Soprador de Raízes para Fábrica de Papel

Um soprador Roots para uma fábrica de papel fornece o vácuo e o ar necessários para a produção de papel – desde a desidratação a vácuo na máquina de papel até ao transporte pneumático de pasta e produtos químicos. A indústria papeleira é uma das aplicações mais exigentes: elevada humidade, produtos químicos corrosivos, operação contínua e fiabilidade crítica do processo.

Com base na experiência de comissionamento em fábricas de pasta e papel, os sopradores Roots lidam melhor com as condições húmidas e corrosivas do que qualquer outra tecnologia de vácuo. O design de deslocamento positivo tolera a humidade e os detritos que destruiriam bombas de palhetas ou compressores de parafuso. No entanto, o serviço em fábricas de papel exige materiais resistentes à corrosão, vedação cuidadosa e manutenção rigorosa.

Este guia aborda sistemas de vácuo para máquinas de papel, transporte de pasta e produtos químicos, seleção de materiais e práticas de manutenção específicas para ambientes de fábricas de papel.

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Índice

• O que é um Soprador Roots para Fábrica de Papel?

• Princípio de Funcionamento no Serviço em Fábricas de Papel

• Componentes Principais – Considerações para Fábricas de Papel

• Tabela de Comparação de Tipos

• Aplicações em Fábricas de Papel

• Vantagens Engenhariais

• Problemas Comuns e Resolução de Problemas

• Guia de Seleção

• Cálculos de Desempenho e Engenharia

• Soprador de Raízes vs Alternativas

• Diretrizes de Instalação

• Lista de Verificação de Manutenção

• Fatores de Custo e Preços

• Considerações de Aquisição

• Perguntas Frequentes

• Considerações Finais

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O que é um Soprador Roots para Fábrica de Papel?

Um soprador de lóbulos para fábrica de papel é uma máquina de deslocamento positivo de lóbulos rotativos que fornece vácuo e ar para processos de fabricação de papel. O soprador aplica vácuo nas secções de formação e prensagem da máquina de papel, removendo água da folha de papel húmida. Também fornece ar para transporte pneumático de polpa, produtos químicos e outros materiais.

O serviço em fábricas de papel é exigente:

• Alta humidade – o ar de vácuo está saturado com vapor de água

• Produtos químicos corrosivos – a polpa contém ácidos e compostos de enxofre

• Operação contínua – 24 horas por dia, 7 dias por semana, 365 dias por ano

• Fiabilidade crítica – o tempo de inatividade da máquina de papel custa milhares por hora

Com base nos registos de instalação de fábricas de papel, os sopradores de raízes lidam melhor com as condições húmidas e corrosivas do que as bombas de anel líquido ou de palhetas rotativas. A operação a seco e a manutenção simples explicam o seu domínio nos sistemas de vácuo das máquinas de papel.

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Princípio de Funcionamento no Serviço em Fábricas de Papel

Passo 1 – Sucção. O motor aciona o veio de transmissão. As engrenagens de sincronização sincronizam os rotores. A porta de entrada liga-se ao sistema de vácuo da máquina de papel (secção de formação, secção de prensagem). O ar e o vapor de água são extraídos da folha de papel.

Passo 2 – Aprisionamento e transporte. As cavidades do rotor vedam contra a carcaça. O ar carregado de humidade à pressão de vácuo é transportado para a descarga.

Passo 3 – Descarga. Quando a cavidade atinge a porta de descarga, o ar é expelido. O vapor de água e o condensado são descarregados.

Passo 4 – Ciclo repete-se. O soprador remove continuamente o ar e o vapor de água da máquina de papel, mantendo o vácuo necessário para a desidratação.

O que torna a fábrica de papel diferente.O ar está saturado com vapor de água e pode conter fibras de polpa e produtos químicos. Isto causa problemas de corrosão e humidade. Os sopradores padrão falham rapidamente. Os sopradores de fábrica de papel requerem materiais resistentes à corrosão e manuseamento de humidade.

Equívoco comum corrigido.Um soprador de vácuo de fábrica de papel não "puxa" água através do papel. Ele remove o ar das caixas de vácuo. A diferença de pressão entre a caixa de vácuo e a atmosfera cria a sucção que desidrata o papel. O soprador remove o ar que transporta vapor de água.

