Производство экструдеров: Производство экструдеров и экструзионного оборудования в СПб

Содержание

Производство экструдеров и экструзионного оборудования в СПб

Термин «экструзия» произошел от латинского слова «extrusion» — выталкивание. В общем смысле это означает выдавливание массы через узкие отверстия. Например, мясорубка, выдающая на выходе тонкие «колбаски» из фарша, тоже экструзионная машина.

Экструдеры представляют собой высокопроизводительные установки, включающие следующие основные части:

  •     камеру нагрева и нагнетания давления;
  •     шнек;
  •     фильеры. 

Все элементы соединяются транспортными лентами. Готовые продукты, выходящие из камеры через фильеры (технологические отверстия) в виде длинных лент, перемещаются, не теряя целостности до узла, где они будут нарезаны.

Пищевая экструзия – процесс пластификации исходного сырья при различных температурах и высоком давлении с последующим формирования готового продукта на фильерах.

Технология экструзии состоит в том, что сырье, попадающее в камеру с высокой температурой и давлением, проходит ряд физических изменений. Сухая мука из злаков или сои, древесные опилки или отходы мясного производства смешиваются с водой или горячим паром. 

После добавки специфических для каждого продукта компонентов, шнек продавливает замес в камеру, а оттуда он попадает через фильеры наружу. При вхождении в область с нормальным давлением в клетках сырья происходит резкое расширение. Продукт теряет воду и заметно увеличивается в объеме, приобретая пористую структуру.

Форма готового продукта полностью зависит от конфигурации фильеров. Она может быть простой или фигурной. Заменив фильеры на одной установке получают в разные смены кукурузные палочки, шоколадные шарики или молочные звездочки для сухих завтраков.

Основные виды деятельности

ПРОИЗВОДСТВО ЭКСТРУЗИОННОГО ОБОРУДОВНИЯ

Экструдер с одним или двумя движущимися шнеками механически спрессовывает загруженный в камеру подготовленный замес. В процессе происходит естественный нагрев. Качество и степень плотности готового продукта определяет частота, с которой вращается шнек. Повышение температуры извне дополняет степени изменения клейстеризации и оказывает влияние на текстуру. 

Компания «Алмаз» выпускает экструзионное оборудование, которое используется для производства:

  •     кондитерских изделий;
  •     сухих завтраков;
  •     топливных гранул;
  •     кормов для домашних и сельскохозяйственных животных;
  •     соевых продуктов;
  •     зерновых хлебцев.

На основе одного и того же сырья производится несколько видов продукции. Например, из соевой муки делается гуляш, шницели, фарш. Для получения нового товара достаточно поменять фильеры (формирующую матрицу). 

А-30 Экструдер

А-50М Экструдер

А-80Р Экструдер

А-92-5 Экструдер

     

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ ЭКСТРУЗИОННЫХ ЛИНИЙ

ООО «Алмаз» производит экструзионные установки, на основе которых собираются технологические линии. Базовое оборудование представлено в готовом виде и может быть смонтировано в срок от недели до месяца после покупки. Однако перед монтажом необходимо сделать проект производственной линии. 

Условия, в которых будет работать установка, не будут стандартными, поскольку технические помещения, это не типовая квартира. На размещение элементов линии влияют: 

  •     подвод электричества и воды на объекте;
  •     архитектурные особенности будущего цеха; 
  •     тип выпускаемой продукции.

Без проекта тяжело подобрать выгодное положение оборудования, соответствующее потребностям производства и принципам организации труда. Если планируется покупка дополнительного экструдера того же типа, что уже используется на предприятии или минимальная модернизация, проект все равно будет необходим.

Монтаж линий из дорогостоящего оборудования – не та задача, которую следует доверять несертифицированным специалистам. Компания «Алмаз» оказывает поддержку клиентам, куда входит наладка экструзионных установок и дополнительных элементов технологической линии. Проводится привязка к выпуску определенной продукции и настройка параметров, соответствующих производственным задачам.

Линия по производству хлебцев

Линия по производству комбикормов

Линия по производству крахмала

Линия по производству хлопьев

     

ИЗГОТОВЛЕНИЕ И УСТАНОВКА ДОП. ОБОРУДОВАНИЯ И ЗИП

Конвейер по производству экструзионных изделий может содержать ряд дополнительных установок:

  •     начинконаполнители;
  •     дражировочные барабаны;
  •     режущие установки.

Компания «Алмаз» — производитель вспомогательных установок, позволяющих расширить ассортимент выпускаемой продукции. Например, если в замес для зерновых хлебцев добавить сахар и включить в линию начинконаполнитель и узел для нарезки, с линии начнут сходить сухие завтраки «подушечки».

Одновременно с производством оборудования, компания «Алмаз» выпускает запчасти и комплектующие всех типов, которые требуются для ремонта и модернизации собственной продукции:

  •     шнеки;
  •     корпуса;
  •     фильеры;
  •     шестерни;
  •     валы;
  •     подшипники.

По договоренности изготавливаются нестандартные детали.

Запчасти для экструдеров

Режущее оборудование

Дражировочные барабаны

Наполнители для начинки

     

ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ УСЛУГ

В компании «Алмаз» проводятся инженерные разработки новых технологических решений в области экструзии. Полученные результаты воплощаются в металле, и выпускаемая продукция модернизируется. Возможно усовершенствование купленного ранее оборудования, не только выпускаемого компанией, но и постороннего.

На всю технику распространяется гарантия, во время которой проводятся ремонтные работы. По истечении гарантийного срока обслуживание может продлеваться по обоюдному согласию.

Ремонт экструдеров

Автоматизация и модернизация

Внедрение АСУТП

Обработка металла

Выгодное предложение ООО «Алмаз»

Компания «Алмаз» специализируется на разработке экструзионных технологий и выпуске инновационной техники – будем рады плодотворному и долговременному сотрудничеству.

Современная техническая оснащенность, использование прогрессивных разработок, квалификация мастеров и профессионализм менеджеров, энергичность персонала – все это гарантирует высокое качество и скорые сроки выполнения работ.

Обращайтесь в любое удобное время!

Ведущие производители оборудования и станков

Профильное экструзионное оборудование основано на применении таких основных полимерных материалов, как ПВХ и ДПК с разнообразным ассортиментом выпускаемой продукции. Трубные экструзионные линии на основе ПВХ, ПНД, ПВД и ПП, предназначены для производства пластиковых труб диаметрами 12 — 800 мм. Грануляторы функционируют преимущественно на жестком и мягком ПВХ с производительностью 200 — 1500 кг/час.

Схематическое изображение экструдеров

Популярные производители

Intergrup 

Компания Intergrup была основана 1994 году, в ее состав входят дочерние предприятия Plasform, Plasmek и Plasmold. Общая численность персонала занятого в производстве составляет 150 человек. Спектр продукции компании охватывает следующее оборудование: гибочные станки и шаблоны, станки для окутывания ПВХ панелей и профилей, станки для резки окутывающей пленки. Кроме этого Intergrup производит ламинационные пленки и другие компоненты сырья, и оперативно оказывает техническую поддержку.

SIMAR GmbH (Германия)

Относительно молодая компания SIMAR GmbH производит современную технику для обработки сыпучих продуктов и постоянно совершенствует свою продукцию. Предприятие основано в 1977 году в Вайхинген/Энц. На сегодняшний день открыты филиалы и организована сеть по реализации и сервисному обслуживанию продукции в более чем 30 странах.

Dynisco (Германия)

Фирма Dynisco является новатором в области разработки датчиков давления с тензометрическим принципом функционирования. Именно этой компании принадлежит первенство в применении этих датчиков для контроля давления горячей полимерной массы при экструзии. На сегодняшний день Dynisco значительно расширила свой ассортимент и помимо датчиков давления выпускает грануляторы, шестеренчатые насосы, разнообразное оборудование для обработки полимеров и экструзии. Компания считается лидером в области производства аппаратуры для контроля характеристик полимеров в процессе их обработки.

Lider Makina

«Lider Makina» предлагает решения для ведущих компаний в индустрии пластмасс, соответствующие их персональным запросам и потребностям, благодаря накопленной за многие годы технической информации и многолетнему производственному опыту в области пластической экструзии. Фокусируя свою работу на 3 основных направлениях, «Lider Makina» специализируется на разработке, изготовлении, а также инсталляции с последующим запуском экструзионных линий для производства профилей, пластиковых труб и линий грануляции, а также подготовке полностью укомплектованных проектов заводов и фабрик по указанной выше тематике, разработанных «под ключ» с нулевого уровня.

Lider Makina

Двухшнековая экструзионная линия

Двухшнековые экструдеры от компании «Lider Makina» сочетают в себе передовые технологии и многолетний опыт проектирования оборудования. Все электронные компоненты выполнены по современным стандартам в полном соответствии с сертификацией ISO 9001 и CE.

Особенности производства экструдеров, грануляторов и другого оборудования

Концентрируя свое внимание на высоком качестве, долгом сроке службы и энергосберегающих системах, в результате мониторинга рыночных условий и тенденций производства экструдеров, основной целью «Lider Makina» является предоставление оптимальных решений согласно спросу и потребностям промышленности. Для того чтобы отвечать этим требованиям, «Lider Makina» использует свои производственные ресурсы для инновационных исследований и разработок, а также усовершенствования системы энергосбережения, комплектуя свою технику системой LESS (Lider Energy Saving System — энергосберегающая система Lider), поставляемую вместе с дополнительным профильным экструзионным оборудованием, которая позволяет сокращать энергопотребление использующих вакуум агрегатов до 80%.

Производство экструдеров высокого качества от ведущих компаний

Компания «ЭКСТРУ-ТЕХ» представляет на отечественном рынке современное экструдерное оборудование, как для пищевой промышленности, так и для производства других сыпучих товаров. Если вы собираетесь начать выгодный бизнес – обратите внимание на производство экструдеров, оборудование для которого вы без труда сможете заказать в нашей фирме.

Всем известно, что готовый расфасованный продукт приносит намного больше прибыли, чем нефасованный товар в мешках. К тому же, отсутствие фасовки делает невозможным реализацию товара через розничную сеть. Это касается не только пищевых продуктов, но и многих других товаров. Чтобы вы могли производить товар в удобном для расфасовки виде, вам необходимо позаботиться о приобретении у нас производственных линий и станков по экструдированию сырья. Только производство экструдеров позволяет изготавливать продукты питания и другие сыпучие товары в удобной для покупателя форме гранул.

В настоящее время наша компания «ЭКСТРУ-ТЕХ» готова предложить широкий выбор такого оборудования, как экструдер для пластика, экструдер для производства пвх, экструдер для производства пленки производства Германии и других стран. При этом его стоимость у нас ниже, чем у большинства других столичных фирм, занимающихся поставками станков и машин для экструдирования.

Запрос стоимости

Экструдеры и фильера для экструдера

Если вы решили купить экструдер, прежде всего, рекомендуем разобраться, что представляет собой данное устройство, какие типы экструдеров являются наиболее востребованными, а также для чего применяются различные виды экструдеров. В этом вам поможет наш сегодняшний краткий обзор.

Чтобы четко уяснить, что представляет собой экструдер, для чего он необходим, и какие процессы в нем протекают, прежде всего, необходимо определиться с происхождением самого названия.

Итак, слово «Экструдер» произошло от латинского слова «Еxtrudo» (выталкиваю). Сегодня так называют машины, предназначенные для пластикации (размягчения) различных типов материала, с последующим приданием им требуемой формы при помощи выдавливания через профилирующие инструменты, которые называют экструзионными головками (фильерами). Отметим, что сечение экструзионных головок (фильер) соответствует конфигурации конечного изделия.

Несмотря на то, что первые экструдеры появились сравнительно недавно, их развитие и совершенствование происходило достаточно быстро. Так, первые экструдеры были сконструированы в конце XIX века в Америке, их единственным назначением являлось нанесение на электрические провода изоляции. Серийное производство экструдеров начинается в начале XX века, а уже в 1931 году экструдеры впервые применяются для переработки пластмасс. В 1937 г. на смену паровому нагреванию корпуса экструдера приходит электрическое, а в 1939 г. появляется прототип современных экструдеров – экструдер с увеличенной длиной шнека, а также двухшнековый экструдер. В 1963 году был разработан первый дисковый экструдер. Современные экструдеры представляют собой автоматизированные, высокопроизводительные комплексы, производительностью 3-3,5 тонн/час. Сегодня часть перерабатываемых в экструдерах полимерных термопластичных материалов достигает 50%.

Процесс, который происходит в экструдере с момента попадания в него исходного материала, до получения требуемого (размягченного) изделия, называется экструзия.

Чаще всего экструдер используется для производства полимерных изделий (пластмасс, белоксодержащих и крахмалосодержащих смесей, а также резиновых смесей) и ферритовых изделий (сердечников). Еще одной отраслью, где экструдер нашел широкое применение, стала пищевая промышленность – здесь данное устройство используется для изготовления таких привычных для нас продуктов, как, например, лапша и макароны. Несмотря на различные области применения, принцип работы экструдера остается неизменным как при производстве пластмасс, так и при производстве макарон: расплав материала продавливается через формующее отверстие, благодаря чему образуется готовое изделие.

Процесс экструзии является непрерывным технологическим процессом, во время которого происходит продавливание материала (обязательно обладающего высоким показателем вязкости в жидком состоянии) сквозь формующий инструмент (фильеру, экструзионную головку). Конечным результатом экструзии является получение изделия, обладающего требуемой формой поперечного сечения. Конкретное промышленное применение экструдеров сводится к переработке полимеров методом экструзии. При помощи экструдеров осуществляют изготовление разнообразных погонажных изделий (труб, пленки, листов, кабельной обмотки, рассеивателей, элементов оптических систем, светильников, и т. д.). Несмотря на достаточно большое разнообразие типов экструдеров, основными технологическими типами данных устройств, получившими наибольшее распространение при промышленной переработке полимеров в готовые изделия с помощью экструзии, стали одночервячные экструдеры, многочервячные экструдеры, а также дисковые и поршневые экструдеры.

На выбор экструдера для конкретной операции экструзии влияют характеристики исходного материала, которые также определяют и типы экструзии, которые целесообразно использовать при переработке различных материалов.

