پک هاوس : تولید تامین و بسته بندی مواد شیمیایی پلیمری

بخش پلیمری : ۰۲۱۸۶۰۵۳۱۷۵ بخش شیمیایی : ۰۲۱۸۸۰۶۹۶۵۸

دستگاه اکسترودر ,‌ معرفی انواع و کاربردهای آن

دستگاه اکسترودر ,‌ معرفی انواع و کاربردهای آن

اکسترودر چیست ؟

 

اکسترودر ( در لفظ انگلیسی : Extruder ) یکی از مهمترین دستگاههای هست که در فرایند تولید مورد استفاده قرار می گیرند. هر زمان که دستگاه اکسترودر با تغذیه ، برش ، هواگیری یا سایر وسایل ترکیب شود ، می تواند همه چیز را ایجاد کند.

 

فرآیند اکستروژن برای تولید تعداد زیادی از محصولات پلیمری و تجاری شامل سیم فولادی یا مسی ، لوله های پلاستیکی ، ورق های پلاستیکی و بسیاری از انواع مواد غذایی استفاده می شود. اکستروژن به عنوان یک فرایند تولید مزایای زیادی را مانند طیف گسترده ای از مقاطع پیچیده ممکن و توانایی تشکیل مواد شکننده ارائه می دهد .

 

بسته به مواد مورد استفاده ، یک دستگاه اکسترودر ممکن است مواد را سرد یا گرم تشکیل دهد و برخی از انواع مواد قبل از اکستروژن کاملاً ذوب شوند.

 

انواع اکسترودر

 

۱- اکسترودر تک پیچ و اکسترودر دوقلو

 

اکسترودر تک پیچ و اکسترودر دوقلو
اکسترودر تک پیچ و اکسترودر دوقلو

 

 

دو نوع اکسترودر وجود دارد که بیشتر شناخته شده است:

  1. اکسترودر تک پیج
  2. اکسترودر دو پیچ

 

اکسترودرهای دو پیچ آنهایی هستند که قابلیت چرخش متقابل را دارند. اینها دارای طیف گسترده ای از ابعاد و طرح پیچ هستند. تک پیچ و دو پیچ هر دو اکسترودرهای محوری کانال باز هستند زیرا می توان آنها را به عنوان پمپ های جریان کشش در نظر گرفت.

 

 

اکسترودر پیچ دوقلو
اکسترودر پیچ دوقلو

 

 

اگر خروجی یا درجه پر شدن با حداکثر سرعت حجمی یافت نشود ، می تواند تحت تأثیر جریان فشار درون دستگاه اکسترودر قرار گیرد. اکسترودرهای دوقلو ضد چرخشی که یک کانال بسته را در داخل منطقه درهم تنیده تشکیل می دهند ، به عنوان خروجی در مقایسه با جریان فشار درون اکسترودر ، آسیب پذیرتر هستند. آنها دارای پمپ های جابجایی مثبت می باشند .

 

 

عملکرد دستگاه اکسترودر تک پیچ

 

عملکرد اصلی دستگاه اکسترودر تبدیل پلاستیک جامد به یک ذوب یکنواخت با اثر حرارت ، فشار و برش است که پس از آن به فرآیند بعدی ارسال می شود. روش ذوب شامل فرآیندهایی مانند مخلوط کردن رنگ ، دسته های اصلی ، مخلوط کردن رزین ها و آسیاب مجدد است. پایان کار باید به طور یکنواخت در غلظت و دما انجام شود. تأثیر فشار باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا پلیمر ویسکوزیته فشرده شود.

 

اکسترودر وظیفه انجام کلیه مراحل فوق را با بشکه ، پیچ و چاقوی مارپیچی بر عهده دارد. گلوله های پلاستیکی از طریق قیف که در یک سر بشکه قرار می گیرد وارد بشکه می شود و سپس از پیچ به انتهای دیگر بشکه منتقل می شود. برای حفظ فشار ، با افزایش مداوم قیف ، عمق رزوه ها روی پیچ کاهش می یابد.

