في خضم تحول صناعة الورق نحو السرعة العالية والتحسين المستمر، لم تتوقف وحدة التجفيف، باعتبارها حلقة وصل أساسية تحدد جودة الورق وكفاءة الإنتاج، عن تطوير تقنيات معداتها. ورغم أن أسطوانات التجفيف البخارية التقليدية تلبي الاحتياجات الأساسية للتجفيف، إلا أنها عرضة لمشاكل مثل ارتعاش حواف الورق وتجعدها وتمزقها في عمليات الإنتاج عالية السرعة، مما يصعب معها التكيف مع متطلبات إنتاج كميات قليلة من منتجات الورق عالية الجودة. وفي هذا السياق، ظهرت بكرات التجفيف الفراغية (المعروفة أيضًا باسم بكرات Vac، أي بكرات التجفيف الفراغية). وبفضل وظائفها الفريدة في امتصاص الفراغ والتجفيف المساعد، أصبحت هذه البكرات من المعدات الداعمة الأساسية في وحدة التجفيف لآلات الورق عالية السرعة، مما يوفر دعمًا هامًا لتحسين الجودة والكفاءة في صناعة الورق.

لا تُعدّ بكرات التجفيف الفراغية مكونات تسخين وتجفيف تقليدية، بل هي معدات تثبيت ورق الورق عالية السرعة ومعدات تجفيف مساعدة تعمل بالتنسيق مع أسطوانات التجفيف بالبخار. تُستخدم هذه البكرات بشكل أساسي في تكوين التجفيف أحادي السلك لآلات الورق عالية السرعة، وتوجد عادةً في خطوط إنتاج الورق الثقافي، والورق المطلي، والكرتون الأبيض، وورق قاعدة التمويج بكميات قليلة. وبخلاف طريقة عمل أسطوانات التجفيف بالبخار التقليدية التي تعتمد على إمداد البخار الداخلي لتوفير حرارة التجفيف، تُحقق بكرات التجفيف الفراغية تثبيت ورق الورق من خلال امتصاص الضغط السلبي، وفي الوقت نفسه تُساعد في تسريع تصريف الهواء الرطب، مما يُحسّن بشكل غير مباشر كفاءة التجفيف الإجمالية، مُشكّلةً نظام تجفيف مُنسقًا يجمع بين "التسخين وتثبيت ورق الورق".

من حيث التصميم الهيكلي، تُقسم بكرات التجفيف الفراغي (VAC) بشكل أساسي إلى نوعين لتناسب سرعات المركبات المختلفة واحتياجات الإنتاج. النوع الأول هو بكرة التجفيف الفراغي ذات الأخاديد، والتي لا تتطلب صندوق تفريغ مدمج. سطح البكرة مزود بأخاديد بعرض 5 مم وعمق 4 مم، مع وجود ثقوب صغيرة في أسفل الأخاديد، وثقوب أكثر كثافة على الحواف لتسهيل عملية الشد. يمكنها توليد مستوى فراغ يصل إلى 2 كيلو باسكال عند استخدامها مع صندوق نفخ الهواء، ويتم التحكم في معدل الفتح بنسبة 0.1% إلى 0.4%، مما يحقق ربط لفائف الورق عن طريق الضغط السلبي لتدفق الهواء. يتميز هذا النوع ببساطة هيكله، مما يجعله مناسبًا لإنتاج الورق بآلات متوسطة وعالية السرعة. أما النوع الثاني فهو بكرة التجفيف الفراغي المزودة بصندوق تفريغ مدمج، والتي تحتوي على ثقوب متدرجة دقيقة أو ثقوب كثيفة على غلاف البكرة، وغرفة تفريغ قابلة للتعديل حسب العرض الداخلي، ومتصلة مباشرة بمضخة التفريغ. يتميز هذا النظام بدرجة فراغ أعلى وتحكم أدق، وهو مصمم خصيصًا لآلات الورق فائقة السرعة التي تتجاوز سرعتها 1000 متر/دقيقة، ما يُمكّنه من معالجة مشكلة استقرار لفة الورق بكفاءة عالية في ظروف التشغيل القاسية. في بعض خطوط الإنتاج المتطورة، تشكّل بكرات الفراغ وأسطوانات التجفيف نسبة دقيقة. على سبيل المثال، تحتوي آلة طباعة ورق عالية الجودة، تبلغ طاقتها الإنتاجية السنوية 130,000 طن، على قسم تجفيف يتألف من 29 أسطوانة تجفيف بالبخار وعدة بكرات فراغ بقطر 1500 مم. يتم استبدال الصف السفلي من أسطوانات التجفيف التقليدية بالكامل ببكرات الفراغ، ما يُحقق إنتاجًا مستمرًا فعالًا دون الحاجة إلى تمرير الحبال، ويُحسّن بشكل كبير من استقرار التشغيل.