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Componentes Principais – Considerações para Fábricas de Papel

Rotor (impulsor).Função: mover ar a pressão subatmosférica. Atualização para fábrica de papel: aço inoxidável (304 ou 316L) para resistência à corrosão. A humidade causa corrosão por picadas no ferro fundido. Vida útil esperada: 40.000–60.000 horas com aço inoxidável. Modo de falha: corrosão por picadas, danos causados pela humidade.

Engrenagens de sincronização.Engrenagens helicoidais padrão. Ambiente corrosivo requer revestimento anticorrosivo. Inspeção: medir a folga anualmente (0,05–0,10 mm).

Rolamentos.Folga C3 padrão. A entrada de humidade é o principal modo de falha. Usar massa lubrificante sintética com inibidores de corrosão. Vida útil: 25.000–35.000 horas – mais curta devido ao ambiente húmido. Modo de falha: corrosão por humidade.

Carcaça.Ferro dúctil com revestimento epóxi ou aço inoxidável. O ambiente de fábrica de papel é corrosivo. Vida útil: 10–15 anos com revestimento, 20+ com aço inoxidável.

Vedações do eixo.Deve evitar a entrada de humidade e a migração de óleo. Selos labirinto com ar de purga para ambientes húmidos. Selos de lábio duplo com barreira de massa lubrificante. Modo de falha: entrada de humidade através de selos desgastados.

Filtro de entrada.Deve lidar com a humidade. Caixa em aço inoxidável. Recomenda-se separador de névoa ou humidade. Dreno na parte inferior para condensado.

Silenciador de descarga.Construção resistente à corrosão. Gestão de humidade – dreno na parte inferior.

Válvula de retenção.Componentes internos em aço inoxidável. Evita refluxo.

Em serviço de fábrica de papel, a humidade e a corrosão são as principais ameaças. Os rotores em aço inoxidável são obrigatórios – não opcionais.

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Tabela de Comparação de Tipos

Para fábricas de papel, o padrão é de três lóbulos com rotores em aço inoxidável. Acoplamento direto para velocidade fixa, acionamento por correia para aplicações variáveis.

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Aplicações em Fábricas de Papel

Vácuo da máquina de papel (secção de formação).Remoção de água da folha de papel húmida na mesa de formação. Vácuo: 5–15 polegadas de Hg. Serviço contínuo. Aço inoxidável obrigatório. Humidade elevada – manuseamento de condensado crítico.

Vácuo da máquina de papel (secção de prensa).Remoção de água adicional na secção de prensa. Vácuo: 10–18 polegadas de Hg. Vácuo superior ao da secção de formação. Aço inoxidável.

Transporte de polpa.Transporte pneumático de polpa e produtos químicos. Pressão: 5–10 psig. Materiais corrosivos requerem aço inoxidável.

Transporte de produtos químicos.Transporte de produtos químicos (dióxido de titânio, argila, amido). Abrasivos e corrosivos. Aço inoxidável ou rotores revestidos.

Tratamento de águas residuais.As águas residuais da fábrica de papel têm elevado teor de DBO e químicos. Necessitam de arejamento. Pressão 6–10 psig. Sopradores Roots padrão.

Transporte a vácuo.Transporte de polpa e resíduos de papel. Vácuo: 10–15 polegadas de Hg. Poeiras e detritos.

Manuseamento de água branca.Movimentação de água branca (água recuperada da fabricação de papel). Contém fibras e produtos químicos. Corrosivo.

Aeração da polpa.Aeração para processos de polpação. Pressão de 3 a 8 psig. Ar isento de óleo é crítico.

Com base nos registos da fábrica de papel, o vácuo da máquina de papel é a maior aplicação – serviço contínuo, crítico para a produção.

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Vantagens Engenhariais

Tolerância à humidade.Os sopradores Roots lidam melhor com ar carregado de humidade do que as bombas de palhetas ou bombas de anel líquido. Pequenas quantidades de água passam sem causar danos.

Resistência à corrosão.Com rotores em aço inoxidável, os sopradores Roots resistem ao ataque químico de produtos químicos da pasta e do papel.