Основными типами экструзии, протекающими внутри экструдера, являются:

— теплая экструзия: исходные компоненты, находящиеся в сухом состоянии, смешиваются с некоторым количеством воды, после чего осуществляется их подача в экструдер, где вместе с механическим воздействием материал также подвергается тепловому влиянию. Получаемое изделие (экструдат), как правило, обладает небольшой плотностью, ячеистым строением и пластичностью, а также может немного увеличиваться в размерах. Чаще всего экструдату, полученному путем теплой экструзии, требуется просушивание;

— холодная экструзия – предусматривает исключительно механические изменения исходного материала, которые происходят за счет его медленного перемещения при воздействии давления с последующим формованием на выходе из фильеры (экструзионной головки) готового изделия требуемой формы;

— горячая экструзия – данный процесс получил наиболее широкое распространение в промышленном производстве. Процесс экструзии осуществляется с большой скоростью, при высоком давлении, благодаря чему происходит преобразование энергии механической в энергию тепловую. Это вызывает изменения в характеристиках материала, которые могут различаться в зависимости от величин давления, скорости и температуры, при которых осуществляется обработка материала. Также может применяться контролируемый подвод тепла – либо напрямую к продукту, либо через наружную оболочку экструдера. Следует заметить, что температура сырья в случае горячей экструзии, как правило, превышает 120C, а показатели влажности достигают 10-20%.

Экструдер состоит из следующих узлов (элементов):

— корпус, оснащенный различным типом нагревательных элементов;
— рабочий орган (поршень, диск, шнек), размещаемый внутри корпуса;
— узел, через который осуществляется загрузка перерабатываемого материала;
— силовой привод;
— система выбора и последующей поддержки заданной температуры;
— различных регулировочных и контрольно-измерительных приспособлений и устройств (датчиков давления, температуры расплава, и т.д.).

Важнейшим элементом экструдера является экструзионная головка, которая состоит из крепящегося к экструдеру обогреваемого корпуса, а также формующего инструмента, имеющего отверстие. Форма такого отверстия различается зависимо от формы (типа) изделия, которое необходимо получить. Например, для получения пленок и листов используют щелевидные фильеры (экструзионные головки), а при производстве труб применяются экструзионные головки, форма которых соответствует кольцевому каналу.

По типу шнека (являющегося основным рабочим органом экструдера), разделяют одношнековые экструдеры, многошнековые экструдеры (червячные), поршневые экструдеры (плунжерные), дисковые экструдеры, и т.д.

Сегодня наиболее распространенными в промышленном производстве являются одношнековые экструдеры (червячные). Принцип их работы достаточно прост: после захвата из загрузочного бункера исходного материала (гранул, частиц, и т.д.), шнек осуществляет его перемещение вдоль корпуса экструдера, одновременно с перемещением происходит сжатие материала (в некоторых экструдерах давление может достигать 500 кг*с/см2), его разогрев, пластификация, а также гомогенизация. В соответствии с частотой вращения шнека, шнековые экструдеры разделяют на нормальные (с окружной скоростью до 0,5м/мин), а также быстроходные (до 7м/мин). Вдобавок шнековые экструдеры разделяют (в зависимости от конструктивного исполнения) на стационарные экструдеры, а также экструдеры с вращающимся корпусом; с вертикальным, либо горизонтальным размещением шнека. К отдельной категории относят экструдеры, которые помимо вращательных движений, выполняют и возвратно-поступательные движения. Помимо этого, для более эффективного выполнения гомогенизации подаваемого в экструдер материала, на шнеке могут быть установлены различные дополнительные приспособления и устройства: шлицы, зубья, кулачки, диски, и т.п. В последнее время все более распространенными становятся планетарно-вальцевые экструдеры, отличительной особенностью которых является наличие нескольких дополнительных шнеков (4-12), расположенных вокруг основного шнека.

Двухшнековые экструдеры являются более универсальными (по сравнению с одношнековыми). Их можно использовать для выполнения таких же задач, как и одношнековые экструдеры, либо в особых условиях, когда одношнековые экструдеры не могут справиться с переработкой материала. Наиболее распространенным применением двухшнековых экструдеров стала  экструзия ПВХ (поливинилхлорида) в готовые изделия, предназначенные для строительства. В двухшнековом экструдере ПВХ в качестве исходного сырья чаще всего используют ПВХ-композиции, переработку которых невозможно осуществить на экструзионной одношнековой линии.

Многошнековые экструдеры (к которым относят четырехшнековые экструдеры, планетарные экструдеры) являются наименее распространенными в промышленном производстве. Однако, многошнековые экструдеры являются наиболее эффективными при переработке материалов, склонных к быстрому термическому разрушению (деструкции).

Дисковые экструдеры осуществляют переработку материала, используя напряжения, возникающие в вязко-упругом материале. Основой таких экструдеров являются два плоских диска, расположенных параллельно. Один их дисков непрерывно вращается, благодаря чему создаются нормальные и сдвиговые напряжения, второй остается неподвижным. В середине неподвижного диска находится отверстие, сквозь которое происходит выдавливание размягченного материала. Основными преимуществами дисковых экструдеров является более высокая пластицирующая и гомогенизирующая способности, по сравнению со шнековыми экструдерами. Однако, шнековые экструдеры развивают меньшее формовочное давление, поэтому их чаще всего используют в качестве смесителей-грануляторов, либо для предварительной подготовки (измельчения) материала.

Сравнительно недавно появились комбинированные экструдеры, в которых сочетаются достоинства шнековых и дисковых экструдеров. Такие экструдеры обладают независимыми друг от друга приводами диска и шнека. Поршневые экструдеры обладают небольшой производительностью, поэтому их применение в основном ограничено производством профилей и труб из реактопластов.

Экструдер для производства изделий и из пластика

Одна из наиболее сложных экологических проблем мировой экономики – это утилизация химически опасных предметов, в первую очередь, изделий из ПВХ пластика. Многочисленные компании и индивидуальные предприниматели теряют миллионы, которые приходится платить за утилизацию использованной тары, изделий из поливинилхлорида. А затем вновь тратят деньги на покупку сырья!

Принципиальное решение

Есть простой, надежный и действенный способ решения проблемы – купить экструдер для пластика. Это устройство не только позволит выполнить задачу по утилизации пластика, но станет эффективным способом для развития бизнеса. Экструзия – это технология по переработке тары и других изделий из пластика с целью формирования сырья, необходимого для повторного изготовления различных деталей и продукции из ПВХ. Если коротко – суть технологии заключается в формировании расплавленной полимерной массы с дальнейшим формированием небольших гранул, имеющих форму, определенную техническими условиями эксплуатации.

Таким образом, используя технологию экструзии пластмасс можно развивать бизнес, собственное дело, предлагая недорогое сырье, которое получается из отходов производства. В обозримом будущем проблемы с вторсырьем (а именно в эту категорию входит большинство пластиковых отходов) не будет. А ведь именно сырье у производителей составляет большую часть расходов. Очевидно, что в современных условиях возможность переработки и повторного использования полимерных материалов — простое и эффектное решение для бизнеса!

Стоит более подробно изучить вопрос и разобраться, как работает экструдер пластмасс, и какие перспективы есть для ведения такого бизнеса.

Суть процесса

Экструзия представляет собой относительно простой технологический процесс, при котором на специальной линии (в нашем случае – изготовленной инженерами на территории России, на 100% из отечественных комплектующих) происходит процесс переработки сложных композиций, разнородного пластикового сырья. Под воздействием постоянного давления, создаваемого в работе системы, расплавленная масса продавливается через специальные отверстия формующей головки. В зависимости от формы и диаметра этой головки на выходе получают готовые полуфабрикаты, которые впоследствии могут использоваться для производства новых деталей и изделий либо храниться на складе в ожидании отгрузки заказчику.

Общее устройство и принцип работы

оборудования

Extruder – это достаточно сложное электромеханическое устройство, предназначенное для переработки использованного поливинилхлорида и изготовления пластмассовых профильных небольших гранул. Такое сырье из полимеров можно в дальнейшем использовать для нового производства разнообразной ПВХ продукции или организации хранения сырья для его последующей продажи.

Специализированная компания «Полимермаш-Сервис» специализируется на изготовлении оборудования и специализированных линий по изготовлению сырья из переработанного пластика. Агрегат российского производства полностью соответствует требованиям качества, надежности и долговечности работы, а использование отечественных комплектующих, узлов и агрегатов, позволяет снизить стоимость оборудования. Наибольшей популярностью и спросом пользуется одношнековое устройство, как наиболее простое, надежное и безотказное в работе, позволяющее с помощью метода экструзии получать полимерное высококачественное сырье.

Конструктивные особенности

Экструдер полимеров состоит из следующих основных узлов и деталей:

  1. Прочный стальной корпус (цилиндр), оснащенный системой нагрева пластмасс до необходимой температуры. Используются керамические нагревательные элементы.
  2. Приемный бункер. Экструзионная линия начинается именно с этого элемента. Для переработки сюда насыпается подготовленный полимер в виде гранул, небольших лент или крупнозернистого порошка. Главное назначение бункера – обеспечить равномерную подачу сырья, что обеспечивает высокое качество экструдированного материала на выходе.
  3. Экструзионная головка. Другое название этой детали – фильера, она и задает необходимую форму полимеров.
  4. Приводной механизм. Состоит из электродвигателя и системы редукторов, с помощью которых происходит передача необходимого усилия и обеспечение работы одношнековой машины и происходит процесс переработки полимеров.
  5. Система управления. Стационарный или выносной пульт, с помощью которого управляется процесс экструзионной переработки пластмасс.

Схема работы

Сформированная технологическая линия российского производства отвечает всем необходимым требованиям по надежности и долговечности работы и позволяет осуществлять переработку пластиков на профессиональном уровне. Экструзия заключается в последовательном выполнении следующих операций:

  • сырье в виде гранул, порошка или лома пластика поступает в приемный отсек;
  • перемешанная масса направляется в рабочую зону одношнекового экструдера, где не нее воздействуют: давление, небольшая сила трения, подаваемая снаружи повышенная температура;
  • под воздействием тепла, происходит нагревание пластмасс и их плавление до состояния, позволяющего продолжать экструзию далее;
  • в ходе продвижения по направлению к фильере происходит тщательное перемешивание пластиковой массы, в результате чего, к моменту поступления в формирующие головки полихлорвинил имеет единую однородную форму, подготовленную к выдавливанию;
  • для повышения качества изделий, перед окончательным формированием гранул, масса проходит под высоким давлением через специальный сетчатый фильтр, где удаляются различные мельчайшие посторонние предметы;

Далее сырье упаковывается и укладывается на хранение либо передается заказчик для переработки и производства новых изделий. Хранить гранулы можно неограниченное время!

Вот так работает экструзионная линия. Ничего сложного в работе экструдера нет. Главное, после принятия решения на покупку данного оборудования, сделать правильный выбор и обратиться к профессионалам.

Отличные перспективы

Метод экструзии используется повсеместно, до 50% термопластов подвергается переработке данным способом. Экструзия позволяет изготавливать из ПВХ следующие материалы:

  • пленки;
  • листы;
  • трубы;
  • шланги;
  • капилляры;
  • прутки;
  • сайдинг;
  • профильную продукцию независимо от степени сложности и конфигурации;
  • нанесение полимерного материала на элементы электропроводов;
  • изготовление многослойных элементов и деталей.

При этом количество переработанного термопласта с помощью экструдеров год от года растет. Сейчас на рынке сложилась ситуация, при которой спрос на переработку превышает предложение. А значит, созданы условия для открытия собственного бизнеса!

Выгодное предложение

ООО «Полимермаш-Сервис» предлагает на выгодных условиях приобрести одношнековый экструдер для переработки полимеров, а также ряд другого востребованного на рынке производственного оборудования. Производственные мощности Общества располагаются в Пензенской области, но реализация экструдеров и линий производится в любые города и регионы страны. Каждому клиенту компании мы готовы предложить высококачественное, надежное и недорогое оборудование для переработки полимеров.

Каждая установка, прежде чем поступить в продажу, проходит испытание под нагрузкой, проверку надежности и эффективности работы. В качестве дополнительной услуги выполняем комплекс работ по подготовке экструдеров и производственных линий к вводу в эксплуатацию. Если потребуется – инженеры компании проведут подготовку персонала компании-заказчика.

С нами выгодно сотрудничать. Обращайтесь, господа предприниматели!

Экструдер ЭПС 125×30
  • Производительность — до 400 кг/ч
  • Диаметр шнека — 125 мм.
  • Частота вращения шнека — 125 мин-1
  • Мощность главного привода — 145,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 165,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 6300x1300x1400 мм.
  • Масса, не более — 4500 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПЕНД, ПЕВД, ПП, АВС
  
 

  • Производительность — до 750 кг/ч
  • Диаметр шнека — 150 мм.
  • Частота вращения шнека — 60 мин-1
  • Мощность главного привода — 253,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 320,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 7800x2200x1900 мм.
  • Масса, не более — 8600 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПЕНД, ПЕВД, ПП, АВС

Экструдер эпс 150х30, назначение, описание, преимущества выбора

Полимерное покрытие, нанесенное на металлические поверхности трубопроводов, существенно увеличивает эксплуатационный ресурс изделий, защищает от коррозии. Использование специального оборудования позволяет повысить эффективность, качество готовой продукции.

Назначение

Экструдер эпс 150х30 предназначен для переработки гранулированных полимерных материалов и передачи расплавленной смеси в экструзионную головку для последующего нанесения массы на металл. Конструктивные особенности экструдера позволяют использовать агрегат в закрытых помещениях, с соблюдением всех установленных требований и правил пожарной, экологической безопасности.

Основные технические характеристики

Прежде чем принять окончательное решение на покупку ЭПС, рекомендуем изучить эксплуатационные параметры оборудования. Экструдер может быть использован в процессе наложения полимерного покрытия на стальные трубы диаметром от 57 до 820 мм. Привод назад осуществляется за счет трехфазного электродвигателя, также работу системы обеспечивают электронагреватели и вентиляторы. Суммарная потребляемая мощность установки составляет не более 320 кВт, производительность – до 750 кг/ч Предусмотрена возможность регулировкитемпературы, подогреваемой смеси, в пределах 0 — 400°С.

Экструдер поставляется в следующей комплектации:
  1. платформа установки с механизмом перемещения назад;
  2. массивный корпус;
  3. шнек;
  4. редуктор с узлом упорного подшипника;
  5. электрический привод;
  6. пульт управления;
  7. шкаф частотного преобразователя;
  8. бункер;
  9. электрооборудование.

Правильный выбор

Если по вышеперечисленным параметрам модель ЭПС подходит, приобрести установку на выгодных условиях можно у нас.

