In der modernen Papierherstellung ist eine effiziente Wasserentfernung von entscheidender Bedeutung für die Verbesserung der Produktionsgeschwindigkeit, der Papierqualität und der Energieeffizienz. Während des Papierherstellungsprozesses sind die Formungs- und Pressenpartien dafür verantwortlich, den größten Teil des Wassers aus der Zellstoffaufschlämmung zu entfernen, bevor das Blatt in die Trocknungsphase eintritt.
Industrielle Vakuumsysteme und Vakuumpumpen spielen in diesem Prozess eine entscheidende Rolle, indem sie die Entwässerung beschleunigen, die Papierbahn stabilisieren und den Energieverbrauch in nachgeschalteten Trocknungsvorgängen senken.
In diesem Artikel wird erläutert, wie Vakuumentwässerungstechniken in der Form- und Pressenpartie von Papiermaschinen eingesetzt werden und wie fortschrittliche Vakuumsysteme die Leistung moderner Papierfabriken verbessern.
Vakuumentwässerung bei der Papierherstellung verstehen
Die Papierherstellung beginnt mit einer Zellstoffsuspension, die über 99 % Wasser enthält. Während der Formungsphase wird diese Aufschlämmung auf ein sich bewegendes Sieb aufgetragen, wo das Wasser nach und nach entfernt wird, um eine kontinuierliche Papierbahn zu erzeugen. Anschließend werden mechanische und vakuumbasierte Entwässerungstechniken eingesetzt, um die Blatttrockenheit vor der Trockenpartie zu erhöhen.
In der Formungspartie wird in der Regel der größte Teil des Wassers entfernt, wodurch die Blatttrockenheit auf etwa 18–22 % erhöht wird, während das anschließende Pressen die Trockenheit vor der thermischen Trocknung weiter auf etwa 40 % erhöht.
Die Vakuumtechnologie beschleunigt diesen Prozess, indem sie einen Druckunterschied erzeugt, der Wasser aus dem Fasernetzwerk verdrängt.
Vakuumentwässerung im Formteil
Vakuum-Saugkästen
Eine der wichtigsten Komponenten in der Formpartie ist der Vakuumsaugkasten, der unter dem Formsieb installiert ist.
Diese Geräte nutzen Vakuumdruck, um Wasser durch die Fasermatte nach unten zu ziehen und gleichzeitig die Fasern auf der Oberfläche des Drahtes zu halten.
Zu den Hauptfunktionen gehören:
Schnelle Entfernung von freiem Wasser aus der Zellstoffaufschlämmung
Verbesserung der Faserverteilung und Blattbildung
Erhöhung der anfänglichen Webkonsistenz
Stabilisieren des Bogens vor der Übergabe an die Pressenpartie
Der Saugkasten erzeugt einen Druckunterschied zwischen Ober- und Unterseite der Bahn und drückt Wasser durch das Sieb in ein Entwässerungssystem, das an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist.
Moderne Papiermaschinen verfügen häufig über mehrere Saugkästen, die mit unterschiedlichen Vakuumniveaus arbeiten und so eine allmähliche und kontrollierte Entwässerung in der gesamten Formzone ermöglichen.
Vakuum-Liegenrollen
Am Ende der Formungspartie sorgt die Vakuum-Gaugewalze für die endgültige Entwässerung, bevor die Papierbahn das Sieb verlässt.
Diese Rolle verfügt über eine perforierte Hülle, die mit einer internen Vakuumkammer verbunden ist, die zusätzliches Wasser aus der Folie entfernt.
Zu den Vorteilen gehören:
Höhere Blatttrockenheit vor dem Pressen
Verbesserte Blattgleichmäßigkeit
Stabile Bogenübergabe an die Pressenpartie
Vakuum-Gitterwalzen sind für die Aufrechterhaltung der Produktionsstabilität, insbesondere in Hochgeschwindigkeitspapiermaschinen, unerlässlich.
Vakuumentwässerung in der Pressenpartie
Nach dem Verlassen der Formpartie gelangt die nasse Papierbahn in die Pressenpartie, wo mechanischer Druck und Vakuumtechnologie zusammenarbeiten, um zusätzliche Feuchtigkeit zu entfernen.