Operação a seco.Sem água ou óleo na corrente de ar – sem risco de contaminação. Sem eliminação de águas residuais.

Tolerância a detritos.Pequenas fibras e partículas passam sem danificar os rotores. As bombas de palhetas sofreriam.

Manutenção simples.Os mecânicos da fábrica podem reconstruir. As fábricas de papel são frequentemente remotas – o serviço de fábrica pode demorar dias.

Característica de fluxo constante.Mantém o vácuo à medida que as condições da máquina de papel variam. Crítico para a qualidade consistente do papel.

Principal desvantagem: nível de vácuo limitado. Para vácuo profundo (>18 polegadas Hg), podem ser necessárias bombas de anel líquido ou de palhetas.

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Problemas Comuns e Resolução de Problemas

Com base nos registos de resolução de problemas de fábricas de papel: 50% dos problemas têm origem na humidade e corrosão. Os rotores de aço inoxidável e o manuseamento adequado da humidade previnem a maioria dos problemas.

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Guia de Seleção

Passo 1 – Definir o requisito de vácuo.Vácuo da máquina de papel: 5–18 polegadas Hg. Determinar o nível de vácuo e o caudal (ACFM) necessários.

Passo 2 – Especificar materiais.Aço inoxidável (304 ou 316L) para resistência à corrosão. O ferro fundido padrão falha no ambiente de uma fábrica de papel.

Passo 3 – Especificar o tratamento da humidade.Separador de névoa ou de humidade antes da entrada do soprador. Dreno de condensado nos pontos baixos. Silenciador de aço inoxidável com dreno.

Passo 4 – Especificar vedantes.Vedantes labirínticos com ar de purga para prevenção de humidade. Vedantes de lábio duplo com barreira de gordura.

Passo 5 – Selecionar a potência do motor. BHP = (ACFM × polegadas Hg × 0,491) / (229 × ηmecânico × ηmotor). Adicionar margem de segurança de 15–20%.

Passo 6 – Adicionar VFD para poupança de energia.A procura de vácuo da máquina de papel varia. O VFD ajusta o vácuo à procura.

Erros comuns na seleção do soprador de lóbulos para fábrica de papel:

• Rotor de ferro fundido – falha por corrosão

• Sem tratamento de humidade – danos causados pela água

• Vedações padrão – entrada de humidade

• Ventilador único sem redundância – paragem da máquina de papel

• Sem proteção contra corrosão – falha da carcaça

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Cálculos de Desempenho e Engenharia

Cálculo de potência para vácuo:
BHP = (ACFM × polegadas Hg × 0,491) / (229 × ηmecânico × ηmotor)
ηmecânico = 0,82–0,88 (eficiência a vácuo inferior)
ηmotor = 0,91–0,95 (IE3)

Exemplo – Vácuo de máquina de papel:
500 ACFM a 10 polegadas de Hg. ηmecânico = 0,85, ηmotor = 0,94.
BHP = (500 × 10 × 0,491) / (229 × 0,85 × 0,94) = 2.455 / (229 × 0,799) = 2.455 / 183 = 13,4 HP
Potência do motor = 13,4 × 1,15 = 15,4 HP → Motor de 20 HP.

Manuseio de humidade:
O ar de vácuo da máquina de papel está saturado com vapor de água. Ocorre condensação quando arrefecido. Instalar:

• Separador de névoa ou de humidade antes do soprador

• Drenos de condensado nos pontos baixos

• Tubagem em aço inoxidável

• Drenar sifões

Prevenção de corrosão:
O ambiente da fábrica de papel contém:

• Compostos de enxofre (corrosivos)

• Ácidos (pH 4–6)

• Cloretos (do branqueamento da polpa)

• Alta humidade

O aço inoxidável (316L) oferece resistência à corrosão. O ferro fundido falha em 12–24 meses.

