製紙設備において、「ヤンキードライヤー」の仕様は「キログラム」で表記されることは稀で、直径(例:1.5m、2.5m)、長さ、運転圧力、材料の厚さといったパラメータで表記されることが多いです。ここで「3kg」と「5kg」はヤンキードライヤーの運転圧力(単位:kgf/cm²、つまり平方センチメートルあたりのキログラム力)を指しており、その主な違いは以下の点にあります。
- 異なる動作温度
ヤンキー ドライヤーの加熱は通常、内部の飽和蒸気の流入に依存しており、蒸気圧は温度に直接関係しています (蒸気特性曲線に従います)。
3kgf/cm²(約0.3MPa)の飽和蒸気の温度は約133℃です。
5kgf/cm²(約0.5MPa)の飽和蒸気の温度は約151℃です。
温度差は紙の乾燥効率に直接影響します。圧力が高いほど(つまり温度が高いほど)、単位時間あたりに紙に伝達される熱量が増加し、乾燥速度が速くなります。そのため、高い乾燥効率が求められる紙(ティッシュペーパーや高速抄紙機など)に適しています。
- 乾燥効率とエネルギー消費量の違い
乾燥効率:5kgf/cm²の圧力ヤンキードライヤーは、高温のため紙との温度差が大きくなり、熱伝達速度が向上します。これにより、より多くの水分を同じ時間で蒸発させることができ、抄紙機の高速運転にも対応できます。
エネルギー消費コスト:5kgf/cm²の圧力の蒸気はボイラー出力が高くなるため、エネルギー消費量が相対的に高くなります(石炭、天然ガスなど)。3kgf/cm²の圧力の蒸気はエネルギー消費量が低いため、乾燥速度がそれほど重要でない用途(低速抄紙機や厚紙など)に適しています。
- 適切な紙の種類とプロセス
3kgf/cm²の圧力ヤンキードライヤー:温度が低いため、熱に弱い紙(ワックスペーパー、熱変形しやすいコーティング紙など)や、反りやひび割れを防ぐためにゆっくり乾燥させる必要がある厚手の紙(板紙、厚手のクラフト紙など)に適しています。
5kgf/cm²の圧力ヤンキードライヤー:高温のため、ティッシュペーパー(新聞用紙、筆記用紙など)、高速生産される文化用紙などに適しています。水分を素早く除去し、抄紙機の効率的な運転を確保し、乾燥工程での紙の滞留時間を短縮することで紙切れのリスクを軽減します。
- 機器の材質と安全性に関するさまざまな要件
3kgf/cm²と5kgf/cm²の圧力はどちらも低圧容器に属しますが(通常、ヤンキードライヤーの設計圧力は安全マージンを考慮して作動圧力よりも高くなります)、圧力が高くなると、ヤンキードライヤーの材料強度、シール性能、壁厚に対する要件が若干高くなります。
5kgf/cm²の圧力ヤンキードライヤーのシリンダー材質(鋳鉄、合金鋳鉄など)は、高圧下でも安定性を確保する必要があります。蒸気漏れを防ぐため、溶接継ぎ目、フランジシールなどの部品の加工精度はより厳格に求められます。
どちらも圧力容器の安全規制に準拠する必要がありますが、5kgf/cm²の圧力ヤンキードライヤーでは、より頻繁で厳しい定期検査(水圧テストなど)が必要になる場合があります。
まとめ
3kgf/cm²と5kgf/cm²の圧力ヤンキードライヤーは、基本的に蒸気圧の差によって温度と乾燥効率を調整します。主な違いは、乾燥速度、エネルギー消費コスト、そして適切な紙の種類です。抄紙機の速度、紙の種類の特性、エネルギー消費予算などに基づいて総合的に判断する必要があります。圧力が高いほど良いというわけではなく、生産プロセスの要件に適合する必要があります。
投稿日時: 2025年8月12日