В каталоге представлен широкий выбор оборудования, предназначенного для производства и переработки полимерных материалов. На установки предоставляется гарантия качества, надежности, долговечности эксплуатации. Доставка осуществляется по всей территории России и в страны СНГ. Не было ни одного случая возврата назад по причине неэффективности работы. География поставок постоянно расширяется, благодаря балансу реализуемого оборудования в соотношении цены и качества.

 

 

 

 

 
Экструдер ЭПС 20×25
  • Производительность — до 10 кг/ч
  • Диаметр шнека — 20 мм.
  • Частота вращения шнека — 125 мин-1
  • Мощность главного привода — 2,2 кВт.
  • Общая установленная мощность — 4,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) мм. — 1360x1200x1200
  • Масса, не более — 200 Кг.
  • Материал переработки: ПЕНД, ПЕВД, ПП,АВС, ПА, ПВХ
Экструдер ЭПС 25×25
  • Производительность — до 15 кг/ч
  • Диаметр шнека — 25 мм.
  • Частота вращения шнека — 125 мин-1
  • Мощность главного привода — 3,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 5,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 1360x1200x1200
  • Масса, не более — 220 Кг.
  • Материал переработки: ПЕНД, ПЕВД, ПП,АВС, ПА, ПВХ
Экструдер ЭПС 32×25
  • Производительность — до 25 кг/ч
  • Диаметр шнека — 32 мм.
  • Частота вращения шнека — 90 мин-1
  • Мощность главного привода — 7,5 кВт.
  • Общая установленная мощность — 10,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 1500x1000x1200 мм.
  • Масса, не более — 700 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПВХ, ПА, ПК
Экструдер ЭПС 32×30
  • Производительность — до 25 кг/ч
  • Диаметр шнека — 32 мм.
  • Частота вращения шнека — 125 мин-1
  • Мощность главного привода — 11,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 14,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 1500x1000x1200 мм.
  • Масса, не более — 730 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПЕНД, ПЕВД, ПП, АВС
Экструдер ЭПС 45×25
  • Производительность — до 70 кг/ч
  • Диаметр шнека — 45 мм.
  • Частота вращения шнека — 90 мин-1
  • Мощность главного привода — 22,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 30,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 1700x1000x1300 мм.
  • Масса, не более — 1000 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПВХ, ПА, ПК
Экструдер ЭПС 45×30
  • Производительность — до 70 кг/ч
  • Диаметр шнека — 45 мм.
  • Частота вращения шнека — 125 мин-1
  • Мощность главного привода — 30,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 39,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 1700x1000x1300 мм.
  • Масса, не более — 1050 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПЕНД, ПЕВД, ПП, АВС
Экструдер ЭПС 48×25
  • Производительность — до 80 кг/ч
  • Диаметр шнека — 48 мм.
  • Частота вращения шнека — 125 мин-1
  • Мощность главного привода — 22,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 30,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 1360x1200x1700 мм.
  • Масса, не более — 1050 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПВХ, ПА, ПК
 
Экструдер ЭПС 63×25
  • Производительность — до 140 кг/ч
  • Диаметр шнека — 63 мм.
  • Частота вращения шнека — 90 мин-1
  • Мощность главного привода — 45,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 55,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 2350x1000x1300 мм.
  • Масса, не более — 1270 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПВХ, ПА, ПК
Экструдер ЭПС 63×30
  • Производительность — до 180 кг/ч
  • Диаметр шнека — 63 мм.
  • Частота вращения шнека — 125 мин-1
  • Мощность главного привода — 75,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 65,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 2500x1000x1300 мм.
  • Масса, не более — 1300 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПЕНД, ПЕВД, ПП, АВС
Экструдер ЭПС 75×25
  • Производительность — до 220 кг/ч
  • Диаметр шнека — 75 мм.
  • Частота вращения шнека — 90 мин-1
  • Мощность главного привода — 55,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 87,5 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 2800x1000x1300 мм.
  • Масса, не более — 1500 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПВХ, ПА, ПК
Экструдер ЭПС 75×30
  • Производительность — до 220 кг/ч
  • Диаметр шнека — 75 мм.
  • Частота вращения шнека — 125 мин-1
  • Мощность главного привода — 75,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 87,5 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 2800x1000x1300 мм.
  • Масса, не более — 1800 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПЕНД, ПЕВД, ПП, АВС
 
Экструдер ЭПС 90×25
  • Производительность — до 250 кг/ч
  • Диаметр шнека — 90 мм.
  • Частота вращения шнека — 90 мин-1
  • Мощность главного привода — 90,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 102,5 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 4700x1300x1400 мм.
  • Масса, не более — 3000 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПВХ, ПА, ПК
Экструдер ЭПС 90×30
  • Производительность — до 350 кг/ч
  • Диаметр шнека — 90 мм.
  • Частота вращения шнека — 125 мин-1
  • Мощность главного привода — 110,0 кВт.
  • Общая установленная мощность — 130,0 кВт.
  • Габаритные размеры (Д x Ш x В) — 4900x1300x1400 мм.
  • Масса, не более — 3300 Кг.
  • Перерабатываемый материал: ПЕНД, ПЕВД, ПП, АВС

Производство экструдера оптом на экспорт. ТОП 50 экспортеров экструдера

Продукция крупнейших заводов по изготовлению экструдера: сравнение цены, предпочтительных стран экспорта.

  1. где производят экструдер
  2. ⚓ Доставка в порт (CIF/FOB)
  3. экструдер цена 27.10.2021
  4. 🇬🇧 Supplier’s Extruder Russia

Страны куда осуществлялись поставки из России 2018, 2019, 2020, 2021

  • 🇩🇪 ГЕРМАНИЯ (77)
  • 🇺🇦 УКРАИНА (34)
  • 🇰🇿 КАЗАХСТАН (30)
  • 🇦🇹 АВСТРИЯ (29)
  • 🇮🇹 ИТАЛИЯ (22)
  • 🇺🇿 УЗБЕКИСТАН (9)
  • 🇫🇷 ФРАНЦИЯ (9)
  • 🇵🇱 ПОЛЬША (9)
  • 🇧🇾 БЕЛАРУСЬ (8)
  • 🇹🇷 ТУРЦИЯ (7)
  • 🇫🇮 ФИНЛЯНДИЯ (6)
  • 🇱🇹 ЛИТВА (6)
  • 🇰🇬 КИРГИЗИЯ (5)
  • 🇱🇻 ЛАТВИЯ (5)
  • 🇦🇿 АЗЕРБАЙДЖАН (5)

Выбрать экструдер: узнать наличие, цены и купить онлайн

Крупнейшие экспортеры из России, Казахстана, Узбекистана, Белоруссии, официальные контакты компаний. Через наш сайт, вы можете отправить запрос сразу всем представителям, если вы хотите купить экструдер.
🔥 Внимание: на сайте находятся все крупнейшие российские производители экструдера, в основном производства находятся в России. Из-за низкой себестоимости, цены ниже, чем на мировом рынке

Поставки экструдера оптом напрямую от завода изготовителя (Россия)

Крупнейшие заводы по производству экструдера

Заводы по изготовлению или производству экструдера находятся в центральной части России. Мы подготовили для вас список заводов из России, чтобы работать напрямую и легко можно было купить экструдер оптом

части для оборудования для обработки резины или пластмасс или для производства продукции из этих материалов

Изготовитель Экструдеры

Поставщики Части оборудования для промышленного приготовления или производств пищевых продуктов или напитков

Крупнейшие производители Части чугунные или стальные литые для оборудования для обработки резины или пластмасс или для производства продукции из этих материалов

Экспортеры экструдированные или вытянутые продукты

Компании производители хлебобулочные и мучные кондитерские изделия

Производство Машины и механические приспособления для смешивания

Изготовитель подшипники шариковые

Поставщики Части машин и механических устройств

Крупнейшие производители машины и аппараты

Экспортеры Маностаты

Компании производители лампы электрические и осветительное оборудование из прочих материалов

Производство пульты

Программируемые контроллеры с памятью на напряжение не более В

Панели индикаторные

Двигатели постоянного тока мощностью более квт

машины для литья или формования любым другим способом

Фитинги для труб и трубок из медных сплавов

Ткани

цистерны

детали строительные из пластмасс

  изделия из алюминия не для производства авиационных двигателей и гражданских воздушных судов

инструмент ручной

макаронные изделия

Станки сверлильные и долбежные

Оборудование для кондитерской промышленности

Оборудование для производства макарон

Машины для резки

устройство, принцип действия и разновидности

Одной из основных технологий переработки пластмасс и изготовления из них разнообразных деталей и профильной продукции является экструзия. Заключается она в приготовлении расплава полимеров с последующим продавливанием его через формующие сопла – специальные насадки, придающие материалу заданную форму. Главным элементом производственной линии, использующей подобную методику, является экструдер для пластика.

Принцип работы экструдера

Экструдер представляет собой электромеханическое устройство, непосредственное предназначенное для процесса формовки пластмассовых профильных деталей их полуфабрикатов. Общее устройство экструдера для пластика:

  • Корпус с системой нагрева до необходимой температуры плавления полимеров. В качестве источника тепловой энергии могут использоваться привычные резистивные системы или индукционные, создающие высокие температуры за счет наведенных на их корпус высокочастотных индукционных токов Фуко.
  • Узел загрузки, через который различными способами сырье поступает в полость корпуса.
  • Рабочий орган, создающий необходимое давление для перемещения сырья от узла загрузки до формующих насадок. Используются различные физические принципы, так это механизм может быть поршневым, дисковым или шнековым. Наибольшее распространение получили именно шнековые экструдеры.
  • Экструзионная головка (иначе – фильера), задающая форму получаемых изделий.
  • Механический привод (двигатель и редукторная система), создающий и передающий на рабочий орган необходимое усилие.
  • Системы контроля и управления, поддерживающие необходимый технологический режим.

Загруженное в виде гранул, порошка или лома сырье под действием рабочего органа перемещается в рабочую зону корпуса, где под действием давления, трения и подаваемой извне температуры нагревается и плавится до состояния, требуемого по условиям технологического процесса.

В ходе движения в полости корпуса сырье тщательно перемешивается до однородной гомогенизированной массы.

Под действием высокого давления расплав продавливается через сетчатые фильтры и формующие головки, где происходят его окончательная гомогенизация и придание заданного профиля.

Затем, охлаждаясь естественным или принудительным способом, он полимеризуются, и в итоге получаются изделия необходимой конфигурации с заданными физическими и механическими свойствами.

Видео: «Как работает экструдер?»

Виды экструдеров

Современные экструзионные установки различаются как по схеме рабочего органа, так и по своему целевому предназначению.

Экструдеры одношнековые и двухшнековые

Шнековые (червячные) экструдеры – наиболее распространенные, так как практически в полной мере отвечают всем требованиям технологического процесса. Рабочим органом выступает шнек экструдера (винт Архимеда, известный каждому хотя бы по домашним мясорубкам).

Лопасть шнека экструдера захватывает сырье в области загрузки и перемещает последовательно по всей длине цилиндра корпуса, через зону нагрева, гомогенизации и формовки. В зависимости от технологической карты и вида исходного материала шнеки могут быть нормальными или быстроходными, цилиндрической или конической формы, сужающиеся к выходу. Одним из главных параметров является соотношение рабочего диаметра шнека к его длине. Различаются также шнеки шагом витков и их глубиной.

Однако одношнековые экструдеры не всегда применимы. Например, если в качестве сырья используется порошковый полуфабрикат, один винт не справится с тщательным его перемешиванием в ходе расплавления и гомогенизации.

В подобных случаях применяют двухшнековые экструдеры, винты которых могут находиться во взаимном зацеплении, совершать параллельное или встречное вращательное движение, иметь прямую или коническую форму.

В результате процессы разогрева, смешения и гомогенизации проводятся более тщательно, и на головку поступает полностью однородная и дегазированная масса.

Нельзя не отметить, что в некоторых технологических процессах применяются экструдеры и с большим количеством шнеков – до четырех, а кроме того, существуют и планетарные автоматы, когда вокруг центрального винта вращается до 12 сателлитных.

Это бывает необходимым при работе с некоторыми видами пластиков, которые под действием высоких температур имеют свойство к деструкции – потере физических качеств. Таким образом, их нагрев в подобных экструдерах осуществляется за счет силы трения и создаваемого высокого давления.

Экструдер для ПВХ профиля

Производство пластиковых или композитных профилей в большинстве случаев производится именно методом экструзии. Для этого, в зависимости от материала и сложности формы изделия, используют одно- или двухшнековые аппараты с соответствующими формующими головками.

Ассортимент весьма обширен – от тонких нитей или полос до листов, крупных панелей и сложных по геометрии профилей. Ставшие всем привычные пластиковые оконные и дверные системы собираются из ПВХ-профилей, изготовленных именно таким способом.

Добавка в полимер специальных компонентов позволяет выпускать сложные композиты, например, дерево-пластиковые конструкции, которые также часто применяются при изготовлении различных строительных конструкций.

Экструдер для производства труб

При производстве трубной продукции очень важным условием является отсутствие в гомогенизированной смеси пузырьков газа, поэтому экструдеры для труб в обязательном порядке оснащаются системой дегазации. Обычно это – двухшнековые установки, в которых, помимо прочего, применяются так называемые барьерные шнеки, надежно разделяющие еще твердый полуфабрикат от полностью расплавленного. Это обеспечивает полную однородность состава, что очень важно для эксплуатационных качеств выпускаемой трубы.

Экструдеры для полиэтилена

Все полимерные пленки изготавливаются исключительно способом экструзии. Для производства плёнок используется выдувной экструдер. Формующий узел экструдера для стрейч пленки может быть выполнен в виде узкой щели –на выходе получается однослойная пленка необходимой толщины и ширины.

В некоторых моделях используются круглые щелевые фильеры большого диаметра – пленка получается в виде рукава.

Мини экструдеры для пленки производят полиэтилен шириной рукава до 300мм и толщиной до 600 мкм. Небольшой размер устройства позволяет установить его даже в обычном помещении.

Экструзионные линии

В промышленных условиях экструдер – это один из главных компонентов целой экструзионной линии, которая включает, помимо него, ряд других установок и механизмов:

  • Система подготовки и загрузки сырья – иногда полуфабрикат нуждается в предварительной просушке и калибровании перед подачей в загрузочный бункер.
  • Система охлаждения – устанавливается на выходе экструдера для ускорения процесса полимеризации изделий. Могут быть различного типа – воздушные или в виде охлаждающих ванн.
  • Механизмы протяжки готовых профилей.
  • Маркирующие и ламинирующие системы различного принципа действия.
  • Намоточные и отрезные механизмы для приведения изделий в требуемый для складского хранения и транспортировки вид.