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Soprador Roots vs Alternativas para Papel

Critérios de decisão para fábricas de papel:

Escolha o soprador de lóbulos quando:

• Vácuo seco necessário (sem contaminação por água)

• Detritos ou fibras no fluxo de ar

• Manutenção simples

• Vácuo moderado (5–18 polegadas de Hg)

• Ambiente corrosivo (com aço inoxidável)

Escolha o anel líquido quando:

• Vácuo profundo necessário (25+ polegadas Hg)

• Água disponível e descarte aceitável

• Alto teor de humidade

Escolha palhetas rotativas quando:

• Vácuo profundo necessário

• Ar limpo e seco

• Não recomendado para papel (sensibilidade à humidade)

Para fábricas de papel, o soprador de raízes em aço inoxidável é o padrão para vácuo de máquina de papel.

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Diretrizes de Instalação

Localização do soprador.Localize o soprador numa área seca, se possível. Forneça ventilação adequada. Eleve acima do nível do chão em áreas de lavagem.

Tubagem de entrada.Aço inoxidável recomendado. Instale um separador de humidade antes do soprador. Incline a tubagem para drenar o condensado. Conector flexível a menos de 45 cm.

Filtração de entrada.Separador de humidade ou demister. Caixa em aço inoxidável. Manómetro diferencial. Dreno na parte inferior.

Tubagem de descarga.Aço inoxidável. Conector flexível a menos de 45 cm. Suporte da tubagem. Dreno nos pontos baixos.

Silenciador de descarga.Aço inoxidável com dreno. Lida com humidade.

Válvula de retenção.Válvula de retenção silenciosa em aço inoxidável.

Válvula de alívio.Aço inoxidável. Ajustado ao vácuo de operação + 2 polegadas de Hg.

Instalação do VFD.Localize o VFD numa área com clima controlado.

Purga do selo.Para selos labirínticos, forneça ar de purga limpo e seco a 2–5 psig. Previne a entrada de humidade.

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Lista de Verificação de Manutenção

Mensalmente (100–200 horas)

Trimestralmente (500–600 horas)

Anual (2.000–2.500 horas)

Notas de manutenção específicas para fábrica de papel:

• A gestão da humidade é crítica – drenar condensado regularmente

• Inspeção de corrosão – o ambiente da fábrica de papel é corrosivo

• Componentes em aço inoxidável requerem inspeção regular

• A integridade do selo impede a entrada de humidade

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Fatores de Custo e Preços

Soprador Roots para fábrica de papel – exemplos de preços (2026):

Sistema de vácuo completo para fábrica de papel (soprador de 40 HP em aço inoxidável):

• Soprador de vácuo com rotores em aço inoxidável: $16.000–22.000

• Motor IE3: incluído acima

• Separador de humidade: $1.000–2.000

• Silenciador em aço inoxidável: $1.000–2.000

• VFD: $3.000–5.000

• Tubagem em aço inoxidável, válvula de retenção: $4.000–8.000

• Total instalado: $25.000–39.000

Custo operacional anual (40 HP, 8.000 horas, $0,10/kWh):

• Eletricidade (média de 25 kW): $20.000

• Manutenção (óleo, filtros, vedantes): $2.000–4.000

• Total anual: $22.000–24.000

Retorno do investimento em aço inoxidável:Os rotores de ferro fundido falham em 12–24 meses devido à corrosão (substituição de $5.000–8.000). Os rotores em aço inoxidável duram 5–10 anos. Custo de atualização $4.000–6.000. Retorno: 12–18 meses.

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Considerações de Aquisição

Ao solicitar orçamentos para soprador de lóbulos para fábrica de papel:

1. Especificar rotores em aço inoxidável. O ferro fundido falha no ambiente da fábrica de papel. Necessário aço inoxidável 304 ou 316L.

2. Especificar tratamento de humidade. Separador de humidade ou demister antes do soprador. Drenos de condensado. Silenciador em aço inoxidável com dreno.

3. Especificar vedantes. Vedantes labirínticos com ar de purga para prevenção de humidade.

4. Especificar proteção contra corrosão. Revestimento epóxi para carcaça ou carcaça em aço inoxidável. Tubagem em aço inoxidável.

