem k pokroku v strategii „dvojího uhlíku“ a inteligentní a energeticky úsporné transformaci papírenského průmyslu musí aplikace sušicích válců VAC zohledňovat také řízení spotřeby energie a optimalizaci údržby. Sušicí válce VAC potřebují podpůrné vakuové a ventilační systémy a ve srovnání s tradičními konfiguracemi sušení jsou jejich spotřeba energie a náklady na údržbu o něco vyšší, ale úspory energie a snížení spotřeby lze dosáhnout technickou optimalizací. Například společnost Lee & Man Paper během transformace vylepšila vakuovou skříň SymRun, čímž snížila zatížení ventilátoru přívodu vzduchu o 30 % a zároveň zlepšila stupeň vakua; společnost Valmet Finland optimalizovala rozteč mezi vakuovými válci a sušicími válci pomocí 3D skenování a modelování, zvětšila úhel navíjení sušičky papírového pásu, snížila počet dmychadel a vzduchových potrubí a snížila spotřebu energie a náklady na údržbu. Při každodenní údržbě je nutné pravidelně proplachovat otvory a drážky vakuového válce stlačeným vzduchem, aby se zabránilo ucpávání, současně kontrolovat výkon vakuového těsnění a teplotu ložisek a kontrolovat stupeň vakua v rámci procesních požadavků. Kombinace účinného kapsového větrání a systémů tepelného čerpadla může výrazně zlepšit celkovou účinnost sušení a snížit spotřebu páry.

S neustálou modernizací technologie vysokorychlostních papírenských strojů a rostoucí poptávkou po špičkových papírenských výrobcích se technologická iterace sušicích válců VAC posune směrem k přesnosti, úsporám energie a inteligenci. V budoucnu bude možné s pomocí špičkových technologií, jako je CFD simulace a numerické výpočty, dále optimalizovat konstrukci otvorů a strukturu vakuové komory vakuových válců, aby se zlepšila přesnost regulace podtlaku a stupeň spojení papírového pásu. V kombinaci s inteligentním snímáním a analýzou velkých dat lze realizovat dynamickou regulaci stupně vakua, která se přizpůsobí výrobním potřebám různých typů papíru a různých rychlostí vozidel. Zároveň lze díky modernizaci materiálu a strukturální optimalizaci snížit spotřebu energie a opotřebení zařízení a prodloužit životnost. Jako „nástroj pro stabilizaci kvality“ pro vysokorychlostní sušicí systémy pro výrobu papíru řeší sušicí válce VAC nejen mnoho problémů tradičních sušicích konfigurací za vysokorychlostních pracovních podmínek, ale také pomáhají papírenským podnikům zlepšit kvalitu výrobků a optimalizovat efektivitu výroby, čímž vnesou nový impuls do rozvoje vysoce kvalitního papírenského průmyslu.