Могут использоваться и другие механизмы и технологические устройства для автоматизации непрерывного процесса производства.

Производители экструзионных линий

Экструзионные линии пользуются огромным спросом, и их производство налажено во многих странах Европы и Азии. Традиционными лидерами в производстве подобного оборудования считаются австрийские производители, практикующие выпуск подобных линий еще с середины прошлого столетия. Европейские системы всегда отличали высочайшее качество, использование самых современных инновационных разработок в области технологии обработки пластмасс.

В последнее время на рынок экструзионных линий активно поставляется продукция китайских производителей. Вопреки расхожему мнению, это вовсе не говорит о ее низком качестве – и надёжность, и характеристики выпускаемого оборудования в целом отвечают современным требованиям. Кроме того, цены на экструдеры из Китая могут быть значительно ниже европейских.

Стараются не отстать от жизни и отечественные промышленники. Так, пользуются спросом экструзионные линии «Полипром Кузнецк», выпускаемые в Пензенской области, или «Группы компаний СТР» из подмосковных Подольска и Воскресенска.

Цена на экструдеры для пластика варьируются от страны-производителя и индивидуальных характеристик устройства.

Экструзия. Экструдеры. Экструзионные линии

Экструзионная линия для производства гранул композиционного материала для кабельной промышленности

Исходные данные:

Полимерное сырье и его структура:

Требования к техническим характеристикам линии:

Предлагаемое оборудование: Экструзионная линия производства гранул композиционного материала для кабельной промышленности на основе двухвинтового экструдера в комплекте с гравиметрической системой дозирования и водокольцевой системой грануляции.

Полимерное сырье и его структура:

Технические характеристики:

Установленная мощность:

Сжатый воздух:

Электродвигатель:

Материальное исполнение:

Стандартные параметры энергоносителей:

Воздух:

Комплектация экструзионной линии:

  • Опорная рама;
  • Приемный бункер для гранул Полиэтилена;
  • Гравиметрический дозатор для гранул Полиэтилена;
  • Приемный бункер для гранул Сажевого концентрата;
  • Гравиметрический дозатор для гранул Сажевого концентрата;
  • Приемный бункер;
  • Гравиметрический дозатор для гранул;
  • Гравиметрический насос дозатор для Дибутилоловодилаурата;
  • Электрический блок управления;
  • Двухвинтовой экструдер;
  • Вакуумный блок для закрытого контура вентиляции;
  • Энергосберегающий электродвигатель экструдера;
  • Электрическая панель для цифрового преобразователя;
  • 15″ сенсорный экран электрического шкафа управления;
  • Электрическое соединение внутри линии;
  • Датчики давления и  температуры;
  • Водокольцевой гранулятор;
  • Системы охлаждения замкнутого контура;
  • Вибрационная сортировочная установка для гранул.

Линия по производству изделий из резинокомпозита

Вес: 3,55 кг/м лин
Теоретическая плотность: 1,1 – 1,20 кг/дм3
Макс линейная скорость 1 м/мин ± 10%

Производительность: ожидаемая мощность с типом профиля материала 60х60: 180 кг/ч ±10%
В зависимости от формулы процесса и свойств сырого материала. Точные данные определяются после лабораторных проб.

Вес: 3,125 кг/м лин
Теоретическая плотность: 1,1 – 1,20 кг/дм3
Макс линейная скорость 1 м/мин ±10%

Производительность: ожидаемая мощность с типом профиля материала в виде полупирамиды 60х70х45: 160 кг/ч ±10%
В зависимости от формулы процесса и свойств сырого материала. Точные данные определяются после лабораторных проб.

Принципы работы:

1.Гравиметрическое устройство подачи для HDPE (полиэтилен повышенной плотности)
2.Гравиметрическое устройство подачи для вторичного сырья
3.Гравиметрическое устройство подачи для пигментного концентрата
4.Гравиметрическое устройство подачи для добавок в порошок
5.Гравиметрическое устройство подачи для наполнителя
6.Установка боковой подачи для наполнителя
7.Дегазация

Преимущества прямой экструзии

Нет необходимости предварительно смешивать / гранулировать материал.
Применима более высокая влажность содержания.
Компактный.
Простое управление логистикой.
Экономия энергии.
Более низкая стоимость обслуживания / управления благодаря меньшему размеру экструдера.
Более низкая стоимость обслуживания благодаря модульной конструкции винтов и бочки (емкости).
Значительное снижение стоимости (на энергию, рабочую силу, логистику, управление…).
Более высокие механические характеристики благодаря улучшенному смешиванию наполнителя / пластика.
Меньше ухудшения свойств материала благодаря только одной истории нагрева/разделения.
Непрерывная линия регулирования (настройки) состава.
Поддержка собственного ноу-хау в процессе производства по внутренним заказам.

Линейные компоненты

СЕКЦИЯ А погрузочно-разгрузочные устройства для сырья
СЕКЦИЯ B Гравиметрическое устройство подачи сырья
СЕКЦИЯ С одновременно поворачивающийся двухшнековый экструдер
СЕКЦИЯ D пресс-формы и калибраторы
СЕКЦИЯ E главный шкаф управления
СЕКЦИЯ F оборудование, расположенное ниже по технологической цепочке

Опции и вспомогательные системы

Для секции С: система замкнутого контура для вентилирующего вакуумного насоса
Опция 1 оборудование для соэкструдированного отделочного слоя
Вспомогательная система 1 метод помола отходов
Вспомогательная система 2 установка для охлаждения водой

1. Обработка сырья (сырьевого материала).
2. Гравиметрические устройства подачи непрерывного действия.
3. Опорные рамы.
4. Одновременно поворачивающийся двухшнековый экструдер.
5. Устройство боковой подачи для наполнителя.
6. Зубчатый насос дозировки полимеров.
7. Пресс-форма для профиля.
8. Калибраторы и охлаждающая ванна.
9. Опорный стол калибратора.
10. Отвод изделия из экструдера.
11. Чистка щеткой или система тиснения.
12. Система поперечного разреза.
13. Стол комплектации (сбора).

СЕКЦИЯ А погрузочно-разгрузочные устройства для сырья

Поз. А. 1 Полимер в форме гранул в мешках по 25 кг.
Пневматический питатель с заборным щупом.
Гранулы будут вытягиваться из короба (корзины) (не включен в объем поставки), который расположен на стороне экструдера.
Макс горизонтальное расстояние 5 м.
Макс вертикальное расстояние 6 м.

Поз.А.2 Измельченные отходы
Для хлопьев в коробке (не включено), расположенной на стороне экструдера.
Пневматический питатель (устройство погрузки (с заборным щупом.
Макс горизонтальное расстояние 5 м.
Макс вертикальное расстояние 6 м.

Поз.А.3 Добавки в форме гранул
Ручная погрузка из стеллажа накопителя.

Поз.А.4. Добавки в форме порошка
Ручная погрузка из стеллажа накопителя.

Поз.А.5 Наполнитель в форме порошка
Для наполнителей в больших мешках.
Конструкция держателя для больших мешков (макс габариты 1,1х1,1х2 м)
Подвеска для больших мешков: вручную с помощью вильчатого погрузчика
Пневматическая система выгрузки для трудно передвигаемого порошка.
Корзина (короб) для хранения с системой вибрации.
Порошковый фильтр для воздушной вентиляции.
Система погрузки с помощью архимедова винта.

СЕКЦИЯ B Гравиметрическое устройство подачи для сырья

Поз. B.1 Гравиметрическое устройство подачи для полимера в форме гранул
Дозирующая система весового питателя непрерывного действия с максимальной мощностью до 50% от производительности всей линии.
Питатель винтового действия с высоким разрешением цифровой ячейки погрузки.
Бункер повторной погрузки 50 л.
Датчик уровня.
Пневматический клапан нагнетания.

Поз. B.2 Гравиметрическое устройство подачи для измельченных отходов
Дозирующая система весового питателя непрерывного действия с максимальной мощностью до 15% от производительности всей линии
Питатель винтового действия с высоким разрешением цифровой ячейки погрузки.
Бункер повторной погрузки 23 л.
Датчик уровня.
Пневматический клапан нагнетания.

Поз. В.3 Гравиметрическое устройство подачи для добавки в форме гранул
Дозирующая система весового питателя непрерывного действия с максимальной мощностью до 10% от производительности всей линии
Питатель винтового действия с высоким разрешением цифровой ячейки погрузки.
Бункер повторной погрузки 23 л.
Датчик уровня.
Пневматический клапан нагнетания.

Поз. В.4 Гравиметрическое устройство подачи для добавки в форме порошка
Дозирующая система весового питателя непрерывного действия с максимальной мощностью до 10% от производительности всей линии
Питатель винтового действия с высоким разрешением цифровой ячейки погрузки.
Бункер повторной погрузки 23 л.
Датчик уровня.
Пневматический клапан нагнетания.

Поз. В.5 Гравиметрическое устройство подачи для наполнителей в форме порошка
Дозирующая система весового питателя непрерывного действия с максимальной мощностью до 65% от производительности всей линии
Питатель винтового действия с высоким разрешением цифровой ячейки погрузки.
Бункер повторной погрузки 200 л. специального исполнения для порошка, который тяжело пересыпать
Датчик уровня вибрации.
Пневматический клапан нагнетания.

Поз. В.6 Панель управления
Для управления до 8 весовыми установками
Удобный в пользовании графический дисплей с сенсорным экраном.
ПО для управления дозированием.

Поз.В.7 Стальная опорная рама
Для опоры весового дозатора и погрузочных устройств.
Надежная и устойчивая конструкция для работы персонала на промежуточном этаже без взаимодействия с гравиметрическим взвешиванием / системой контроля.
Лестницы для доступа к стеллажу накопителя.

В.7.1. Сеть распределения электропитания
Комплект кабелей для соединения каждого устройства повторного наполнения с кабиной управления.
Комплект кабелей для соединения каждого гравиметрического устройства с кабиной управления, включая специальный кабель для коммуникации.
Комплект кабельных желобов для соответствующей опоры при прокладке кабелей.

В.7.2 Сеть распределения сжатого воздуха
Комплект труб для соединения каждого устройства, установленного на платформе от отдельной питающей точки.
В комплекте с регулятором давления и воздушным фильтром.

СЕКЦИЯ С одновременно поворачивающийся двухшнековый экструдер

Поз.С.1 Одновременно поворачивающийся двухшнековый экструдер
С высокими эксплуатационными характеристиками, винтовой тип, находящийся в зацеплении для характеристик по самоочистке.

С.1.1. Опорная стальная сварная рама
Изготовлено из прочных сварных стальных пластин и профилей.
Предоставляется с уравнивающими болтами.

С.1.2 Бачок (емкость)
Модульное исполнение, изготовлено из 10 квадратных секторов емкости, каждый сектор длиной 4 D.
Корпус из секторов изготовлен из стали С-50 с внутренней сменной футеровкой, износостойкого сплава.
Встроенный водный контур охлаждения, простая конструкция и легкое обслуживание.
Система нагрева высокой эффективности – патронный нагреватель.

С.1.3 Комплект винтов
Прошивной вал из специального сплава – стойкий к повреждению/деформации/скручиванию.
Модульное исполнение.
Винтовые элементы

С.1.4. Редуктор

С.1.5. Главный двигатель переменного тока

С.1.6. Установка водного охлаждения для экструзионного бачка (емкости)
Для подачи охлаждающей воды к каждому сектору бачка.
Включая циркулирующий насос.
Теплообменник вода/вода с расширительной камерой.
Соединяющий трубопровод.

С.1.7. Датчики температуры плавления и давления
Встроены в передний конец бачка.

Поз.С.2. Система вентиляции, включая:
вакуумный насос с водяным кольцом (система замкнутого контура, предложено в качестве опции)
вентилирующий свод
конденсатор дыма
промежуточный коллектор порошка

С.2.1. Дополнительная система вентиляции
Для отработанной излишней влажности от фильтров.
Естественная вентиляция (не вакуумный насос).

С.2.2. Специальная препятствующая закупориванию система для древесной муки
Двухвинтовое устройство для заталкивания обратно материала, который вылезает из бачка (емкости) из-за увеличения в объеме и давления пара.
Необходим для высокого процента фильтрации наполнителя или содержания высокой влажности.
Вакуумное отверстие установлено наверху на противоположном к винтам конце.
Винты сделаны из закаленной и шлифованной стали.
Стальной бачок с термообработкой.
Приводится от редукторного двигателя переменного тока.

Поз.С.3 Двухвинтовой боковой питатель
Винты, диаметр: 70 мм
Для подачи наполнителей в расплавленную пластмассу.
Двойные винты сцепленного типа.
Винты, изготовленные из закаленной и шлифованной стали.
Бачок (емкость) из закаленной стали с цепью водяного охлаждения.
Приводится от редукторного двигателя переменного тока, регулируемого цифровым частотным контроллером.

Поз. С.4 Редуктор 70
Для стабилизации линейного выхода и образования достаточного давления для питания головки пресс-формы без влияния на качества экструдера.
Специальное исполнение, подходящее для экструзии заполненных материалов.
Специальное износостойкое покрытие корпуса насоса и редукторов.
Редукторный двигатель 7, 5 кВт и универсальное соединение.
Зонд (щуп) давления плавления на входе/выходе.
Зонд (щуп) температуры плавления на выходе.
Зоны нагрева, вкл. основной кабинет (управления), специализированная система управления, соединенный с устройством контроля экструдера.

Опции для секции С

Поз.С.5 Замкнутый контур для вакуумного насоса
Желательно не тратить воду, и цеха для обработки воды нет.
Сепараторная емкость воздуха/воды встроена в опору насоса.
Встроенный теплообменник вода/вода.
Необходимо часто сменять воду (через 305 дней в зависимости от уровня загрязнения воды).

СЕКЦИЯ D пресс-формы и калибраторы

Поз. D.1. Пресс-форма профилей для насыпного материала профиля 60х60

D.1.1. Экструзионные пресс-формы для профилей
Соединение с редукторным насосом.
Встроенный, нержавеющая сталь.
Обогрев при помощи электрических нагревателей.
#5 терморегулируемых зон, вкл. главный кабинет.