تكمن القيمة الأساسية لبكرات التجفيف الفراغي في مبدأ عملها العلمي ومزايا أدائها في ظروف التشغيل عالية السرعة. في الإنتاج الفعلي، يتولى الصف العلوي من أسطوانات التجفيف البخاري مسؤولية توفير الحرارة اللازمة لتبخير الرطوبة من لفة الورق، بينما يقوم الصف السفلي من بكرات التجفيف الفراغي بامتصاص لفة الورق بإحكام على سطح السلك الجاف من خلال الضغط السلبي، مما يعوض بشكل فعال قوة الطرد المركزي الناتجة عن التشغيل عالي السرعة، ويحل جذريًا مشكلات الصناعة مثل رفرفة حواف لفة الورق وتجعدها وتمزقها. في الوقت نفسه، يتم سحب تدفق الهواء في فتحات التهوية إلى داخل البكرات، مما يسرع من تصريف الهواء الرطب، ويكسر طبقة احتباس الهواء الرطب على سطح لفة الورق، ويحسن معدل التجفيف بشكل غير مباشر. في مرحلة التمرير، يعزز تصميم الثقوب الكثيفة على الحواف تأثير الامتصاص، ويحسن بشكل كبير من معدل نجاح التمرير، ويقلل من وقت التمرير. وتؤكد حالة تحويل ماكينة الورق PM15 من شركة Lee & Man Paper هذا الأمر بشكل كامل. بعد تحويل أسطوانات التجفيف ذات الفتحتين الأصلية إلى أسطوانات تجفيف ذات فتحة واحدة وترقيتها إلى بكرات Vac، بالإضافة إلى صناديق تثبيت محسّنة ومعدات تهوية جيبية، انخفض معدل تمزق شبكة الورق بنسبة 60٪، وانخفض وقت التوقف غير المخطط له بنسبة 30٪، وعند إنتاج ورق أساس مموج 70 ~ 90 جم / م² بسرعة 1000 م / دقيقة، كان متوسط ​​تمزق الورق الشهري 10 مرات فقط، وزادت كفاءة الإنتاج بنسبة 3٪.

بالمقارنة مع أسطوانات التجفيف البخارية التقليدية، يركز تصميم أسطوانات التجفيف الفراغي (VAC) بشكل أكبر على تثبيت عرض الورق والتجفيف الإضافي، حيث يشكل هذان الجانبان علاقة تكاملية وتنسيقية. من حيث مصدر الحرارة، لا تحتوي أسطوانات التجفيف الفراغي على هيكل تسخين داخلي، وتعتمد كليًا على الضغط السلبي للتشغيل، بينما تستخدم أسطوانات التجفيف البخارية البخار كمصدر للحرارة وتتولى مهام نقل الحرارة والتجفيف الأساسية. أما من حيث بنية السطح، فتتميز أسطوانات التجفيف الفراغي بتصميمات محززة أو مثقوبة، بينما تتميز أسطوانات التجفيف البخارية في الغالب بأسطح ملساء مطلية بالكروم أو مصنوعة من الحديد الزهر. من حيث التركيز الوظيفي، تركز أسطوانات التجفيف الفراغي على تثبيت عرض الورق، وإزالة الرطوبة الإضافية، وتقليل عيوب الورق، بينما تركز أسطوانات التجفيف البخارية على نقل الحرارة بكفاءة لإتمام عملية التبخر الرئيسية للرطوبة في الورق. أما من حيث سعة التجفيف، فإن سعة التجفيف لأسطوانة تجفيف فراغي واحدة محدودة، ويعادل استخدام 2 إلى 3 أسطوانات فراغية أسطوانة تجفيف قياسية واحدة. لذلك، في التطبيقات العملية، من الضروري مطابقة عدد بكرات الشفط وأسطوانات مجفف البخار علميًا وفقًا لسرعة المركبة وكمية الورق لتحقيق التوازن بين الكفاءة والتكلفة.

