Un secador Yankee es un recipiente a presión que se utiliza en la producción de papel satinado (MG) y papel tisú . En el secador Yankee, el papel pasa de un grado de sequedad de aproximadamente el 42-45 % a un grado de sequedad de poco más del 89 %. En la industria, los cilindros MG o secadores Yankee se utilizan principalmente para eliminar el exceso de humedad de la pulpa que está a punto de convertirse en papel. El cilindro Yankee puede estar equipado con una cuchilla dosificadora y rociarse con adhesivos para hacer que el papel se adhiera. El crepado se realiza mediante la cuchilla dosificadora del Yankee que raspa el papel seco de la superficie del cilindro, crespando así el papel. El arrugado (crepado) se controla mediante la fuerza del adhesivo, la geometría de la cuchilla dosificadora, la diferencia de velocidad entre el Yankee y la sección final de la máquina de papel y las características de la pulpa de papel. [1]
Mientras que en otras producciones de papel se utiliza una serie de cilindros de secado, en la producción de papel tisú sólo un cilindro (el cilindro yankee) seca el papel. Esto se debe a la necesidad de crespado y es posible gracias al bajo gramaje (gsm = gramo por metro cuadrado) de la hoja de papel para productos tisú, que se encuentra en el rango de 14-45 g/m². Para la producción de los g/m² más altos en este rango, algunas máquinas están provistas de algunos (4-10) cilindros de secado después del cilindro yankee. En este caso se habla de "crespado húmedo", ya que el crespado del papel realizado en el cilindro yankee no se realiza sobre el papel completamente seco y el secado se completa después del cilindro yankee.
Los cilindros Yankee se fabrican tradicionalmente de hierro fundido y tienen diámetros de hasta 6 m, por lo tanto mucho mayores que los cilindros de secado convencionales. El ancho es un poco mayor que el del papel: lo típico para las máquinas de papel tissue son los anchos de 1,74 m, 2,32 m y 2,70 m y sus múltiplos (por lo general, hoy en día son típicos los dobles de estos valores). Por lo tanto, los Yankee son muy pesados (~100 t) y difíciles de fundir. Desde hace un par de décadas, la producción de Yankee de acero está ganando mercado y las nuevas máquinas están prácticamente siempre equipadas con un Yankee de acero, que es mucho más ligero, más fácil de producir y transportar.
Debido al efecto abrasivo de la cuchilla de crepado, la superficie del yankee se vuelve irregular y áspera. Por lo tanto, periódicamente (con una frecuencia muy variable: desde cada 6 meses hasta algunos años) los yankees de hierro fundido deben ser rectificados o pulidos. Esto reduce el espesor de la carcasa y, dado que el yankee es un recipiente a presión, también la presión máxima que se puede utilizar para la producción de papel. Una forma de evitar esta pérdida de presión es realizar una metalización, es decir, rociar sobre la superficie una aleación especial de cromo-níquel, similar a un acero inoxidable de alta aleación, que luego se rectifica con la corona prevista de la superficie de la carcasa, dejando un espesor de recubrimiento de aproximadamente 0,7–1 mm. La superficie metalizada es entonces mucho más resistente a la abrasión y solo puede ser necesario un pulido muy suave aproximadamente cada 2 a 4 años. La conductividad térmica de la metalización es algo menor que la del material original, por lo que los cilindros de fundición se metalizan después de algunos pulidos de la carcasa, para ganar, mediante [ precisión necesaria ] disminución del espesor, algo de conductividad que luego se pierde con la metalización. Los cilindros de acero, en cambio, siempre se metalizan desde el principio.
Las grandes dimensiones generan un problema con la eliminación del condensado que se forma en el interior de los cilindros, por lo que todos los yankees utilizan un sistema con vapor soplado que luego es recomprimido con la ayuda de un termocompresor (eyector). En la superficie interior del yankee hay ranuras circulares que alojan pequeños tubos (sc "tubos de paja" o "pajuelas") a través de los cuales se succiona la mezcla de vapor y condensado mediante una diferencia de presión entre el yankee y el tanque que recoge el condensado (separador). Las pajuelas se combinan en bastidores y estos van a parar a típicamente 6 colectores que llevan la mezcla de condensado y vapor hacia el centro del cilindro desde donde luego se saca a las tuberías habituales y se lleva al separador. Aquí el condensado y el vapor soplado se separan a una presión menor que la del interior del yankee. Para no estropear el vapor de soplado, un termocompresor utiliza vapor motriz (a una presión aproximadamente el doble de la del yankee) para aumentar de nuevo la presión del vapor de soplado al valor del yankee.
La seguridad de los secadores Yankee es un tema importante y TAPPI tiene un comité (Yankee Dryer Safety Committee) dedicado a ello. Los problemas más agudos se presentan con los secadores Yankee de hierro fundido, ya que este material es mucho más frágil que el acero, lo que hace que los secadores Yankee sean muy sensibles a las diferencias de temperatura. Por ejemplo, un secador Yankee que recibe vapor mientras no está girando puede resultar dañado por la diferencia de temperatura entre el volumen y el fondo del cilindro donde está presente el condensado. Se debe tener especial cuidado en caso de incendio, ya que los chorros directos de agua fría sobre la superficie del secador Yankee caliente pueden dañarlo. Desafortunadamente, en la historia de la producción de tejidos se han dado algunos casos de secadores Yankee que explotaron debido a estas y otras razones.
El uso de un recubrimiento químico sobre la superficie del yankee es hoy en día la norma. Este está constituido por una mezcla de generalmente 2 o más constituyentes: 1) un polímero base (adhesivo) a base de poliamidas o resinas de epiclorhidrina que recubre la superficie del yankee con una capa de polímero en la que trabaja la cuchilla de crepado, en lugar de rayar la superficie de hierro. El recubrimiento base generalmente también tiene propiedades adhesivas y mantiene el papel adherido a la superficie del yankee hasta el crepado 2) un agente desmoldante a base de aceite mineral o vegetal o ceras que lubrica y mejora el desprendimiento del papel de la superficie 3) varios modificadores, que pueden hacer que el recubrimiento sea más suave o duro o mejorar el efecto protector sobre el yankee El recubrimiento se rocía junto con agua en el espacio entre la cuchilla de crepado y la prensa a través de una barra rociadora con boquillas. Solo el espacio estrecho entre esta barra rociadora y la prensa es donde se evapora el agua que viene con el recubrimiento y el polímero tiene que curar. Por este motivo, para el recubrimiento base se utilizan cada vez más polímeros precurados.