D.1.2. Калибровочная группа профилей
Сухая и мокрая система.
Калибровочное устройство, открывающееся с помощью шарниров (петлей).
Изготовлено из нержавеющей стали.

D.1.3. Под вакуумными охлаждающими емкостями.
Изготовлено из 3 секций длиной 2 м.
2 секции с вакуумным кольцом.
1 секция только для охлаждения.
Изготовлено из алюминия и органического стекла (плексиглас).
Система охлаждения «полная вода (полностью водяная)».

Поз. D.2. Пресс-формы профилей насыпного материала в виде полу-пирамиды, профиль 70х60х45

D.2.1. Экструзионные пресс-формы для профилей
Соединение с редукторным насосом.
Встроенный нержавеющая сталь.
Обогрев при помощи электрических нагревателей.
#5 терморегулируемых зон, вкл. главный кабинет.

D.2.2. Калибровочная группа профилей
Сухая и мокрая система.
Калибровочное устройство, открывающееся с помощью шарниров (петлей).
Изготовлено из нержавеющей стали.

D.2.3. Под вакуумными охлаждающими емкостями.
Будет поставляться та же емкость охлаждения, как и для формы профилей 60х60

СЕКЦИЯ E Главный шкаф управления

Поз.Е.1 Главный шкаф управления
Система на основе ПЛК для контроля всей последовательности передвижения.
Интерфейс оператора с сенсорным экраном с цветным монитором.
# 18 зон температурного контроля (2 отдельные зоны для пресс-форм).
Зоны терморегуляции, встроенные в ПЛК.
Все системы кондиционирования.
Построен по стандартам ЕС.
Степень защиты: IP54.

Е.1.1. Удаленный пакет обновлений
Через промышленный LAN с доступом в Интернет.
ПО и техника на основе системы eWon.
Соединение с Интернетом, необходимое на поле со статичным IP адресом и открытым межсетевым экраном компании.

Е.1.2. Соединительные кабели
Соединительные кабели и коробы для прокладки кабеля от кабинета к экструдеру.
Панель управления, расположенный макс на расстоянии 3 м от экструдера.

СЕКЦИЯ F оборудование, расположенное ниже по технологической цепочке

Поз. F.1 Держатель калибровочного устройств
Для профилей с макс шириной: 150 мм
Длина опорного стола: 7 м
Продольное и высокое (наверное, осевое) смещение двигателями переменного тока.
Ручное поперечное смещение.
Сеть распределения охлаждающей воды с термометрами и регуляторами потока.
Центробежный насос 4 кВт для циркуляции воды.
200 л коллекторы для воды из нержавеющей стали.
Теплообменник вода/вода.
Вакуумная распределяющая сеть с вакуумметрами и регуляторами.
# 3 вакуумный насос 5,5 кВт.

Поз. F.2 Устройство отвода изделия из экструдера конвейерного.
Для макс ширины профиля 150 мм.
Стальная рама и алюминиевая конструкция держателя конвейера.
Плоский конвейер из специальной синтетической резины, стойкой к износу.
Приводной двигатель 1,5 кВт для каждого конвейера.
Пневматические цилиндры для верхнего открытия/закрытия конвейера, макс шаг 160 мм.

F.3. Устройство поперечной резки
Для макс ширины профиля 150 мм
Для макс высоты профиля 60 мм.
Стальная конструкция.
Лопасть из видиа, диаметр 400 мм.
Пневматический цилиндр для хода цилиндра вниз.
Приводной двигатель 1,5 кВт.
Устройства безопасности.

F.3.1. Устройство всасывания стружки
Металлическая конструкция для опоры тканевого воздушного фильтра и приемные полиэтиленовые мешки.
Всасывающий вентилятор из стали.
Макс мощность 2500 м3/ч.

F.4. Стенд / стан сборки для профиля разреза
Стальная структура с подвижными пластинами из алюминия.
Габариты пластины: 500х6000 мм.
Система бокового выталкивания с пневматическим приводом для передвижения профилей в /к приемной наклонной плоскости.

Опция 1. Оборудование для соэкструдированного отделочного слоя

Поз.Е.1. – Экструдер с одним винтом.
Винт, диаметр: 45 мм
Номинальное отношение длины к диаметру: 1:30
Макс скорость винта: 100 об в мин

Е.1.1 Опора стальной сварной рамы

Е.1.2. Бачок (емкость)
Изготовлено из азотированной стали LK3.
Обогрев керамическим обогревателем.
Система охлаждения электро-вентилятора.

Е.1.3. Винты
Изготовлено из азотированной стали LK3.

Е.1.4. Редуктор
Двигатель / коробка передач с помощью ремня и шкива.
Принудительная смазка.

Е.1.5. Главный двигатель переменного тока

Е.1.6. Температура плавления и датчик давления

Поз. Е.2. Дополнительные инструменты для соэктсрудирования
Для пресс-форм для профилей из материала 60х60.

Экструзионная линия по производству профиля

Одношнековый экструдер 75 мм

Производительность: 60-90 кг/ч профиля (в зависимости от размеров и состава смеси)

Редуктор

Система подачи материала

  • приводной двигатель: 1/2 л.с., с понижающим редуктором
  • питатель: загрузка 50кг., нержавеющая сталь

Шнек

Цилиндр

Управление

  • независимая панель управления
  • семизонный температурный контроллер
    *4 зоны для цилиндра с четырьмя воздуходувками
    *1 зона для фланца
    *2 зоны для экструзионной головки
  • инверторный контроль скорости
Калибровочный стол
Тянущее гусеничное устройство
  • максимальный размер отреза ШхВ 200х60мм либо 120х100мм
  • микрорегуляция скорости отреза
  • контроль давления микрозажима
  • пневмоконтроль пилы на соответствие скорости линии
  • точный и регулируемый контроль длины
  • двигатель 1 л.с., диаметр пилы 14″
Пылесборник
  • двигатель 3л.с.
  • звукоуловитель
  • мобильное исполнение
Полуавтоматический укладчик
  • длина укладчика 3000мм со свайной структурой для сбора в стопки
  • максимальная высота 1100мм
  • выравнивание укладчика гидравлическое
  • гидропривод ЛА л.с.
  • настраиваемое пошаговое понижение уровня
Пресс-форма
Пресс-форма 25*25
  • выход в 2 ручья
  • экструзионная головка
  • размерная форма 300Lх1компл., 50Lх1компл.
Пресс-форма 20*20
  • выход в 2 ручья
  • экструзионная головка
  • размерная форма 300Lх1компл., 50Lх1компл.
Перфоратор
  • двустороннее ударное (одновременно)исполнение
  • линейная скорость 10м/мин
  • контроль перфорации — инверторный
  • 2 сменные головки
Станок для оклейки сеткой с автоматическим питателем
  • система управления
  • датчик контроля положения сетки
  • резервуар термоплавкого клея с изоляцией, защищающей оператора от термических ожогов

Экструдер производительностью 1-12 кг/час

Характеристики экструдера:

  • Производительность экструдера: 1 – 12 кг/час
  • Входной материал необходимо определить
  • Высота оси 1070 мм ± 100 мм
  • Диаметр шнека и цилиндра 30 мм
  • Экструдер оснащен загрузочным бункером
  • Сторона управления будет указана после заказа
  • Рама, цвет RAL 5012
  • Щит управления, цвет RAL 7035
  • Цилиндр горизонтальный и его невозможно перемещать по вертикали

Цилиндр:

  • Внутренний диаметр 30 мм с допуском H7
  • Обработка цилиндра – азотирование
  • Три зоны нагрева. Каждая зона охлаждается отдельно при помощи вентилятора с производительностью 150 м3/час
  • Цилиндр охлаждается в нижней части бункера (заказчик заботится об охлаждающем средстве)
  • Температура в нижней части бункера только измеряется и отображается. Эта температура не регулируется.

Шнек:

  • Диаметр 30 мм
  • Обработка шнека – азотирование
  • Рабочая длина шнека 24 L/D

Двигатель экструдера:

  • Конический редуктор с двигателем
  • Мощность 5,5 кВт
  • Напряжение 400/690 В
  • Двигатель оснащен независимым охлаждением с мощностью 0,25 кВт

На панели управления экструдера возможно настроить следующие параметры:

  • Ручное управления располагается на передней стороне щита управления
  • На стороне щита управления будет сделан один служебный разъем 230В/16A/1Ф
  • На панели управления экструдера можно настроить следующие характеристики:
  • Число оборотов шнека 5 – 90 об / мин
  • Старт/стоп экструдера
  • Настройка температуры

Значения, отображаемые на дисплее экструдера:

  • Температура и давление
  • Число оборотов шнека
  • Мощность двигателя при эксплуатации
  • Температура в нижней части бункера
  • Сигнализация

Безопасность:

  • Центральная остановка
  • Защита от давления (механическая) макс. давление 6500 Psi (448 бар)

Что такое экструдер и нужен ли он нашей компании?

Что такое экструдер и нужен ли он нашей компании?

Размещено: Четверг, 11 октября 2018 г.

Что такое экструдер?

Чтобы понять, что такое экструдер, мы должны сначала узнать, что такое процесс экструзии. Экструзия — это когда материал, обычно гранулы, сухой порошок, резина, пластик, металлический пруток или даже пищевые продукты, нагревается и проталкивается через матрицу.Матрица — это, по сути, форма, которая формирует материал, когда он проталкивается через небольшое отверстие на другую сторону. Это один из наиболее распространенных способов производства листов и полос стандартных металлических, пластиковых и резиновых профилей.

Экструдер — это просто машина, используемая для завершения процесса экструзии. Используя систему бочек и цилиндров, машина нагревает продукт и продвигает его через матрицу, чтобы создать желаемую форму.

Для чего используется экструдер?

Экструдеры

могут использоваться для создания широкого спектра продуктов, пригодных для использования, путем формования различных материалов.Например, наши сухие завтраки и готовые закуски часто производятся с использованием пищевых экструдеров, в которых используется равномерное контролируемое давление и температура для создания почти идентичных кусочков, которые мы наливаем в наши миски каждое утро.

Корма и лакомства для домашних животных создаются с помощью кормовых экструдеров по той же причине — для обеспечения высокого уровня консистенции и качества блюд, которыми мы кормим наших пушистых членов семьи. Экструдеры для формования пищевых продуктов Bonnot Company могут использоваться как автономные приложения или в сочетании с варочным экструдером для единичной варки и охлаждения.

Во многих отраслях промышленности экструдеры для катализаторов используются для создания катализаторов, таких как высокоглиноземы, гели, носители каолина, молекулярные сита и многое другое. Независимо от того, требуются ли вашей компании мелкие гранулы, твердые стержни, кольца без опор или другая конфигурация катализатора, у Bonnot есть экструдер, который может выполнить эту работу.

Резиновые тюки также можно экструдировать для различных целей. Например, экструдеры для резины могут создавать экструдированные гидрогели, которые используются для создания всего, от контактных линз до замещающего хряща.Экструдер для резины от компании Bonnot Company может разбивать большие липкие тюки без использования талька или специальных химикатов.

Экструзионное оборудование используется даже для создания материалов, которые очищают воздух и воду в наших домах. Вакуумные экструдеры, которые первоначально использовались в глиняной промышленности для удаления воздуха из продуктов, теперь используются для создания активированного угля. Экструдер удаляет воздух из угля, чтобы повысить его адсорбционные свойства и подготовить его к использованию в любом количестве применений для очистки воздуха и воды.Bonnot работал практически со всеми доступными базовыми материалами, не только с активированным углем, и может использовать наш опыт, чтобы продемонстрировать, как этот процесс экструзии может работать для вас на нашем испытательном стенде.

Хотя это одни из наиболее распространенных типов экструзии, поддерживаемые компанией Bonnot, другие производители экструзионного оборудования могут специализироваться на экструдерах для других материалов, таких как пластмассы, глина, алюминий или другие металлы. Например, пластиковые экструдеры можно использовать для производства труб из ПВХ.Как видите, виды экструзионного оборудования и способы их использования очень разнообразны.

Подойдет ли какой-нибудь экструдер?

Короче нет. Прежде всего, многие устройства, которые технически являются экструдерами, предназначены для индивидуального, личного использования и должны управляться вручную. Однако производителям обычно требуются более крупные и сложные промышленные экструдеры. Все зависит от масштабов вашей деятельности и стандартов вашей отрасли.

Как и в случае с любым другим типом оборудования, существует широкий спектр промышленных экструдеров, каждый из которых предназначен для определенной цели или набора целей.Некоторые из них также предназначены для выполнения определенной нишевой функции, такой как удаление воздуха из материала, его обезвоживание или гранулирование.

Вместимость — еще один отличительный фактор. Например, для больших партий и максимальной производительности компании может потребоваться экструдер для крупносерийного производства (Terrier). Между тем, компания, специализирующаяся на исследованиях и разработках, вероятно, преуспеет в использовании лабораторных экструдеров небольшого объема для производства и тестирования своей продукции небольшими партиями. Другой компании может потребоваться совершенно другое решение.

Все, что вам нужно, зависит от области применения, объемов, форм и материалов, необходимых для выполнения работы.

Начните работу с вашим индивидуальным экструдером с компанией Bonnot

Если вы считаете, что экструдер выгоден вашей компании, свяжитесь с Bonnot. Мы будем работать с вами, чтобы лучше понять ваши цели и потребности, и порекомендуем экструдер для их удовлетворения. У нас есть в наличии экструзионное оборудование для лабораторий, малых и средних предприятий, а также мы можем разработать экструзионное оборудование на заказ для ваших конкретных применений.Начните работу с The Bonnot Company сегодня.

Экструдеры — обзор | Темы ScienceDirect

1 Введение

Экструдеры используются для изготовления широкого спектра пищевых продуктов. Их конструкция и технические характеристики должны быть адаптированы к предполагаемому применению, от простых форм, таких как макаронные изделия, до экструдеров для очень короткой варки кукурузных локонов, до более сложных и длинных экструдеров, включающих несколько операций и приводящих к значительным модификациям экструдированного материала.Исходный материал для экструдеров может включать один твердый или множество твердых и жидких ингредиентов. Твердые ингредиенты — это в основном зерно, бобовые и корнеплоды, подсластители, минералы и витамины. Они используются с различным гранулометрическим составом. К жидкостям относятся вода (почти всегда), масло, жидкие подсластители и красители. Ингредиенты обычно смешивают, превращают в расплав / тесто и формуют в продукт желаемой формы. Между ингредиентами корма, конструкцией экструдера и условиями эксплуатации существует большая взаимосвязь.Понимание принципов конструкции экструдера в виде упрощенного и практичного подхода должно привести к более быстрой разработке продукта, повышению качества и согласованности, эффективности обработки и оптимальной работе.