 

 

اصل اکسترودر پلاستیکی دو پیچ

 

اکسترودر دو پیچ بر اساس یک اکسترودر برای یک اکسترودر تک پیچ عمل می کند که در آن فرآیند مانند حمل و نقل ، ذوب ، تحت فشار ، پمپاژ ، مخلوط کردن ، سلب و کاهش فرار به دلیل این اکسترودرها انجام می شود. تحقیقات اخیر در مورد نظریه اکستروژن دو پیچ پیچیدگی هندسه پیچ را نشان می دهد و فرایند اکستروژن نیز بسیار پیچیده است که مشکلات زیادی را در این تحقیق به همراه دارد.

 

 

۲ – اکسترودرهای لاستیکی

 

تولیدکنندگانی که با موادی مانند چوب لاستیکی ، سیلیکون و EPDM سروکار دارند ، آگاه هستند که شکستن آنها سخت ترین کاری است که هرکسی می تواند انجام دهد. اینها موادی هستند که عموماً به دلیل چسبندگی در مقادیر زیادی تولید می شوند و همچنین به مواد شیمیایی یا تالک خاصی نیاز دارند که باید در اندازه ها و قوام قابل کنترل شکل بگیرند.

 

پس از همکاری با برخی از شرکت ها ، اکسترودرهای سفارشی به طور خاص برای ماشین آلات با توجه به اندازه آنها طراحی شده و نیازهای تولید بهبود یافته و کنترل می شود. در صورت محدودیت فضا ، راه حل های فشرده ای برای برآوردن نیاز سایت وجود دارد.

 

 

۳ – اکسترودرهای غذایی 

 

اکسترودرهای غذایی
اکسترودرهای غذایی

 

در صنایع غذایی ، داشتن حجم بالایی از محصولات سازگار که با استانداردهای ایمنی و کارایی مناسب ایجاد می شوند ، ضروری است. انواع اکسترودرها برای پخت و سرد کردن غذا طراحی شده اند که به طرق مختلف به فرآیند تولید غذا کمک کرده است. به عنوان مثال ، دستگاه های اکسترودر غذا با پخت مداوم غذاهای نیمه مرطوب ، مرطوب ، خشک و از قبل مخلوط شده با درجه حرارت ، فشار و دقت زمان بالا ، پخت دسته ای را حذف می کند.

 

هنگامی که با قالب های اکستروژن سفارشی و برش های اکستروژن ترکیب می شود ، از همان واحد برای ایجاد انواع نامحدود گلوله های غذایی در اشکال و اندازه های مختلف استفاده می شود. از نظر ایمنی و طول عمر ، اکسترودرهای غذایی با مواد فولاد ضد زنگ ساخته می شوند تا از تولید بهداشتی اطمینان حاصل شود و زمان خرابی کمتری برای تعویض قطعات وجود دارد.

 

 

۴ – اکسترودرهای آزمایشگاهی

 

اکسترودرهای آزمایشگاهی
اکسترودرهای آزمایشگاهی

 

انواع مختلفی از واحدهای “اکسترودر” وجود دارد که نیاز به تولید در دسته های کوچک مواد دارند ، مانند بخش های آزمایش در صنایع. این نوع اکسترودرها از نظر ابعاد بسیار کوچک هستند و به نظر می رسد که به منظور برآوردن نیازهای هرگونه فضای آزمایشگاهی یا چیدمان تاسیسات روی میز نصب می شوند.

 

اکسترودرهای آزمایشگاهی بیشتر در ایجاد کربن فعال برای تصفیه هوا و آب استفاده می شوند. این قطعات دارای طیف گسترده ای از اشکال و اندازه قطعات هستند که شامل تنظیمات چنگک ، بشکه ، پیچ و قالب می باشند . بسته به نیاز ساخت آن از مواد مختلف مانند فولاد ضد زنگ یا فولاد کربنی موجود است. امکان سفارشی سازی در اکسترودرهای آزمایشگاهی تقریباً نامحدود است.

 

 

۵ – اکسترودرهای کاتالیزور

 

اکسترودرهای کاتالیزور
اکسترودرهای کاتالیزور

 

اکسترودرهای کاتالیزور از تصفیه مواد خام تا تغییر ساختار مولکولی آن استفاده می شوند ، زیرا کاتالیزورها بخش بسیار مهمی از یک فرایند تولید هستند. انواع اکسترودرهایی که در صنعت کاتالیزور استفاده می شوند از نظر سطح سفارشی سازی بی نظیر هستند. مدل های اکسترودر در اندازه های مختلف در دسترس هستند در حالی که اندازه های استاندارد 4 “، 6” و 8 “برای تولید حجم بالا هستند.