Vakuumpresswalzen
In der Pressenpartie verbessern Vakuumpresswalzen die Wasserentfernung während des Pressvorgangs.
Diese Brötchen vereinen:
Das Vakuum im Inneren der Walze trägt dazu bei, Wasser effizienter abzusaugen und verringert das Risiko einer Wiederbenetzung, bei der Wasser nach dem Pressen in die Folie zurückfließt.
Zu den Vorteilen gehören:
Saugkästen aus Filz
Pressfilze nehmen beim Pressvorgang große Mengen Wasser auf. Um die Leistung aufrechtzuerhalten, müssen die Filze kontinuierlich gereinigt und entwässert werden.
Filzsaugkästen entfernen vor dem nächsten Presszyklus Wasser, Verunreinigungen und restliche Zellstofffasern von den Pressfilzen.
Diese Systeme helfen:
Halten Sie die Durchlässigkeit des Filzes aufrecht
Verhindern Sie die Ansammlung von Verunreinigungen
Verbessern Sie die Effizienz Ihrer Druckmaschine
Ohne eine wirksame Filzentwässerung würde die Pressenpartie ihre Fähigkeit verlieren, Wasser effizient zu entfernen.
Hochvakuum-Entwässerungstechnologie
Moderne Papiermaschinen setzen zunehmend auf Hochvakuum-Saugsysteme, um die Entwässerungsleistung zu verbessern.
Hochvakuumzonen arbeiten typischerweise bei Drücken im Bereich von –15 kPa bis –40 kPa, und in Hochgeschwindigkeitsmaschinen können Vakuumwerte –65 kPa oder weniger erreichen.
Durch geschlitzte Saugkästen angelegte Hochvakuumimpulse erzeugen schnelle Druckunterschiede, die Wasser aus dem Fasernetzwerk ziehen.
Zu den Vorteilen gehören:
Vorteile von Vakuum-Entwässerungssystemen
Industrielle Vakuumsysteme bieten bei der Papierproduktion mehrere Vorteile.
Höhere Produktionsgeschwindigkeit
Durch die effiziente Wasserentfernung können Papiermaschinen mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten, ohne dass es zu Blattinstabilitäten kommt.
Reduzierter Energieverbrauch
Eine verbesserte Trockenheit vor der Trockenpartie reduziert den Dampfverbrauch erheblich.
Verbesserte Papierqualität
Durch die gleichmäßige Entwässerung wird die Faserbindung verbessert, was zu festerem und gleichmäßigerem Papier führt.
Prozessstabilität
Vakuumsysteme stabilisieren die nasse Papierbahn während des Transfers zwischen Form- und Pressphase.
Auswahl der richtigen Vakuumpumpe für die Papierentwässerung
Papierfabriken benötigen industrielle Vakuumpumpen mit hoher Kapazität, die für den Dauerbetrieb geeignet sind.
Zu den gängigen Vakuumpumpentechnologien gehören:
Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen
Trockene Schraubenvakuumpumpen
Trockenklauen-Vakuumpumpen
Turbo-Vakuumsysteme für große Maschinen
Flüssigkeitsringpumpen werden häufig in der Papierherstellung eingesetzt, da sie große Mengen an Wasserdampf und Prozessflüssigkeiten fördern können.
Aufgrund der Energieeffizienz und des geringeren Wartungsaufwands werden jedoch zunehmend neuere Trockenvakuumtechnologien eingesetzt.
Abschluss
Die Vakuumentwässerungstechnologie ist für eine effiziente Papierproduktion unerlässlich. Durch die Integration von Vakuumsaugkästen, Gautschwalzen, Vakuumpresswalzen und Filzsaugsystemen können Papierfabriken die Wasserentfernung während der Form- und Pressenpartie deutlich verbessern.
Diese Technologien tragen dazu bei, die Blatttrockenheit zu erhöhen, den Energieverbrauch zu senken und die Produktionsstabilität in modernen Hochgeschwindigkeitspapiermaschinen zu verbessern.
Da die Papierindustrie weiterhin an Effizienz und Nachhaltigkeit arbeitet, werden fortschrittliche industrielle Vakuumsysteme ein entscheidender Bestandteil der Konstruktion und des Betriebs von Papiermaschinen bleiben.