Существует два основных типа экструдеров; одно- и двухшнековые (вращающиеся в одном направлении и в противоположных направлениях). Они поставляются с широким диапазоном диаметров винтов ( D ), длины ( L ) и конструкций. Одношнековый и двухшнековый, вращающийся в одном направлении, по своей сути являются экструдерами с открытыми в осевом направлении каналами.Их можно рассматривать как насосы с сопротивляющимся потоком. На их производительность или степень заполнения (если они не работают с максимальной объемной скоростью) может влиять напорный поток внутри экструдера. Двухшнековые экструдеры с плотным зацеплением, вращающиеся в противоположных направлениях, образуют закрытые каналы в зоне зацепления. Их выход менее уязвим для давления внутри экструдера. Таким образом, их можно рассматривать как поршневые насосы прямого вытеснения.

Эта глава намерена развить предыдущую главу, также написанную Яку (2012).Его цель состоит в том, чтобы разбить процесс экструзии на отдельные части, описать их функции и рабочие параметры, удовлетворить потребности процесса и обеспечить логичный и простой подход к процессу выбора и проектирования. Конструкция экструдера должна улучшаться по мере накопления опыта и лучшего понимания характеристик материала, реологии, реакций трансформации и взаимодействия с конструкцией системы и рабочими параметрами.

Пищевые экструдеры используют тепловую и механическую энергию. Понимание требований к потреблению энергии и потребляемой мощности очень важно для повышения производительности и экономичного проектирования системы.Вода является обычным ингредиентом почти во всех рецептурах пищевых продуктов, получаемых методом экструзии. Это влияет на характеристики ингредиентов, характеристики плавления и реологию сформированного теста. Часть этой воды может иногда применяться в виде пара, что влияет на общую подводимую энергию экструдера, производительность экструдера, конструкцию системы и рабочие условия. Обе формы воды можно напрямую дозировать в экструдер и / или в смесительное устройство для предварительного кондиционирования. Возможность включения пара может существенно повлиять на выбор, конструкцию и производительность экструдера, а также на характеристики продукта.

К важным параметрам конструкции экструдера относится соответствующий выбор шнековых элементов и секций цилиндра. Конструкция шнеков и цилиндра влияет на их функциональные характеристики, а именно на транспортировку, смешивание, плавление и дозирование, а также на характеристики продукта. На практике можно предложить более одной конструкции и режима работы системы для производства одного и того же продукта. Оптимальный выбор, вероятно, будет определяться доступностью, гибкостью и экономичностью.

Комбинированная экструзионная варка и холодное формование нерасширенных продуктов — это распространенный процесс, используемый для изготовления закусок, круп и других продуктов.Ускоренное охлаждение перед заключительным этапом формования имеет решающее значение в таких операциях. Обычно это достигается за счет испарения части жидкой воды на стадии вентиляции либо внутри одного экструдера, либо между варочным аппаратом и формовочным экструдером. Выбор и конструкция такой ступеньки кратко описаны в этой главе.

Когда экструдированный продукт разрабатывается на базе небольшого производства, масштабирование становится частью общего процесса выбора и проектирования экструдера. Кратко обсуждается влияние на процесс масштабирования с указанием важных факторов, ограничений и дополнительных вариантов процесса.

Узел фильерной плиты является частью общей конструкции экструдера. Он отвечает за формирование желаемой формы продукта и действует как сопротивление потоку, таким образом влияя на производительность экструдера / степень заполнения, подвод энергии и получаемые в результате преобразования материалов. Будет кратко описана конструкция узла штампа, определены его важные компоненты и рабочие функции.

Наконец, в этой главе будет описана и рекомендована общая конструкция и работа экструдера для определенных пищевых продуктов, которые в основном определяются по полю их вязкости, определяемой концентрацией влаги в исходном материале.

Экструзия — обзор | Темы ScienceDirect

Введение

Экструзия — это процесс нагревания практически только ТФ, которые могут иметь форму порошков, шариков, хлопьев, гранул или комбинаций этих форм. Этот пластик попадает в бункер экструдера. В экструдере используется пластификатор [спиральный винт, который вращается внутри нагретого цилиндра (цилиндра)] для плавления пластика (глава 3). Затем расплавленный пластик продавливают через фильеру, чтобы получить желаемую непрерывную форму продукта.На рис. 5.1 показана очень упрощенная схема процесса экструзии. Информация о фильерах (однослойных и соэкструдированных), используемых при экструзии, приведена в главе 17.

Рисунок 5.1. Упрощенный пример одношнекового экструдера

Экструзия — самый популярный процесс формования ТП. Он перерабатывает более 36 мас.% Всех пластмасс, потребляемых во всем мире, в такие продукты, как от довольно простых пленок, листов, стержней, покрытий до очень сложных профилей, используемых в оконных профилях и т. Д. Большинство используемых пластиков — это полиэтилен (PE) (Глава 2) . 451 Используются другие пластмассы (таблица 5.1). В отличие от литья под давлением, второго основного процесса, в котором потребляются пластмассы (32 мас.%), Экструзия обычно приводит к полуфабрикату или промежуточному продукту. Для производства годных к употреблению продуктов требуется дальнейшая обработка.

Таблица 5.1. Пример экструдированного термопласта (любезно предоставлен Spirex)

0,409 0,49 Инъекция 0,15 1; 9030 9030 , жесткий впрыск
Смола b Удельный вес (г · см −1 ) Плотность (фунт-фут −1 ) Удельный объем (дюйм 1 фунт −1 Удельный объем (см 1 г −1 ) Температура экструзии (°) Удельная теплоемкость (БТЕ фунт −1 ° F −1 Вода абсорбция за 24 часа (%) Максимально допустимое содержание воды
ABS, экструзия 1.02 64,0 27,0 0,980 435 0,34 0,25
ABS, впрыск 1,05 65,0 26,0 26,0
Ацеталь, впрыск 1,41 88,0 19,7 0,709 0,35 0,25
Акрил, экструзия 1.19 74,3 23,3 0,839 375 0,35 0,30
Акриловый, инъекционный 1,16 72,0 24,1 9030 24,1 72,0 24,1 0,15
CAB 1,20 74,6 23,1 0,833 380 0,35 1,50 0,15
Ацетат целлюлозы Экструзия28 80,2 21,6 0,781 380 0,40 2,50
Ацетат целлюлозы для инъекций 1,26 79,0 21,9 79,0 21,9
Пропионат целлюлозы, экструзионный 1,22 76,1 22,7 0,821 380 0,40 1,70
Целлюлоза.22 75,5 22,9 0,828 0,40 2,00 0,25
CTFE 2,11 134,0 13,1 9012 0,4 2,11 134,0 12,9 0,465 600 0,28 & lt; 0,01
лономер, экструзия 0.95 59,6 29,0 1,050 500 0,54 0,07
Иономер, инжекционный 0,95 59,14 29,2 59,1 2914 Нейлон-6 1,13 70,5 24,5 0,886520 0,40 1,60 0,15
NyIon-6,6 1.14 71,2 24,3 0,878 510 0,40 1,50
Нейлон-6,10 1,08 67,4 0,914 0,4 ​​ 67,4 25,6
Нейлон-6,12 1,07 66,8 25,9 0,935 475 0,40 0,40 0,20
Нейлон-1104 64,9 26,6 0,962 460 0,47 0,30 0,10
Нейлон-12 1,02 63,7 9014 63,7 9014 27,19 27,19 0,10
На основе фениленоксида 1,08 67,5 25,6 0,926 480 0,32 0,07
Полиалломер 090 56,2 30,7 1,110 405 0,50 0,01
Полиариленовый эфир 1,06 66,2 30,7401 9030 30,740 Поликарбонат 1,20 74,9 23,1 0,832550 0,30 0,20 0,02
Полиэстер PBT 1.34 83,6 20,7 0,746 0,08 0,04
Полиэстер ПЭТ 1,31 8,18 21,1 0,746 21,1 0,746 21,1 0,746
Полиэтилен HD, экструзия 0,96 59,9 28,8 1,040 410 & lt; 0,01
Полиэтилен HD, инжекция 0.95 59,9 29,1 1,050 480 & lt; 0,01
Полиэтилен высокой плотности, выдувное формование 0,95 56,9 901 308 901 30
Полиэтилен LD, пленка 0,92 57,44 30,1 1,090 350 & lt; 0,01
Полиэтилен LD30 для инъекций 0.92 57,4 30,1 1,09 400 & lt; 0,01
Полиэтилен LD, проволока 0,92 57,4 3014 1,0 57,4 3014 1,0
Полиэтилен ЛД, доб. покрытие 0,92 57,1 30,0 1,090 600 & lt; 0,01
Полиэтилен LLD, экструзия 0.92 57,4 30,1 1,087 500
Полиэтилен LLD, инъекционный 0,93 58,0 29,8 1,014 29,8 1,014 0,92 56,8 30,4 1,100 450 0,10
Полипропилен, инъекционный 0.90 56,2 30,7 1,110 490 & lt; 0,10
Полистирол, противоударный лист 1,04 64,9 64,9 26,6
Полистирол, кристалл gp 1,05 65,5 26,2 0,968 440 0,10
Полистирол, литьевой удар 1.04 64,9 26,6 0,968 440 0,30
Полисульфон 1,25 77,4 22,3 0,807 22,3 0,807 9012 Полиуретан 1,20 74,9 23,1 0,834 400 400 0,10 0,03
ПВХ, жесткие профили 1.39 86,6 19,9 0,720 365 0,02
ПВХ, труба 1,44 87,5 19,729 0,714 19,729 0,714 1,29 83,6 21,0 0,756 380 0,10 0,07
ПВХ, гибкий провод 1.37 85,5 20,2 0,731 365
ПВХ, гибкие экструдированные формы 1,23 76,8 22,5 0,814 впрыск 1,29 80,5 21,4 0,776 300
PTFE 2,16 134,8 12.9 0,464 & lt; 0,01
SAN 1,08 67,4 25,6 0,927 42030 47012 901 42030 47012 9030 47012 106,1 16,3 0,589 610 0,01
Уретановые эластомеры 0,83 51,6 33,5 1.210 390 400 0,07 0,03

a Конкретная информация обо всех настройках машины и пластических свойствах изначально получена с использованием технических данных поставщика смолы на используемый состав или смолу.

Для максимального увеличения производительности или, по крайней мере, для удовлетворения требований к характеристикам экструдированных пластиков, а также для минимизации затрат на экструзию продуктов, важно понимать технологические свойства различных пластмасс.При производстве различных экструдированных продуктов можно использовать определенные пластмассы. Понимание таких факторов, как их реологическое поведение по отношению к разложению, а также проблемы, которые могут возникнуть, дает информацию, которая облегчит экструдирование продуктов (главы 1,2,3 и другие главы).

После фильеры экструдат (расплав) калибруется, охлаждается и упаковывается с помощью набора вспомогательных устройств, включая калибраторы вакуума, резервуары для воды, охлаждающие валки, тянущие устройства, резаки и намоточные устройства (Глава 18).Перед головкой между экструдером и головкой может быть установлен насос для расплава для получения более однородного экструдата. Точный выбор и расположение этих составных частей экструзионной системы будет зависеть от конечного продукта и требований допусков, которые должны быть соблюдены. 25, 27, 33, 143 196, 476

На выходе из экструдера экструдат (расплав) вытягивается вытягивающим действием или другим устройством, на каком этапе он подвергается воздействию для охлаждения, обычно с помощью устройства с водой и / или продувкой воздухом.Это важный аспект последующего контроля, если существуют строгие требования к размерам или требуется консервация пластмасс. Целью процессора является определение допуска, необходимого для скорости извлечения, и проверка того, что оборудование, расположенное ниже по потоку, соответствует общим требованиям к линии. Даже если жесткие требования к размерам не требуются, есть вероятность, что лучший контроль скорости вытягивания позволит более жесткие допуски, так что произойдет снижение выхода материала, что приведет к снижению стоимости продукта.

Безусловно, практически все экструдеры используют винты в пластиках для плавления пластмасс. Однако плунжер, популярная более века система плавления, используется для обработки пластмасс, которые нельзя расплавить шнеком. Плунжерные устройства, по сути, являются устройствами периодического действия, и, хотя можно добиться постоянной производительности путем последовательной работы двух или более плунжеров, этот метод практически не имеет значения практически для всех TP. Плунжер используется для обработки пластмасс, которые почти не плавятся.Другой возможностью является роторный экструдер, устройство, в котором вращающиеся диски или роторы используются для создания сдвига. Однако экструзия TPs почти полностью зависит от вращающегося шнека как устройства доставки расплава. 143, 476

ТП характеризуются низкой теплопроводностью, высокой удельной теплоемкостью и высокой вязкостью расплава. Приготовление однородного гомогенного расплава и его доставка при соответствующем давлении и постоянной скорости может создать значительные проблемы, если не будет обработано должным образом (Глава 3).Основные варианты экструдера — одношнековый и двухшнековый. Из них одношнековый экструдер на сегодняшний день является наиболее универсальным и популярным в использовании.

Одношнековый экструдер состоит по существу из шнека, который вращается в аксиально фиксированном положении внутри плотно прилегающего канала ствола. Размеры экструдера идентифицируются по внутреннему диаметру цилиндра. Диапазон размеров от до 24 дюймов в диаметре с обычным диаметром от 1 до 6 дюймов (размеры в Европе и Азии варьируются от 20 до 600 мм с обычным диаметром от 25 до 159 мм.). Винт приводится в движение электрическим двигателем через различные устройства, такие как зубчато-редукторный механизм или ремень, для удовлетворения различных требований к производительности и стоимости. Эти редукторы рассчитаны на механическую и тепловую мощность в соответствии с определением Американских производителей оборудования (AGMA). Рейтинговая система AGMA основана на понимании того, что не все редукторы используются одинаково. Существуют также системы безредукторных приводов, например, в которых используется высокомоментный двигатель Siemens с необычным полым валом с низким моментом инерции. 476

Производительность экструдера зависит от скорости вращения шнека, геометрии шнека и вязкости расплава. Давление, развиваемое в системе экструдера, в значительной степени зависит от сопротивления фильеры и зависит от геометрии фильеры и вязкости расплава. Давление экструзии ниже, чем при литье под давлением. Обычно они составляют от 500 до 5000 фунтов на квадратный дюйм (от 3,5 до 35 МПа). В крайних случаях давление экструзии может возрасти до 10 000 фунтов на квадратный дюйм (69 МПа). Варианты одиночного шнека включают барьерный шнек или шнек для извлечения расплава и шнек с удалением воздуха (Глава 3).