 

بشکه های ژاکت دار نیز برای سطح مشخصی از نیاز گرمایش یا سرمایش ، همراه با ابعاد چنگک و بشکه طراحی شده اند. سطح سفارشی سازی در محصول نهایی به حفظ الزامات عملیاتی برای برآوردن مشخصات بیش از حد بار حداکثر کمک می کند.

 

 

کاربردهای دستگاه اکسترودر

 

  • اکثر اکسترودرها در صنایع غذایی کاربرد دارند. طراحی و مشخصات یک دستگاه اکسترودر باید برای یک برنامه کاربردی از برنامه های کاربردی ساده مانند غذاهای ایتالیایی ، اکسترودرهای ساده پخت و پز برای فرهای ذرت ، پیچیده تر و اکسترودرهای طولانی که ممکن است شامل چندین عملیات باشد که می تواند منجر به تغییرات قابل توجهی شود ، طراحی شود.
  • مواد تغذیه اکسترودرها می تواند شامل یک جامد واحد یا بسیاری از مواد جامد و مایع باشد. به عنوان مثال ، مواد جامد موجود در آن می تواند غلات ، حبوبات ، غذاهای ریشه دار ، شیرین کننده ها ، مواد معدنی و ویتامین ها باشد که در انواع توزیع اندازه ذرات استفاده می شود. مایعات دارای محتوای آب همیشه شامل روغن ، شیرین کننده های مایع و رنگ ها هستند. همه این مواد به درستی مخلوط شده و به مذاب یا خمیر تبدیل می شوند و سپس به شکل محصول مورد نظر شکل می گیرند.
  • استفاده از دستگاه اکسترودر برای استفاده ترکیبی مانند پخت و پز و سرد شدن محصولات گسترش نیافته یک فرایند معمول است که برای تهیه تنقلات ، غلات و سایر محصولات استفاده می شود. سرمایش سریع اکسترودر قبل از مرحله نهایی شکل گیری در چنین عملیات کاملاً حیاتی است. این فرایند با تبخیر مایع موجود در آب در مرحله تخلیه یا در یک اکسترودر منفرد یا درون اجاق گاز و اکسترودر تشکیل دهنده انجام می شود. مراحل انتخاب و طراحی این مراحل به طور مختصر توضیح داده شده است.
  • هنگامی که محصول اکسترود شده بر اساس تولید کوچک توسعه می یابد ، مقیاس بندی بخشی از کل انتخاب یک اکسترودر از جمله روند طراحی آن است. تأثیر یک فرآیند افزایش با شناسایی عوامل مهم ، محدودیت ها و گزینه های فرایند اضافی مورد بحث قرار می گیرد.
  • مونتاژ صفحه قالب به عنوان یک بخش حیاتی از طراحی اکسترودر کلی نامیده می شود که مستقیماً مسئول شکل دادن به محصول مورد نظر است و به طور همزمان به عنوان مقاوم در برابر جریان عمل می کند که بر خروجی یا درجه پر شدن ، انرژی ورودی تأثیر می گذارد و در نتیجه منجر به تغییرات مادی یک دستگاه اکسترودر می شود .

اصل کار دستگاه اکسترودر

 

با افزایش کاربرد و توسعه فرآیندهای قالب گیری اکسترودر ، انواع پلاستیک همراه با روشهای طبقه بندی که همچنین ناسازگار هستند ، افزایش می یابد.

  • با توجه به موقعیت مکانی پیچ ، می توان آن را به دو نوع تقسیم کرد: اول افقی و دوم اکسترودرهای عمودی.
  • با توجه به سرعت چرخش پیچ ، دوباره می توان آن را به سه نوع تقسیم کرد ، اول اکسترودر معمولی دوم اکسترودر با سرعت بالا و سوم اکسترودر بیش از حد سریع .
  • با توجه به تعداد پیچ ​​ها ، دستگاه به اکستروژن کمتری مانند دستگاه ، اکسترودر تک پیچ ، اکسترودر دو پیچ و اکسترودر چند پیچ تقسیم می شود .