5. Incluir VFD para poupança de energia.A procura de vácuo na máquina de papel varia.

6. Exigir relatório de teste ISO 1217.Verifique o desempenho.

7. Especifique construção em aço inoxidável.Invólucro, silenciador, tubulação.

Sinais de alerta ao adquirir soprador de raízes para fábrica de papel:

• O fornecedor recomenda rotores de ferro fundido

• Sem disposições para lidar com humidade

• Não pode fornecer proteção contra corrosão

• Desconhece as aplicações em fábricas de papel

• Não pode fornecer opções em aço inoxidável

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Perguntas Frequentes

1. Por que são necessários rotores de aço inoxidável para fábricas de papel?
O ambiente de uma fábrica de papel é corrosivo – compostos de enxofre, ácidos, cloretos e elevada humidade. O ferro fundido corrói rapidamente – picadas e perda de material. O aço inoxidável (304 ou 316L) resiste à corrosão. Os rotores de ferro fundido em fábricas de papel falham em 12–24 meses. O aço inoxidável dura 5–10 anos.

2. Qual o nível de vácuo necessário para uma máquina de papel?
Secção de formação: 5–12 polegadas de Hg. Secção de prensa: 10–18 polegadas de Hg. O sistema de vácuo total pode ter vários sopradores a diferentes níveis de vácuo. A velocidade e o tipo de papel determinam a necessidade de vácuo. Consulte o fabricante da máquina de papel para requisitos específicos.

3. Como lidar com a humidade no vácuo da fábrica de papel?
O ar do vácuo da máquina de papel está saturado com vapor de água. Instale um separador de humidade ou demister antes do soprador. Incline as tubagens para drenar o condensado. Instale purgadores nos pontos baixos. Tubagens de aço inoxidável. Drene o condensado regularmente – diariamente ou com mais frequência.

4. O que causa corrosão nos sistemas de vácuo das fábricas de papel?
Compostos de enxofre da polpa (processo kraft). Ácidos (pH 4–6). Cloretos do branqueamento. Alta humidade (ar saturado). Estes formam condições corrosivas. O aço inoxidável resiste ao ataque. O ferro fundido falha rapidamente. É necessária inspeção regular de corrosão.

5. Os sopradores de raízes conseguem lidar com fibras de papel?
Pequenas fibras passam sem danos – os sopradores de raízes toleram detritos. Fibras maiores podem acumular-se em silenciadores e tubagens. Instale pernas de queda ou ciclones antes do silenciador. Drene os silenciadores regularmente. Verifique o silenciador quanto à acumulação de fibras.

6. Qual é a diferença entre o soprador de raízes e a bomba de anel líquido para papel?
O soprador de raízes é seco – sem água no fluxo de ar, sem eliminação de águas residuais. A bomba de anel líquido usa água como vedante – requer fornecimento e tratamento de água. O soprador de raízes lida melhor com detritos. A bomba de anel líquido lida melhor com humidade. Para vácuo em máquinas de papel, o soprador de raízes é preferido devido à operação seca e tolerância a detritos.

7. Um soprador de raízes pode atingir 18 polegadas de Hg?
Sim – com um design adequado. Os sopradores de lóbulos de três lóbulos atingem 15–18 polegadas de Hg. Para vácuo mais profundo (20–25 polegadas de Hg), utilize um soprador de lóbulos em estágio com bomba de anel líquido ou de palhetas rotativas. O soprador de lóbulos lida com o vácuo bruto, e a bomba de palhetas fornece o vácuo final.

8. Qual é o retorno do investimento para rotores de aço inoxidável?
Os rotores de ferro fundido falham em 12–24 meses (substituição de $5.000–8.000). Os rotores de aço inoxidável custam $4.000–6.000 a mais e duram 5–10 anos. Em 5 anos: ferro fundido = 3–5 trocas × $6.000 = $18.000–30.000. Aço inoxidável = 1 troca × $11.000 = $11.000. Poupança de $7.000–19.000 + menos paragens. Retorno do investimento em 12–18 meses.

9. Como evitar a entrada de água no soprador?
Instale um separador de humidade ou demister antes da entrada do soprador. Incline a tubagem para drenar o condensado. Coloque purgadores de drenagem nos pontos baixos. Verifique o separador de humidade regularmente – drene diariamente. Caixa do filtro de entrada com dreno. O vácuo da máquina de papel é saturado – o manuseamento da humidade é essencial.

