Nella moderna produzione della carta, un’efficiente rimozione dell’acqua è essenziale per migliorare la velocità di produzione, la qualità della carta e l’efficienza energetica. Durante il processo di fabbricazione della carta, le sezioni di formatura e pressa sono responsabili della rimozione della maggior parte dell'acqua dall'impasto liquido prima che il foglio entri nella fase di essiccazione.
I sistemi di vuoto industriali e le pompe per vuoto svolgono un ruolo fondamentale in questo processo accelerando la disidratazione, stabilizzando il nastro di carta e riducendo il consumo di energia nelle operazioni di asciugatura a valle.
Questo articolo spiega come le tecniche di disidratazione sotto vuoto vengono applicate nelle sezioni di formatura e pressatura delle macchine continue e come i sistemi di vuoto avanzati migliorano le prestazioni nelle moderne cartiere.
Comprendere la disidratazione sotto vuoto nella produzione della carta
La produzione della carta inizia con una sospensione di pasta contenente oltre il 99% di acqua. Durante la fase di formatura, questo impasto viene depositato su un filo in movimento dove l'acqua viene gradualmente rimossa per creare un nastro di carta continuo. Vengono quindi utilizzate tecniche di disidratazione meccanica e basata sul vuoto per aumentare l'asciugatura dei fogli prima della sezione di essiccazione.
La sezione di formatura in genere rimuove la maggior parte dell'acqua, aumentando il grado di secchezza del foglio a circa il 18-22%, mentre la successiva pressatura aumenta ulteriormente il grado di secchezza a circa il 40% prima dell'essiccazione termica.
La tecnologia del vuoto accelera questo processo creando un differenziale di pressione che spinge l'acqua fuori dalla rete di fibre.
Disidratazione sotto vuoto nella sezione di formatura
Scatole di aspirazione a vuoto
Uno dei componenti più importanti nella sezione di formatura è la scatola di aspirazione a vuoto, installata sotto il filo di formatura.
Questi dispositivi utilizzano la pressione del vuoto per attirare l'acqua verso il basso attraverso il tappeto di fibre mantenendo le fibre sulla superficie del filo.
Le funzioni chiave includono:
Rimozione rapida dell'acqua libera dal liquame di pasta di legno
Miglioramento della distribuzione delle fibre e della formazione dei fogli
Aumento della coerenza web iniziale
Stabilizzazione della lamiera prima del trasferimento alla sezione pressa
La scatola di aspirazione funziona generando una differenza di pressione tra la parte superiore e inferiore del nastro, forzando l'acqua attraverso il filo e in un sistema di drenaggio collegato a una pompa a vuoto.
Le moderne macchine continue spesso includono più box di aspirazione che operano a diversi livelli di vuoto, consentendo una disidratazione graduale e controllata attraverso la zona di formatura.
Rotoli per lettino sottovuoto
Alla fine della sezione di formatura, il lettino a depressione provvede alla disidratazione finale prima che il nastro di carta lasci il filo.
Questo rotolo è dotato di un guscio perforato collegato a una camera a vuoto interna che rimuove l'acqua aggiuntiva dal foglio.
I vantaggi includono:
Maggiore asciugatura della lamiera prima della pressatura
Migliore uniformità del foglio
Trasferimento stabile del foglio alla sezione pressa
I rulli sottovuoto sono essenziali per mantenere la stabilità della produzione, soprattutto nelle macchine continue ad alta velocità.
Disidratazione sotto vuoto nella sezione presse
Dopo aver lasciato la sezione di formatura, il nastro di carta bagnato entra nella sezione di pressatura, dove la pressione meccanica e la tecnologia del vuoto lavorano insieme per rimuovere l'umidità aggiuntiva.
Rulli pressa sottovuoto
Nella sezione di pressatura, i rulli di pressatura a vuoto migliorano la rimozione dell'acqua durante il processo di pressatura.