في ظلّ تقدّم استراتيجية "الكربون المزدوج" والتحوّل الذكيّ والموفّر للطاقة في صناعة الورق، يتطلّب استخدام أسطوانات التجفيف الفراغية (VAC) مراعاة التحكّم في استهلاك الطاقة وتحسين الصيانة. تحتاج أسطوانات التجفيف الفراغية إلى أنظمة تهوية وتفريغ داعمة، وبالمقارنة مع أنظمة التجفيف التقليدية، فإنّ استهلاكها للطاقة وتكاليف صيانتها أعلى قليلاً، ولكن يمكن تحقيق توفير الطاقة وخفض الاستهلاك من خلال التحسين التقني. على سبيل المثال، قامت شركة Lee & Man Paper بتحديث صندوق التفريغ SymRun خلال عملية التحوّل، ممّا قلّل من حمل مروحة تزويد الهواء بنسبة 30% مع تحسين درجة التفريغ. كما قامت شركة Valmet Finland بتحسين المسافة بين أسطوانات التفريغ وأسطوانات التجفيف من خلال المسح والنمذجة ثلاثية الأبعاد، وزيادة زاوية لفّ ورق التجفيف، وتقليل عدد المنافيخ وأنابيب الهواء، وخفض استهلاك الطاقة وتكاليف الصيانة. في الصيانة اليومية، من الضروري تنظيف ثقوب وأخاديد أسطوانة التفريغ بانتظام بالهواء المضغوط لمنع الانسداد، وفحص أداء إحكام التفريغ ودرجة حرارة المحمل في الوقت نفسه، والتحكّم في درجة التفريغ ضمن متطلبات العملية. يمكن أن يؤدي التوافق مع أنظمة التهوية الجيبية الفعالة وأنظمة المضخات الحرارية إلى تحسين كفاءة التجفيف الإجمالية بشكل كبير وتقليل استهلاك البخار.

مع التطور المستمر لتكنولوجيا آلات صناعة الورق عالية السرعة، والطلب المتزايد على منتجات الورق الفاخرة، سيتجه تطوير بكرات التجفيف الفراغي نحو الدقة، وترشيد استهلاك الطاقة، والذكاء. في المستقبل، وبمساعدة تقنيات متطورة مثل محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية والحسابات العددية، يمكن تحسين تصميم الثقوب وبنية حجرة التفريغ في بكرات التجفيف الفراغي لزيادة دقة التحكم في الضغط السلبي ودرجة تماسك الورق. وبالتكامل مع الاستشعار الذكي وتحليل البيانات الضخمة، يمكن تحقيق تنظيم ديناميكي لدرجة الفراغ بما يتناسب مع احتياجات إنتاج أنواع الورق المختلفة وسرعات المركبات المتباينة. في الوقت نفسه، ومن خلال تطوير المواد وتحسين البنية، يمكن تقليل استهلاك الطاقة وتآكل المعدات، وإطالة عمرها الافتراضي. وباعتبارها "أداة لتحقيق استقرار الجودة" لأنظمة تجفيف الورق عالية السرعة، لا تقتصر فوائد بكرات التجفيف الفراغي على حل العديد من المشكلات التي تواجه أنظمة التجفيف التقليدية في ظروف التشغيل عالية السرعة، بل تساعد أيضًا شركات صناعة الورق على تحسين جودة منتجاتها ورفع كفاءة الإنتاج، مما يدفع عجلة التطور نحو الجودة العالية في صناعة الورق.