10. Pode ser usado um VFD em sopradores de vácuo de máquinas de papel?
Sim – altamente recomendado. A procura de vácuo na máquina de papel varia com a velocidade, qualidade e secção da máquina. O VFD ajusta a velocidade do soprador à procura. Poupança de energia de 20–40%. Retorno em 12–24 meses. Especificar motor para serviço de inversor.

11. Qual é a vida útil de um soprador de lóbulos numa fábrica de papel?
Com rotores em aço inoxidável e manutenção adequada: rolamentos 25.000–35.000 horas (3–4 anos). Rotores 40.000–60.000 horas (5–7 anos). Carcaça 15+ anos com revestimento. Fatores-chave: proteção contra corrosão, gestão de humidade, manutenção de vedantes. Fábricas com aço inoxidável e gestão adequada de humidade alcançam 5–7 anos antes de uma revisão geral.

12. Quais são os melhores vedantes para sopradores em fábricas de papel?
Vedantes labirínticos com ar de purga – ar a 2–5 psig impede a entrada de humidade. Vedantes de lábio duplo com barreira de gordura. Vedantes de lábio padrão desgastam-se rapidamente em ambientes húmidos. O ar de purga é o padrão de ouro – o custo adicional é menor comparado com os danos causados pela humidade.

13. Os sopradores de lóbulos conseguem lidar com químicos no ar de uma fábrica de papel?
Sim – com construção em aço inoxidável. O ar das fábricas de papel contém compostos de enxofre, ácidos e cloretos. O aço inoxidável (316L) resiste ao ataque químico. Revestimento epóxi para a carcaça. Vedantes resistentes a químicos. O ferro fundido padrão falha.

14. Qual é o nível de ruído típico dos sopradores de vácuo em fábricas de papel?
A 10 polegadas de Hg, soprador de três lóbulos: 80–88 dBA. Os rotores helicoidais reduzem 5–8 dBA. São necessários silenciadores. As fábricas de papel são ambientes ruidosos – pode não ser necessário um invólucro acústico adicional. Para instalações interiores perto de trabalhadores, considere rotores helicoidais e silenciadores.

15. Como dimensionar um sistema de vácuo para máquina de papel?
Requer a velocidade, largura, tipo de papel e perfil de vácuo da máquina de papel. Típico: 0,5–2,0 SCFM por polegada de largura da máquina por polegada de Hg. Consulte o fabricante da máquina de papel para requisitos específicos. Adicione uma margem de 20% para requisitos futuros. Utilize vários sopradores para redundância e regulação de capacidade.

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Considerações Finais

Após comissionar sopradores roots para fábricas de papel em todo o mundo, aqui está o meu conselho prático:

Lógica de seleção.Os rotores de aço inoxidável e a gestão adequada da humidade são obrigatórios – não opcionais. O ferro fundido falha em 12–24 meses devido à corrosão. Especifique aço inoxidável 316L para os rotores. Instale um separador de humidade antes do soprador. A Zhanggu e outros fabricantes estabelecidos oferecem configurações para fábricas de papel.

A corrosão é a principal ameaça.O ambiente das fábricas de papel é corrosivo – compostos de enxofre, ácidos, cloretos. O aço inoxidável resiste. O ferro fundido falha. A atualização para aço inoxidável compensa em 12–18 meses através de substituições evitadas. Para fábricas que operam 24/7, o aço inoxidável é justificado.

A gestão da humidade é essencial para a sobrevivência.O ar de vácuo das máquinas de papel está saturado com vapor de água. Sem a remoção adequada da humidade, a água entra no soprador – destruindo os rolamentos e causando corrosão. Instale um desumidificador ou separador de humidade. Drene o condensado diariamente. Monitore a eficácia da remoção de humidade.

A realidade económica.Um soprador de lóbulos para fábrica de papel é a ferramenta certa para o vácuo da máquina de papel. Nenhuma outra tecnologia tolera detritos e humidade tão bem. Mas deve especificar rigorosamente a proteção contra corrosão e o manuseamento de humidade. As instalações que o fazem alcançam 5 a 7 anos de operação fiável. As instalações que não o fazem substituem sopradores a cada 2 a 3 anos e perguntam porquê. As fábricas de papel são exigentes – especifique em conformidade.