Kennen Sie den Dehydrierungsprozess einer Vakuumsaugbox?

Entwässerungsprozess des Vakuumsaugkastens für die Foudrinier-Papiermaschine:

Im Vakuumsaugkasten wird im Wesentlichen die nasse Papierbahn geformt, deren Hauptzweck die Entwässerung ist.

Bei Vakuumsaugkästen mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit und niedrigem Vakuumgrad kann der Entwässerungsprozess von nassem Papier auf einem Vakuumsaugkasten grob in drei Phasen unterteilt werden. Zunächst war der Feuchtigkeitsgehalt der nassen Papierbahn sehr hoch, und die Feuchtigkeit wurde gefiltert und unter der durch Vakuum verursachten Druckdifferenz abgeführt, was allgemein als freie Entwässerungsstufe bekannt ist. Anschließend wird die nasse Papierbahn unter Druckdifferenz komprimiert, was zu einer Kompressionsentwässerung führt. Schließlich beginnt Luft in die Papierbahn einzudringen und trägt mit dem Luftstrom einen Teil der Feuchtigkeit zwischen den Fasern in den Saugkasten, wodurch eine sogenannte aerodynamische Entwässerung entsteht.

Der Punkt, an dem Luft in die Zellstoffschicht eindringt, ist die Position der „Hauptlinie“, auch bekannt als „Wasserlinie“. Ein Teil der Fasern im Zellstoff vor der „Wasserlinie“ ist im verbleibenden Wasser suspendiert, und die Oberfläche der Suspension über der nassen Papierbahn auf dem Formiergewebe ist eine flache Flüssigkeitsoberfläche, die Licht reflektiert und einen hellen Spiegel bildet. Wenn der Zellstoff im Vakuumsaugkasten weiter entwässert wird, wird das gesamte freie Wasser in der Suspension entfernt und die Fasern werden auf der Oberfläche des Zellstoffs freigelegt, wodurch Licht gestreut wird und die Spiegeloberfläche verschwindet. Die Grenze zwischen diesen beiden hellen und dunklen Flächen wird „Wasserlinie“ genannt. Die Position der Wasserlinie liegt normalerweise zwischen dem zweiten und dritten Vakuumsaugkasten oder später, und ihre Zellstoffkonzentration beträgt im Allgemeinen etwa 7 %, wobei die genaue Zellstoffkonzentration je nach Menge und Sorte variiert. Die Beobachtung der Position und Form der Wasserlinie kann ein vorläufiges Verständnis der Qualität und Trockenheit des geformten Papiers auf dem Formsieb liefern. Eine normale Wasserlinie sollte eine gerade oder annähernd gerade Form haben. Wenn lokal hervorstehende zungenartige Formen auf der Wasserlinie vorhanden sind, weist dies darauf hin, dass möglicherweise ein ungleichmäßiger Fluss oder eine Konzentration des Fruchtfleischflusses auf dem Formiergewebe vorliegt.

Wenn es zungenförmige Vorsprünge an der Wasserlinie gibt, deutet dies im Allgemeinen darauf hin, dass der Stofffluss im Stoffauflauf instabil ist und es ein Phänomen von Vorsprüngen im versprühten Stoffstrom gibt.

In den Phasen der freien Entwässerung und Kompressionsentwässerung des Vakuumkastens hängt die Menge der Entwässerung von der Entwässerungszeit (oder der Breite des Entwässerungskastens) und der Quadratwurzel des Vakuumgrades ab; Wenn die Breite des Saugkastens verdoppelt wird, kann der gleiche Effekt einer Erhöhung des Vakuumgrades um das Vierfache erzielt werden, eine Erhöhung des Vakuumgrades wirkt sich jedoch äußerst nachteilig auf den Verschleiß und den Stromverbrauch des Formsiebs aus. In der aerodynamischen Entwässerungsstufe ist die Entwässerungseffizienz sehr gering. Eine unsachgemäße Vergrößerung der Dehydrierungsbox bei gleichem Vakuumgrad erhöht den Verschleiß und den Stromverbrauch des Formiersiebs, kann jedoch die Trockenheit des nassen Papiers nicht wesentlich verbessern. Daher besteht eine sinnvolle Methode darin, den Vakuumgrad der Dehydratisierung schrittweise zu erhöhen, sodass der Dehydratisierungsprozess hauptsächlich in den Phasen der freien Dehydratisierung und Kompressionsdehydratisierung erfolgt.

Tatsächlich ist die Zeit für die freie Entwässerung und Kompressionsentwässerung auf einer Vakuumsaugbox sehr kurz. Theoretisch ist die effektive Breite eines Vakuumsaugkastens sehr klein. Aus struktureller Sicht und aus Gründen der Wartungsfreundlichkeit darf der Vakuumkasten jedoch nicht zu schmal oder ungleichmäßig in der Breite sein.

Obwohl die während der aerodynamischen Entwässerungsstufe abgegebene Wassermenge nicht groß ist, kann außerdem der Luftstrom verwendet werden, um das Wasser unter und im Netz wegzublasen, was für die Entwässerung des nächsten Vakuumsaugkastens von Vorteil ist. Dies ist im eigentlichen Entwässerungsprozess des Vakuumsaugkastens notwendig. Daher weist der derzeit in Papiermaschinen verwendete Vakuumsaugkasten häufig eine Struktur mit geringer Menge, aber großer Breite auf.

Bei schnelllaufenden Papiermaschinen bleibt die nasse Papierbahn nur für sehr kurze Zeit auf dem Vakuumsaugkasten und der darauf stattfindende Entwässerungsprozess ähnelt eher dem Entwässerungsprozess beim Pressen, der unter sehr kurzen Druckimpulsen abgeschlossen wird.

Das herkömmliche Vakuumboxsystem verwendet 5–6 Vakuumboxen mit einer Breite von 15–40 cm, deren Vakuumgrad allmählich zunimmt. Die Nasspartie-Vakuumbox arbeitet mit einem relativ niedrigen Vakuumgrad (6,7–10 kPa). Der Vakuumgrad der Vakuumbox erhöht sich allmählich auf 20–26,7 kPa. Um den Vakuumgrad des Vakuumsaugkastens zu steuern, sollte auch die Position der „Wasserlinie“ berücksichtigt werden. Im Allgemeinen ist es erforderlich, dass die „Wasserlinie“ in der Mitte aller Vakuumboxen oder in der Mitte, eine Vakuumsaugbox weiter vorne, liegt. Eine zunehmend verbreitete Praxis besteht darin, nur vier Vakuumkammern zu verwenden und diese auf einem höheren Vakuumniveau zu betreiben, mit einem anfänglichen Vakuumniveau von 10–13,3 kPa. Durch eine allmähliche Erhöhung auf 26,7–40 kPa bei gleicher oder erhöhter Wasserentfernungskapazität nimmt die Traktionslast ab.