Responsable de la section de séchage de la machine à papier, avez-vous remarqué ces quelques points ?

Dans la section séchage des machines à papier, les meilleurs réalisent ces cinq points clés :

1. Contrôle du gradient de température : le séchage doit être ajusté par étapes. En amont, une température basse (80–100 °C) est utilisée pour éviter la formation d’une croûte à la surface du papier ; en aval, la température est progressivement augmentée à 120–160 °C afin d’accélérer l’évaporation de l’eau interne. Le taux d’humidité final doit être maintenu entre 4 % et 8 %. Il faut également équilibrer la pression de vapeur : 0,1–0,3 MPa en amont, 0,3–0,6 MPa en aval.

2. Prétraitement mécanique de dessiccation : l’étape de presse doit porter le taux de matière sèche du papier à 40–50 %. L’utilisation d’une presse à large zone de pression ou de cylindres à trous aveugles permet de réduire les dommages aux fibres. Une tension uniforme du tissu sec est essentielle pour éviter les plis.

3. Gestion de l’uniformité du séchage : le contrôle par zones des cylindres chauffants (comme un chauffage aux bords) combiné à une surveillance transversale de l’humidité permet d’éliminer les différences d’humidité dans le papier. L’optimisation de la perméabilité au gaz du tissu sec (matériaux polyester ou aramide) améliore l’efficacité du transfert thermique.

4. Optimisation intelligente des paramètres : l’introduction d’un modèle IA permet une analyse en temps réel des corrélations temporelles entre la température de vapeur, le débit d’air frais et le débit d’air évacué, ajustant dynamiquement les paramètres pour réduire la consommation énergétique. Par exemple, chaque baisse de 10 % de l’humidité dans l’air évacué entraîne une réduction de 5 à 8 % de la consommation de vapeur.

5. Équilibre entre condensat et ventilation : utiliser un tube siphon pour évacuer efficacement le condensat des cylindres chauffants afin d’éviter les accumulations qui diminuent le transfert thermique ; le système ventilation doit maintenir un léger vide (pression négative), régulé par capteurs d’humidité pour ajuster le débit d’extraction et limiter les pertes par fuite vapeur.

Ces cinq points intègrent harmonieusement la dessiccation mécanique, l’utilisation énergétique optimisée, la surveillance en temps réel et le contrôle intelligent, ce qui améliore significativement l'efficacité du séchage tout en garantissant la qualité du papier.

Contrôle des contractions du papier dans la section séchage

Le contrôle des forces d'entraînement appliquées au papier ainsi que celui de la tension du tissu sec constitue un moyen fondamental pour réguler les contractions pendant le séchage.

Lorsque la force d'entraînement est élevée, elle limite fortement ou même inverse la contraction longitudinale — pouvant entraîner un allongement longitudinal — ce qui favorise davantage l'alignement longitudinal des fibres et donc augmente considérablement la contraction transversale.

En revanche, une tension élevée du tissu sec fixe étroitement le papier contre les cylindres chauffants, limitant ainsi sa contraction transversale ; mais cela empêche aussi les fibres d'aligner librement sous tension, ce qui favorise au contraire une contraction longitudinale accrue.

Ainsi :

- Une forte tension du tissu sec combinée à une faible force d'entraînement produit une contraction longitudinale maximale mais une contraction transversale minimale.

- À l'inverse, une faible tension avec une forte force entraîne une contraction longitudinale minimale dans sa zone maximale — mais celle-ci devient alors maximale transversalement.

Ces observations sont parfaitement conformes aux lois décrites ci-dessus.

On peut donc exploiter ces principes pour adapter intentionnellement les propriétés du papier. Par exemple :

- Pour produire un papier semi-transparent : il convient d'appliquer une forte force d'entraînement et une forte tension au tissu sec afin que ni contraction longitudinale ni transversale ne se produisent pleinement. Ainsi toutes les contractions dues à perte d'eau se concentrent sur l'épaisseur → finition plus fine → meilleure transparence.

Pour des papiers comme ceux utilisés pour cartes géographiques ou imprimés colorés — où il faut limiter toute distorsion dimensionnelle après séchage — il est nécessaire aussi :

- D’ajuster légèrement le tissu sec,

- D’accroître légèrement la force entraînante,

afin que tant la contraction longitudinale que transversale soient réduites pendant le séchage.

On peut également utiliser des rouleaux arciformes pour étirer uniformément le papier et limiter sa contraction latérale.

Pour certains papiers destinés aux sacs (papier sac), il est plus important que leur résistance à rupture soit élevée plutôt qu’une résistance mécanique élevée en traction.

Il convient donc :

- De permettre au papier humide un séchage sans contrainte extérieure,

afin qu’il puisse contracter librement dans toutes les directions.

Pour cela, on peut adopter ces mesures dans la section cylindres chauffants :

a) Sur tous les cylindres situés après que le taux matière sèche dépasse 58 %, on doit détendre autant que possible le tissu sec et réduire légèrement son entrainement afin qu’il reste possible au papier de contracter librement dans ses deux directions sur ces cylindres ;

b) Sur les cylindres où le taux matière sèche est inférieur ou supérieur à 58 %, où cette contraction n’est pas encore significative : il faut resserrer davantage le tissu sec afin :

- D’améliorer efficacement son transfert thermique,

- Et surtout éviter tout flottement ou plissement causé par un tissu trop mou ;

c) Si suffisamment puissant en capacité séchante : sur certains cylindres où aucun tissu n’est installé (« sans tissu »), on peut autoriser au papier une expansion libre sans restriction ;

d) En cas manque de capacité séchante : on peut installer sur ces mêmes cylindres des diffuseurs chauds haute vitesse qui ne gênent pas cette liberté contractile tout en augmentant considérablement leur efficacité thermique ;

e) Pour maximiser cette zone critique où se produit principalement la contraction : diviser cette partie en plusieurs groupes plus petits avec moins de cylindres par groupe ; cela permettra grâce aux variations contrôlées entre vitesses groupées d’accroître davantage encore celle-ci dans direction longitudinale.