 

اجزای اکسترودر
اجزای اکسترودر

مرحله ی ۱

 

هرگاه سیستم اکستروژن تا دمای معینی برای مدت زمان معینی گرم شود ، موتور شروع به کار می کند و گشتاور و سرعتی که توسط پیچ لازم است به پیچ عرضه می شود. پلاستیک موجود در داخل قیف تحت تأثیر وزن خود یا فشار فیدر توسط شیار تغذیه وارد شیار می شود. به محض چرخاندن پیچ ، پلاستیک تحت عمل اصطکاک پیچ بشکه بیشتر منتقل می شود.

 

 

مرحله ی ۲

 

هنگامی که درگاه تغذیه خودکار وارد می شود ، در اثر اصطکاک در دیواره داخلی سیلندر از سطح پیچ تحت تأثیر اصطکاک کاهش یافته ، به جلو حرکت می کند. در طی فرآیند قالب گیری ، مواد از قیف به اکسترودر پلاستیک به صورت پودر یا گرانول اضافه می شود.

 

این فرایند انتقال ، فشرده سازی ، فشرده سازی ، پلاستیکی شدن ذوب و همگن شدن به یک مذاب یکنواخت است که کامل می شود. تمام گلوله های جامد شل با شیار پیچ پر می شوند زیرا مواد به طور مداوم منتقل می شوند و شروع به فشرده شدن می کنند.

 

 

مرحله ی ۳

 

به محض ورود مواد به قسمت فشرده سازی ، پلاستیک در نهایت میزان فشار را به دلیل عمق کم شیار پیچ همراه با مقاومت سر افزایش می دهد که همزمان بیشتر فشرده می شود.

 

 حرارت دادن بشکه در خارج و سطح داخلی پیچ و بشکه تحت اثر اصطکاک و برش داخلی ، گرمای ناشی از تحریک شدید ، اختلاط و اصطکاک برشی به طور مداوم و پس از آن ، در یک نقطه مشخص افزایش می یابد. با لوله تماس می گیرد درجه حرارت به نقطه ذوب می رسد و در آنجا مواد شروع به ذوب می کنند.

 

 

مرحله ی ۴

 

پس از انتقال مواد ، حرارت همچنان ادامه می یابد و مقدار مواد مذاب در نهایت افزایش می یابد در حالی که مقدار مواد ذوب نشده بر این اساس کاهش می یابد. در انتهای بخش فشرده سازی همه این مواد به حالت جریان چسبناک تبدیل می شوند که در آن دما در هر نقطه یکنواخت نیست اما همگن شدن هر بخش نسبتاً یکنواخت است.

 

در نهایت پیچ مقدار ، ثابت و درجه حرارت مواد مذاب را تعیین می کند. قالب موجود در سر اکسترودر پلاستیکی یک قطعه قالب گیری شده است که از طریق موادی که وظیفه دستیابی به هندسه و اندازه یک بخش خاص را بر عهده دارد عبور می کند. پس از خنک شدن بخش و انجام کلیه فرایندهای دیگر ، محصول شکل گرفته را می توان به دست آورد.

 

 

اکسترودر معمولاً دارای سه مرحله است

 

 

  1. بخش اول که نزدیک قیف است ، به عنوان بخش تغذیه نامیده می شود. عملکرد آن این است که فقط اجازه دهد مواد با سرعت نسبتاً صاف وارد اکسترودر شوند. به طور کلی ، این قسمتی است که دمای نسبتاً پایینی را حفظ می کند تا بتوان انسداد کانال تغذیه را متوقف کرد.
  2. بخش دوم به عنوان بخش فشرده سازی نامیده می شود ، که در آن مذاب شکل می گیرد و فشار عمداً افزایش می یابد.
  3. آخرین قسمت بخش اندازه گیری نزدیک به خروجی اکسترودر است. وظیفه اصلی آن حفظ جریان یکنواخت از مواد در دستگاه اکسترودر است. به منظور اطمینان از یکنواختی ترکیب و دما ، مواد باید زمان اقامت کافی داشته باشند. در انتهای بشکه ، پلاستیکی که ذوب می شود از طریق یک قطعه دستی که مخصوصاً با شکل دلخواه طراحی شده است ، از طریق آن جریان مذاب اکسترود شده خارج می شود.

 

 

 

yun.ir/9uk9r3 https://b2n.ir/e02275

 

 

 

منبع:

engineeringlearn.com

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس با کارخانه اصفهان