Двухшнековый экструдер может иметь параллельные или конические шнеки, и эти шнеки могут вращаться в одном направлении (вращение в одном направлении) или в противоположных направлениях (в противоположном направлении). Экструдеры с более чем двумя шнеками известны как многошнековые экструдеры. Эти экструдеры обычно используются, когда смешивание и гомогенизация расплава очень важны, в частности, когда в пластик должны быть включены добавки, наполнители и / или армирующие элементы.

Они широко используются для компаундирования пластмасс, включая термочувствительные материалы, такие как ПВХ, обработки материалов, которые трудно подавать (например, некоторых порошков), реактивной обработки, 197 и удаления летучих веществ из пластика.В частности, двухшнековые экструдеры предлагают широкие возможности обработки. Их можно использовать с голоданием, так что время пребывания, величину сдвига и контроль температуры расплава можно контролировать с помощью их сегментной модульной конструкции.

Изменения в конструкции экструдера увеличивают производственные мощности для кормов малого диаметра

Джозеф П.Кирнс Аддисон Л. Лоуренс, доктор философии.

Выживаемость для всех видов лечения в испытании превысила 90 процентов

Авторская расходящаяся коническая головка и наклонная трубчатая фильера позволяют производить высокопроизводительный корм для креветок путем экструзии.

Экструдеры были несколько ограничены с точки зрения производительности при производстве плавающих или тонущих кормов для воды малого диаметра. Экструдеры требуют ограничения или ограничения числа отверстий фильеры для создания противодавления и энергии, необходимых для расширения продукта, а также эффекта варки для плавающих кормов. Экструдерам также требуется больше отверстий или большая открытая площадь для уменьшения расширения при опускании кормов.

В любом случае экструдеры обычно имеют снижение производительности на 60-70% при производстве небольших кормов.Стандартный экструдер производительностью от 5 до 6 тонн в час может производить от 1 до 2 тонн в час плавающего или тонущего корма малого диаметра или продуктов диаметром менее 3 мм. Это соотношение аналогично для экструдеров большей емкости.

Как достичь большей производительности практически на одних и тех же машинах?

Предварительные соображения

Перед внесением изменений, направленных на повышение производительности экструдера, необходимо провести общий обзор завода. Обеспечивает ли ваша система смешивания и измельчения хорошее перемешивание мелко измельченного сырья? Разработано ли ваше шлифовальное оборудование для тонкого помола небольших отверстий фильеры при значительно большей производительности? Рекомендуется, чтобы все частицы были диаметром в одну треть или меньше, чем конечное отверстие фильеры.

При использовании конечного отверстия матрицы 1 мм частицы сырья должны иметь диаметр 300 мкм. Могут ли ваши конвейеры обрабатывать более высокие объемы продукции малого диаметра? Как правило, производительность сушки ограничена, поскольку сушилки для продуктов малого диаметра больше или требуют дополнительной сушильной площади. Также следует оценить просеивание и контроль пыли.

Помните о потенциальных изменениях, необходимых для использования этой технологии, чтобы увеличить производительность, чтобы избежать перемещения узкого места в другое место.

Обтекаемая экструзия

Авторы изучили экструзию и оптимизировали процесс, чтобы добиться более высоких скоростей для кормов малого диаметра. Это было выполнено и запатентовано как для одношнековых, так и для двухшнековых экструдеров.

Традиционный конический шнек был удален, и расширяющийся конический шнек был помещен на одношнековый экструдер. Двухшнековая модель потребовала некоторых дополнительных модификаций, но в основном была преобразована в одношнековый экструдер в критической точке процесса, на конце цилиндра экструдера.Это позволило получить дополнительную открытую площадь, необходимую в обоих случаях, а также сохранить соотношение расстояния от конического винта до конечной матрицы для контроля расширения при производстве плавающего корма.

Эти разработки позволили получить готовые штампы с увеличенным количеством отверстий, что было необходимо для увеличения производительности. Они также позволили исключить развальцовку штампов, что увеличило количество отверстий, но также уменьшило равномерность общей однородности гранул. Расстояние или длина переходников для развальцовки матрицы приводит к меньшему расширению при плавающей подаче.

Преимущества новой технологии позволяют заключительному шнеку находиться близко к матрице и увеличивать количество отверстий для плавающей подачи, что дает более высокую производительность, увеличенный процент плавающей подачи и большее расширение.

Корма для проходки

Аналогичные проблемы с производительностью существовали при производстве кормов для погружения малого диаметра, таких как корма для креветок. Зная, что производители водных кормов обычно производят целый ряд продуктов, головку для увеличения пропускной способности корма, а также плотности необходимо было разработать для использования отдельно или в сочетании с шнеком с расходящимся конусом, описанным выше.

Головка с наклонной трубкой была спроектирована и запатентована для увеличения пропускной способности при погружении продуктов диаметром 3 мм или менее. Благодаря этой новой технологии плотность в среднем составляет 650 грамм / л, что позволяет в три раза увеличить количество отверстий матрицы. Длинные трубки, связанные с этим устройством, увеличивают готовность, уменьшают расширение, контролируют падение давления и увеличивают время удерживания. Внутренняя конструкция трубок обеспечивает однородный поток в поперечном сечении, и поэтому гранулы очень однородны.

Кормление пробное

После изменения процесса производства кормов всегда остается вопрос, не повлияет ли это изменение отрицательно на скорость роста животных, которых нужно кормить. Поэтому корм был произведен и отправлен в Техасский университет A&M в Порт-Аранзасе, штат Техас, США, где второй автор кормил креветок, чтобы проверить их рост. Корм представлял собой испытанную формулу с пониженным содержанием рыбной муки и повышенным содержанием растительных белков, которая была легко принята большинством белых креветок.

Тихоокеанская белая креветка ( Litopenaeus vannamei) из 0.Первоначальный вес 26 граммов был помещен в 100 резервуаров по 5 креветок на резервуар для 35-дневного испытания. Воду фильтровали и рециркулировали, ежедневно проверяя соленость, температуру и растворенный кислород. Уровни аммиака, нитритов, нитратов и pH измерялись еженедельно. Режим освещения составлял 12 часов темноты и 12 часов темноты ежедневно.

Креветок кормили 15 раз в день, неизрасходованный корм удаляли ежедневно. Рециркуляция воды в этой системе чистой воды составляла 4 193 процента в день без естественной продуктивности при уровне солености от 25 до 37 ppt.Отношение креветок к площади равнялось 150 креветкам на кубический метр, помещенным в воду с температурным диапазоном от 29 до 31 градуса C и уровнем кислорода выше 5 частей на миллион. Уровень pH поддерживался от 8,0 до 8,2, а уровень аммиака, нитрита и нитрата был на очень низком уровне.

Процент выживаемости для всех видов лечения в испытании составил более 90 процентов. Фаза линейного роста была достигнута на 4 неделе и, как ожидается, продолжится на уровне 1,7 грамма на креветку в неделю (Таблица 1). Если это экстраполировать, окончательный результат будет примерно 30 креветок / кг за 16-18 недель.

Кирнс, Расчетный еженедельный рост креветок, таблица 1

Неделя Вес (г) Изменение веса (г)
0 0,26 Начальный
1 0,65 0,39
2 1,30 0,65
3 2,60 1,60
4 4,30 1.70
5 6,00 1,70
Таблица 1. Расчетные еженедельные темпы роста креветок.

Перспективы

Интерес к экструзии кормов для креветок в основном был связан с возможностью изменить рецептуру и добиться роста с меньшими затратами. Это было возможно в течение многих лет, поскольку экструдеры могут обрабатывать более высокие уровни растительных белков и более низкие уровни рыбной муки, что приводит к получению корма с хорошими характеристиками, а также с более низкой стоимостью и хорошими темпами роста креветок.

Другие дополнительные моменты, представляющие интерес, включают тот факт, что экструдированные корма для креветок не требуют связующих веществ, кроме 10-15% крахмала, обычно включаемого в формулы кормов. Разработчики рецептур могут использовать программы рецептур с наименьшими затратами и меньшими ограничениями.

Более чистый корм за счет эффекта пастеризации экструзионного варочного аппарата. В экструдированных кормах выщелачивание меньше из-за связывающего эффекта процесса экструзии. Экструзия известна повышенной усвояемостью кулинарных ингредиентов для большинства животных.

Но главное — это экономика. Сделайте качественный корм по более низкой цене с такими же результатами роста. Теперь это может быть достигнуто при высоких скоростях экструзии.

Модернизация шнековых экструдеров позволяет производить плавающие и тонущие корма с гораздо большей производительностью.

(Примечание редактора: эта статья была первоначально опубликована в печатном выпуске журнала Global Aquaculture Advocate за май / июнь 2011 г.)

Похожие сообщения

Аквакорма

Взгляните на процесс экструзии, контролируемый SME

Исследование было проведено с использованием двухшнекового экструдера, оснащенного клапанами для регулирования удельной механической энергии (SME) и плотности, для определения влияния SME на водостойкость кормов для креветок.Для оценки производительности необходимы дальнейшие исследования.

Здоровье и благополучие

Диета влияет на качество мяса морского морского ушка, цвет скорлупы

Предварительное исследование изучало влияние диеты на качество мяса и цвет скорлупы тихоокеанского морского ушка.Тестовая диета и коммерческий корм для морского морского ушка привели к более низкому содержанию мясного белка по сравнению с рационом из тихоокеанских морских водорослей. Из-за искусственной диеты раковины морского ушка также становились желтыми или оранжевыми. Одна только диета из морских водорослей привела к появлению морского ушка с темно-коричневой раковиной. Однако сочетание морских водорослей и искусственной диеты улучшило рост морского морского ушка, качество мяса и цвет скорлупы.

Моделирование процессов экструзии полимеров — обзор

Полимеры (Базель).2020 июн; 12 (6): 1306.

Поступила в редакцию 30 апреля 2020 г .; Принято 4 июня 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

Реферат

Процессы экструзии широко используются в отраслях, которые стремятся производить передовые решения для все более сложных требований в пластмассовом, пищевом и фармацевтическом секторах.Хотя этот процесс используется с 1930-х годов, имеется ограниченная информация об аналитических расчетах экструзии. Как правило, производство осуществлялось на основе эмпирического опыта и методов проб и ошибок. Тем не менее, развитие промышленных операций лучше всего решается путем моделирования вовлеченных процессов, а поток расплавов полимеров и волокон в экструдерах был предметом некоторых предыдущих исследований. Также включен обзор конструкции штампа, а также проблем, связанных с производством листов / пленок.В этой статье систематически и критически рассматривается литература, относящаяся к проектированию процесса, конструкции машины, параметрам процесса, моделям потока и анализу потока экструзии с акцентом на моделирование экструзии композитных материалов.

Ключевые слова: экструзия, шнек, моделирование, полимер, обработка

1. Введение

Экструдеры широко используются в пластмассовой, металлической и пищевой промышленности, и использование процессов экструзии особенно широко применяется в производстве продуктов, которые в качестве сырья использует полимеры.Типичные продукты, изготовленные из экструдированных полимеров, включают, например, трубы, шланги, изолированные провода, кабели, листы и пленки, а также плитки [1].

Как правило, основные экструдеры классифицируются как одношнековые или двухшнековые, первые широко применяются для общей обработки полимеров, а вторые — для смешивания различных волокон, наполнителей и смесей полимеров перед окончательным формованием [2]. В зависимости от взаимодействия двух шнеков двухшнековые экструдеры можно разделить на два типа: двухшнековые экструдеры с взаимным зацеплением и без зацепления.В семействе двухшнековых экструдеров было обнаружено, что двухшнековые экструдеры с полным зацеплением, вращающиеся в противоположных направлениях, обладают наилучшей перекачивающей способностью из-за их характеристик положительного вытеснения.

Двухшнековые экструдеры с взаимным зацеплением, вращающиеся в противоположных направлениях, были разработаны из смесителей непрерывного действия в 1939 году как часть модулей, предназначенных для компаундирования [3], и с этого времени было разработано множество различных экструдеров для улучшения производственных характеристик в пищевой, металлической и фармацевтической промышленности. , и составные секторы [3,4].В производстве на основе полимеров экструдеры изначально использовались для экструзии профиля труб из поливинилхлорида. Модульные экструдеры, особенно экструдеры для двухшнековой экструзии с двойным вращением в противоположных направлениях, подверглись интенсивным экспериментальным исследованиям [5].

Моделирование — это эффективный способ изучения, анализа и улучшения процесса. Наряду с историческими разработками в области проектирования, производства и применения экструдеров, рабочие условия и параметры были исследованы аналитически, и были представлены теоретические модели для описания процесса.Однако этот тип теоретического моделирования остается ограниченным, и некоторые параметры по-прежнему выбираются на итерационной основе во время производства. Следовательно, существует потребность понять нынешнее состояние теоретического понимания процесса, материалов и требований отрасли, чтобы обеспечить точное моделирование экструзии и, возможно, помочь в разработке новых параметров.

В этой статье процесс экструзии рассматривается на основе подробного описания процесса, технологии обработки, материалов, параметров процесса, влияния элементов машины и структурных ограничений для применения экструзии в производстве композитов. промышленность.Это исследование направлено на представление интегрированных глобальных моделей для численного моделирования процесса экструзии с многофазными материалами, в которых учитываются коэффициент заполнения, поля давления, поля температуры и состояние плавления, а также скорость подачи в условиях заводнения. Результаты этого исследования могут быть использованы для выявления областей, требующих развития, и для улучшения характеристик процесса экструзии.

2. Общие замечания

Первые подробные анализы процесса экструзии были связаны с классической одношнековой экструзией с подачей воды [6] и сконцентрированы на процессе транспортировки расплава, а затем и транспортировке твердых тел.Ранняя фундаментальная модель плавления в одношнековом экструдере была предложена Мэддоком и Тадмор и др. [6,7,8]. Модели плавления и различные комплексные компьютерные модели легли в основу разработки одношнековых экструдеров с заливной подачей, которые обсуждаются ниже в статье. Однако исследования одношнековой экструзии с голодной подачей начались совсем недавно и в основном сосредоточены на смешивании и плавлении, а моделированию процесса уделяется мало внимания [6,9].

