En la transformación de la industria papelera hacia la alta velocidad y el refinamiento, la sección de secado, como elemento clave que determina la calidad del papel y la eficiencia de la producción, ha mejorado constantemente su tecnología. Si bien los cilindros secadores de vapor tradicionales pueden satisfacer las necesidades básicas de secado, son propensos a problemas como ondulaciones, arrugas y roturas en los bordes de la banda de papel en entornos de producción de alta velocidad, lo que dificulta su adaptación a los requisitos de producción de productos de papel de baja y alta gama. En este contexto, han surgido los rodillos secadores VAC (también conocidos como rodillos Vac, es decir, rodillos secadores al vacío). Gracias a sus exclusivas funciones de adsorción al vacío y secado auxiliar, se han convertido en el equipo de soporte principal de la sección de secado de las máquinas papeleras de alta velocidad, contribuyendo de forma importante a la mejora de la calidad y la eficiencia en la industria papelera.

Los rodillos secadores VAC no son componentes tradicionales de calentamiento y secado, sino equipos auxiliares y estabilizadores de banda de papel de alta velocidad que funcionan en coordinación con los cilindros secadores de vapor. Se utilizan principalmente en la configuración de secado de un solo alambre de las máquinas papeleras de alta velocidad y son comunes en las líneas de producción de papel cultural, papel estucado, cartón blanco y papel corrugado de baja cantidad. A diferencia del modo de funcionamiento de los cilindros secadores de vapor tradicionales, que dependen del suministro interno de vapor para proporcionar calor de secado, los rodillos secadores VAC estabilizan la banda de papel mediante adsorción por presión negativa y, al mismo tiempo, aceleran la descarga de aire húmedo, mejorando indirectamente la eficiencia general del secado, formando un sistema coordinado de "calentamiento + estabilización de la banda de papel".

En términos de diseño estructural, los rodillos secadores VAC se dividen principalmente en dos tipos para adaptarse a diferentes velocidades del vehículo y necesidades de producción. Entre ellos, el rodillo VAC ranurado no requiere una caja de vacío incorporada. La superficie del rodillo está provista de ranuras de 5 mm de ancho y 4 mm de profundidad, y pequeños orificios pasantes se distribuyen en la parte inferior de las ranuras, con orificios más densos en los bordes para facilitar el enhebrado. Puede generar un grado de vacío de aproximadamente 2 kPa cuando se combina con una caja de soplado de aire, y la tasa de apertura se controla entre el 0,1 % y el 0,4 %, logrando la unión de la banda de papel mediante presión negativa del flujo de aire. Su estructura es relativamente simple, adecuada para la producción de máquinas de papel de velocidad media y alta. El otro tipo es el rodillo VAC tipo caja de vacío incorporada, que está equipado con orificios escalonados de precisión o orificios densos en la carcasa del rodillo, y una cámara de vacío ajustable según el ancho interior, conectada directamente a la bomba de vacío. Ofrece un mayor grado de vacío y un control más preciso, especialmente diseñado para máquinas de papel de ultraalta velocidad con velocidades superiores a 1000 m/min, lo que permite solucionar eficazmente el problema de estabilización de la banda de papel en condiciones de trabajo extremas. En algunas líneas de producción de alta gama, los rodillos de vacío y los cilindros secadores forman una proporción precisa. Por ejemplo, una máquina de papel para impresión de alta gama con una producción anual de 130.000 toneladas cuenta con una sección de secado compuesta por 29 cilindros secadores de vapor y múltiples rodillos de vacío con un diámetro de 1500 mm. La fila inferior de cilindros secadores tradicionales se ha sustituido por completo por rodillos de vacío, lo que permite una producción continua eficiente sin enhebrar cables y mejora considerablemente la estabilidad operativa.

El valor fundamental de los rodillos secadores VAC reside en su principio de funcionamiento científico y sus ventajas de rendimiento en condiciones de trabajo a alta velocidad. En producción, la fila superior de cilindros secadores de vapor proporciona calor para evaporar la humedad de la banda de papel, mientras que la fila inferior adsorbe firmemente la banda de papel en la superficie seca del alambre mediante presión negativa, compensando eficazmente la fuerza centrífuga generada por el funcionamiento a alta velocidad y solucionando así problemas de la industria como la ondulación, las arrugas y las roturas de los bordes de la banda de papel. Al mismo tiempo, el flujo de aire en la ventilación de la bolsa se aspira hacia los orificios del rodillo, acelerando la descarga de aire húmedo, rompiendo la capa de retención de aire húmedo en la superficie de la banda de papel y mejorando indirectamente la velocidad de secado. En la etapa de enhebrado, el diseño de orificios densos en los bordes puede potenciar el efecto de adsorción, mejorar significativamente la tasa de éxito del enhebrado y acortar el tiempo de enhebrado. El caso de transformación de la máquina de papel PM15 de Lee & Man Paper lo confirma plenamente. Después de transformar los cilindros secadores de doble hoja originales en cilindros secadores de hoja simple y actualizarlos a rodillos Vac, combinados con cajas estabilizadoras optimizadas y equipos de ventilación de bolsillo, la tasa de rotura de la banda de papel se redujo en un 60%, el tiempo de inactividad no planificado se redujo en un 30% y al producir papel base para corrugar de 70~90 g/m² a una velocidad de 1000 m/min, la rotura de papel mensual promedio fue solo 10 veces y la eficiencia de producción aumentó en un 3%.