Questi rotoli combinano:
Il vuoto all'interno del rullo aiuta a estrarre l'acqua in modo più efficiente e riduce il rischio di riumidificazione, dove l'acqua rifluisce nel foglio dopo la pressatura.
I vantaggi includono:
Maggiore asciugatura del foglio
Ridotto consumo energetico per l'asciugatura
Resistenza e formazione della carta migliorate
Scatole di aspirazione in feltro
I feltri pressati assorbono grandi quantità di acqua durante il processo di pressatura. Per mantenere le prestazioni, i feltri devono essere continuamente puliti e disidratati.
Le scatole di aspirazione in feltro rimuovono l'acqua, i contaminanti e le fibre di polpa residue dai feltri della pressa prima del ciclo di pressatura successivo.
Questi sistemi aiutano:
Mantenere la permeabilità del feltro
Prevenire l'accumulo di contaminazione
Migliorare l'efficienza della stampa
Senza un'efficace disidratazione del feltro, la sezione della pressa perderebbe la capacità di rimuovere l'acqua in modo efficiente.
Tecnologia di disidratazione ad alto vuoto
Le moderne macchine continue fanno sempre più affidamento su sistemi di aspirazione ad alto vuoto per migliorare le prestazioni di disidratazione.
Le zone ad alto vuoto funzionano tipicamente a pressioni che vanno da −15 kPa a −40 kPa e nelle macchine ad alta velocità i livelli di vuoto possono raggiungere −65 kPa o meno.
Gli impulsi ad alto vuoto applicati attraverso le scatole di aspirazione fessurate creano rapide differenze di pressione che attirano l'acqua dalla rete di fibre.
I vantaggi includono:
rimozione dell'acqua più rapida
migliore formazione del foglio
velocità di produzione più elevate
migliore efficienza energetica
Vantaggi dei sistemi di disidratazione sotto vuoto
I sistemi di aspirazione industriale offrono numerosi vantaggi nella produzione della carta.
Maggiore velocità di produzione
L'efficiente rimozione dell'acqua consente alle macchine continue di funzionare a velocità più elevate senza instabilità del foglio.
Consumo energetico ridotto
Una migliore asciugatura prima della sezione di asciugatura riduce significativamente il consumo di vapore.
Qualità della carta migliorata
La disidratazione uniforme migliora l'adesione delle fibre, producendo carta più resistente e uniforme.
Stabilità del processo
I sistemi a vuoto stabilizzano il nastro di carta bagnata durante il trasferimento tra le fasi di formatura e pressatura.
Scegliere la giusta pompa per vuoto per la disidratazione della carta
Le cartiere necessitano di pompe per vuoto industriali ad alta capacità in grado di funzionare in continuo.
Le tecnologie comuni delle pompe per vuoto includono:
pompe per vuoto ad anello liquido
pompe per vuoto a vite a secco
pompe per vuoto a lobi a secco
sistemi turbo aspirazione per macchine di grandi dimensioni
Le pompe ad anello liquido sono ampiamente utilizzate nella produzione della carta grazie alla loro capacità di gestire grandi volumi di vapore acqueo e liquidi di processo.
Tuttavia, le nuove tecnologie del vuoto a secco vengono sempre più adottate per l’efficienza energetica e i minori requisiti di manutenzione.
Conclusione
La tecnologia di disidratazione sotto vuoto è essenziale per una produzione efficiente della carta. Integrando scatole di aspirazione a vuoto, rulli da divano, rulli di pressatura a vuoto e sistemi di aspirazione del feltro, le cartiere possono migliorare significativamente la rimozione dell'acqua durante le sezioni di formatura e pressa.
Queste tecnologie contribuiscono ad aumentare l'asciugatura dei fogli, a ridurre il consumo di energia e a migliorare la stabilità della produzione nelle moderne macchine continue ad alta velocità.
Mentre l’industria della carta continua a migliorare l’efficienza e la sostenibilità, i sistemi avanzati di vuoto industriale rimarranno una componente fondamentale della progettazione e del funzionamento delle macchine continue.