En comparación con los cilindros secadores de vapor tradicionales, la función de los rodillos secadores VAC se centra más en la estabilización de la banda de papel y el secado auxiliar, y ambos forman una relación complementaria y coordinada. En cuanto al suministro de calor, los rodillos secadores VAC no tienen una estructura de calentamiento integrada y funcionan completamente con presión negativa, mientras que los cilindros secadores de vapor utilizan vapor como fuente de calor y se encargan de las tareas principales de transferencia de calor y secado. En cuanto a la estructura de la superficie, los rodillos secadores VAC adoptan diseños ranurados o perforados, mientras que los cilindros secadores de vapor suelen tener superficies lisas cromadas o de hierro fundido. En cuanto a su función, los rodillos secadores VAC se centran en la estabilización del ancho de la banda de papel, la deshumidificación auxiliar y la reducción de defectos del papel, mientras que los cilindros secadores de vapor se centran en la transferencia de calor eficiente para completar la evaporación principal de la humedad en la banda de papel. En cuanto a la capacidad de secado, la capacidad de secado de un solo rodillo secador VAC es limitada, y aproximadamente 2 o 3 rodillos VAC equivalen a un cilindro secador estándar. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, es necesario hacer coincidir científicamente el número de rodillos de vacío y cilindros de secador de vapor de acuerdo con la velocidad del vehículo y la cantidad de papel para lograr un equilibrio entre eficiencia y costo.

En el contexto del avance de la estrategia de "carbono dual" y la transformación inteligente y de ahorro energético de la industria papelera, la aplicación de rodillos secadores VAC también debe considerar el control del consumo energético y la optimización del mantenimiento. Los rodillos secadores VAC requieren sistemas de vacío y ventilación, y en comparación con las configuraciones de secado tradicionales, su consumo energético y costes de mantenimiento son ligeramente superiores. Sin embargo, el ahorro y la reducción del consumo energético se pueden lograr mediante la optimización técnica. Por ejemplo, Lee & Man Paper modernizó la caja de vacío SymRun durante la transformación, reduciendo la carga del ventilador de suministro de aire en un 30 % y mejorando el grado de vacío. Valmet Finland optimizó la separación entre los rodillos VAC y los cilindros secadores mediante escaneo y modelado 3D, aumentó el ángulo de envoltura del secador de banda de papel, redujo el número de sopladores y conductos de aire, y disminuyó el consumo energético y los costes de mantenimiento. Durante el mantenimiento diario, es necesario retrolavar regularmente los orificios y ranuras del rodillo VAC con aire comprimido para evitar obstrucciones, comprobar simultáneamente el rendimiento del sellado al vacío y la temperatura de los cojinetes, y controlar el grado de vacío según los requisitos del proceso. La combinación con sistemas de ventilación de bolsillo y bombas de calor eficientes puede mejorar significativamente la eficiencia general del secado y reducir el consumo de vapor.

Con la continua actualización de la tecnología de las máquinas papeleras de alta velocidad y la creciente demanda de productos de papel de alta gama, la iteración tecnológica de los rodillos secadores VAC también avanzará hacia la precisión, el ahorro de energía y la inteligencia. En el futuro, con la ayuda de tecnologías de vanguardia como la simulación CFD y el cálculo numérico, el diseño de los orificios y la estructura de la cámara de vacío de los rodillos VAC podrán optimizarse aún más para mejorar la precisión del control de la presión negativa y el grado de adhesión de la banda de papel. En combinación con la detección inteligente y el análisis de big data, se puede lograr una regulación dinámica del grado de vacío para adaptarse a las necesidades de producción de diferentes tipos de papel y velocidades de los vehículos. Al mismo tiempo, mediante la mejora de los materiales y la optimización estructural, se puede reducir el consumo de energía y el desgaste de los equipos, y prolongar su vida útil. Como "herramienta de estabilización de la calidad" para los sistemas de secado de alta velocidad para la fabricación de papel, los rodillos secadores VAC no solo solucionan muchos de los problemas de las configuraciones de secado tradicionales en condiciones de trabajo de alta velocidad, sino que también ayudan a las empresas papeleras a mejorar la calidad del producto y optimizar la eficiencia de la producción, impulsando así el desarrollo de alta calidad en la industria papelera.