С другой стороны, двухшнековые экструдеры широко используются в современной промышленности [5,10,11,12,13].Такие экструдеры можно разделить по относительному направлению вращения их шнеков на два типа: двухшнековые экструдеры, вращающиеся в одном направлении и в противоположных направлениях. В двухшнековом экструдере, вращающемся в одном направлении, максимальная скорость достигается на концах шнеков, тогда как в двухшнековых экструдерах, вращающихся в противоположном направлении, максимальная скорость достигается в области зацепления. Можно утверждать, что механизм совместного вращения обеспечивает лучшее перемешивание, поскольку материал перемещается между лепестками. Однако механизм встречного вращения создает большее давление, что делает его более эффективным при экструзии профиля [14].

Многие исследователи экспериментировали с различными типами экструдеров, пытаясь понять поток материала в шнеках. Одно- и двухшнековые экструдеры сравнивали Senanayake et al. [15] в рамках проектных исследований, направленных на разработку упрощенного экструдера для менее развитых стран для экструзионного приготовления и обработки местных пищевых материалов. Одношнековые экструдеры просты в изготовлении, но они чаще забиваются материалом, чем двухшнековые экструдеры.

Одношнековый экструдер является наиболее распространенным типом экструдера и предлагает относительно низкие инвестиционные затраты.Двухвинтовые машины используются для более высокой производительности. При экструзии матрица является критическим фактором, влияющим как на производительность, так и на качество продукции. Самый простой способ увеличить производительность экструдера — увеличить скорость вращения шнека. Это простое решение обычно приводит к плохому качеству расплава, вызванному превышением плавильной способности конструкции шнека и деградации, вызванной высокой температурой расплава [16]. Использование шнека меньшего диаметра может дать несколько преимуществ для достижения более высокой производительности при более высокой скорости вращения шнека.Одним из важных преимуществ экструдера меньшего диаметра являются лучшие характеристики теплопередачи. Более высокая производительность при более высокой скорости вращения шнека может быть достигнута с использованием экструдера меньшего диаметра. Это обеспечивает лучшие характеристики теплопередачи [16].

Экструзионная фильера предназначена для распределения расплава полимера в проточном канале таким образом, чтобы материал выходил из фильеры с равномерной скоростью и минимальным падением давления. За исключением круглых штампов, чрезвычайно сложно создать геометрию единого проточного канала, которую можно было бы использовать для широкого диапазона полимеров и рабочих условий.Распределение выходных скоростей через экструзионную головку зависит от скорости сдвига, температуры и тепловыделения расплава полимера [17]. Как при одно-, так и при двухшнековой экструзии все фильеры требуют адекватного и равномерного нагрева без мертвых зон в проточных каналах для предотвращения горячих или холодных пятен в потоке полимера, которые могут изменить вязкость расплава или привести к деградации смолы [18]. Характеристики экструзионной головки зависят от конструкции геометрии коллектора и от рабочих условий, принятых во время экструзии [17].Конструкция экструзионной фильеры представляет собой сложную задачу, поскольку размеры экструдированного продукта зависят от конструкции фильеры, а также от свойств полимера и параметров процесса экструзии. Процесс проектирования фильеры можно улучшить, объединив вычислительное моделирование с эмпирическими данными и улучшив контрольно-измерительные приборы для экструзии. Усовершенствованная и продуманная конструкция фильеры улучшает качество продукции и сокращает время на проектирование и оптимизацию процесса экструзии, что приводит к снижению затрат. [19]

В двухшнековых экструдерах, поскольку виток одного шнека входит в зацепление с каналом другого, можно предотвратить засорение, тем самым улучшая перемешивание материала в каналах шнеков.В одношнековых экструдерах материал удерживается намного дольше, чем в двухшнековых экструдерах, явление, связанное с застойными слоями на поверхности шнека [20]. Двухшнековый экструдер имеет примерно в три раза больше материала, чем одношнековый экструдер аналогичного размера и скорости вращения шнека [21].

Теоретически процесс потока материала можно разделить на четыре части: (а) подача в экструдер, (б) транспортировка массы, (в) поток через фильеру и (г) выход из фильеры и последующая последующая обработка. .Во время обработки материала масса трансформируется в основном под действием силы сдвига, давления, скорости охлаждения, формования и времени пребывания [22]. Обычно экструзионный канал делится на три части: (а) зона подачи, (б) переходная зона и (в) зона дозирования. Время обработки материала в экструдере называется временем распределения нахождения.

Распределение времени пребывания — важный параметр качества продукта. Распределение времени пребывания в двухшнековых экструдерах, вращающихся в противоположных направлениях, широко изучено [20,23,24,25,26].В исследовании Sakai et al. [20] сравнили распределение времени пребывания в двухшнековых экструдерах с противовращением и совместным вращением и обнаружили, что более резкое распределение времени пребывания было получено при использовании двухшнекового экструдера с противовращением. Janssen et al. [23] изучали распределение времени пребывания, вводя индикатор импульсов, содержащий радиоактивный оксид магния, в полипропилен в двухшнековый экструдер Паскетти. Воспроизводимость результатов распада магния (Mn) и железа (F) определялась с помощью сцинтилляционного кристалла.Это было использовано для определения возрастного распределения выхода [21]. За этой работой последовала работа Wolf et al. [25], в котором радиоактивный оксид магния был нанесен на машину Krauss – Maffei Model KMD 90, которая использовалась для экструзии поливинилхлорида. Shon et al. [26] сравнили распределение времени пребывания в четырех типах смесителей непрерывного действия и пришли к выводу, что двухшнековые экструдеры, вращающиеся в противоположных направлениях, имеют более узкое распределение времени пребывания, чем модульные двухшнековые экструдеры и смесители, вращающиеся в одном направлении.Этот вывод согласуется с работой других авторов, которые обнаружили, что распределение времени пребывания более узкое для экструдеров с зацеплением, чем для одношнековых экструдеров или двухшнековых экструдеров, вращающихся в одном направлении [21].

Большинство коммерческих экструдеров предоставляют выбор шнеков или сменных секций, которые изменяют конфигурацию зон подачи, перехода и дозирования. Такая модульная конструкция позволяет модифицировать процесс экструзии в соответствии с конкретными требованиями, такими как смешивание [1].

Шнеки с голодной подачей чаще всего встречаются в двухшнековых экструдерах. Производительность экструдера не зависит от скорости вращения шнека в установившемся режиме. В отличие от плавления в одношнековых экструдерах, исследования плавления в двухшнековых экструдерах появились в литературе совсем недавно [12]. Были разработаны различные модели для анализа процесса плавления в двухшнековых экструдерах. На основе этих моделей плавления было разработано несколько комплексных компьютерных моделей, в основном для двухшнековых экструдеров, вращающихся в одном направлении [9].

3. Моделирование процесса

Чтобы смоделировать процесс, важно выбрать правильный инструмент моделирования для практического и реалистичного анализа операции. Для экструзии полимерного композита инструмент моделирования должен быть оборудован для обработки аспектов, важных для процесса. Например, условия в цилиндре не изотермические и изобарические [27], и в большинстве случаев материал неоднороден. Это отсутствие однородности еще больше усложняется, если в процессе участвуют гранулы [28] или волокна [29,30].В 1990-х годах неизотермические потоки изучались Kye et al. [31] и Уайт и Чен [32,33] в двухшнековых экструдерах, вращающихся в одном направлении, Бэнг и Уайт [34] в тангенциальных двухшнековых машинах, вращающихся в противоположных направлениях, а также Хонг и Уайт [35] для двухшнековых экструдеров, вращающихся в противоположных направлениях. шнековый экструдер.

Поток полимеров в процессе экструзии был хорошо определен, хотя по-прежнему сложно смоделировать поток в двухшнековых экструдерах. Более продвинутое моделирование требует комплексного подхода, который включает в себя изучение твердой транспортировки, плавления и течения расплава полимера.Первые подробные анализы процесса экструзии полимеров были связаны с транспортировкой расплава, а затем и с транспортировкой твердых тел. На основе этих моделей были разработаны различные комплексные компьютерные модели процессов экструзии. Поскольку большинство двухшнековых экструдеров являются самоочищающимися и работают с недостаточным питанием [36], в недавних исследованиях появилось больше моделей таких экструдеров [9,37].

Течение расплавленного полимера может быть представлено в глобальной модели с использованием 1D и 2D подходов [6,8,37,38]. Эта работа включает в себя упрощение траектории движения частиц и выполнение анализа конечного объема, который требует знания геометрии шнека, свойств материала и условий обработки.Общие инструменты моделирования экструзии для таких анализов включают LUDOVIC ® , Morex, SIGMA и Akron-Co-Twin Screw ® [39,40,41]. Основными параметрами процесса являются давление, температура, время пребывания и степень заполнения.

LUDOVIC ® — это программное обеспечение для моделирования макротермомеханических характеристик при двухшнековой экструзии и периодических процессах. Подход является одномерным неизотермическим по длине шнека и позволяет пользователю рассчитать изменение основных параметров процесса.В исследовании сверхвысокой скорости экструзии [42], например, программа LUDOVIC ® использовалась для расчета термомеханических параметров потока для различных профилей шнека, и было обнаружено, что она обеспечивает хорошую корреляцию между теоретическими и экспериментальными результатами.

Wilczynski et al. [9] использовали систему моделирования TWIN_CT (т.е. модель двухшнековой экструзии с противовращением) для различных конфигураций шнеков. Эта модель представляет три основных области процесса: транспортировка твердых тел, плавление и течение расплава.Моделирование позволяет прогнозировать ход плавления полимера, экструзии под давлением и температурных профилей, а также степень заполнения канала шнека в двухшнековом экструдере встречного вращения [41]. Эта модель очень эффективна для модульного расположения шнеков. Методика, основанная на 3D-моделировании МКЭ, была представлена ​​Ishikawa et al. [43] в качестве числовой модели двухшнекового экструдера, вращающегося в одном направлении. Эта модель претендует на то, чтобы быть мощным инструментом для оценки характеристик смешивания, поскольку она позволяет оценивать параметры смешивания, такие как RTD и историю напряжений и деформаций.

Модель плавления Вильчинки и Уайта [37] описывает влияние давления в каландровом зазоре сдвоенных шнеков на плавление полимеров. Полимер плавится и вытекает из зазора каландрирования — находящегося под давлением конца С-камеры — в потоке давления. Эта модель дает теоретическое обоснование использования винтов, вращающихся в противоположных направлениях. Wilczynki et al. [9] обобщили подход к моделированию пластических процессов для одновинтового оборудования, а Baronsky-Probst et al. [10] сделали то же самое для двухшнековой экструзии.

В большинстве случаев подходы схожи с небольшими вариациями при изменении условий процесса, как показано Redl et al. [39] для экструдеров с самоочисткой и голодной подачей. Коэффициент заполнения для системы был неизвестен, поэтому расчет проводился в обратном направлении от матрицы к питанию. Из-за неизвестной температуры конечного продукта была использована итерационная процедура для расчета профилей давления, коэффициента заполнения и температуры. Расчетная температура в месте окончания плавления сравнивается с температурой плавления используемого пластика.Сходимость итерационных вычислений достигается при равных температурах [5,9].

При численном анализе потока полимеров во вращающихся шнеках считается, что материал находится в жидкой форме из зоны подачи [36]. С другой стороны, когда плавление наблюдается экспериментально, на него влияют такие факторы, как скорость подачи, скорость шнека и скорость сдвига, что указывает на постепенный процесс плавления. Эксперименты, проведенные Lewandowski et al. [5] показывают, что плавление начинается раньше, когда скорость подачи увеличивается из-за более быстрого формирования поддона.Когда C-камеры заполнены более полно, а длина ложа поддона (слой, образованный частично или полностью расплавленным полимером в цилиндре) больше, для полного плавления полимера требуются более длинные винты. Когда скорость шнека при постоянной скорости потока увеличивается, плавление занимает больше времени, поскольку полимерные поддоны транспортируются быстрее, а степень заполнения снижается [44]. Однако, поскольку C-камера менее заполнена, для полного плавления необходимы более короткие винты. Модель Wilczynski et al.В [45] выделяются две области плавления: частично заполненная область плавления и полностью заполненная область плавления. На основе явлений плавления были предложены математические модели плавления в обеих областях [5,6]. В частично заполненной области был применен энергетический баланс к элементарному объему материала в предположении, что в этой области не генерируется теплота трения.

Около 80% тепла, необходимого для плавления или плавления массы, доставляется теплом, возникающим в результате трения между винтами и цилиндром, что приводит к сдвигу.Оставшееся тепло поступает от внешних источников, таких как комплекты нагревателей с тепловыми картриджами, размещенных в пазах цилиндра [14,46,47].

Большинство моделей процессов экструзии имеют упрощенное моделирование за счет игнорирования некоторых параметров. Процесс экструзии был оптимизирован Malik et al. [48] ​​за счет включения условий проскальзывания стенок на цилиндрических и винтовых поверхностях. В зонах смешивания, состоящих из комбинаций шнековых элементов прямой и обратной транспортировки, проскальзывание стенки снижает скорость увеличения давления элементов шнека прямой транспортировки и скорость потери давления элементов шнека обратной транспортировки, приводя к общему снижению давления в секция смешивания.Это говорит о том, что процесс может быть оптимизирован путем управления поведением проскальзывания стенки жидкости посредством разумного выбора материалов, шероховатости поверхности и температуры для поверхностей шнека и цилиндра экструдера и фильеры.

Совсем недавно Polyflow, программное обеспечение CFD конечных элементов, разработанное ANSYS, использовалось для моделирования процессов экструзии как одношнековых, так и двухшнековых экструдеров [5]. Были спрогнозированы температурное поле, изменение давления вдоль шнека, структура потока, время пребывания и поперечные силы.Левандовски и др. [5] и Lewandowski [12] применили подход с использованием полностью трехмерного неньютоновского моделирования методом конечных элементов для описания характеристик перекачивания шнеков в двухшнековом экструдере, вращающемся в противоположных направлениях, с полимерами. Результаты подтверждены экспериментально. Неньютоновское истончение расплавленных полимеров при сдвиге обычно моделируется степенной моделью или логарифмическим уравнением Клиена. Однако профили давления для ньютоновской и неньютоновской жидкости в целом похожи, и градиент давления уменьшается с уменьшением индекса степенного закона [5,12].Примером моделирования жидкости является исследование Tagliavini et al. [49], где ANSYS FLUENT использовался для моделирования вычислительной гидродинамической модели зоны подачи двухшнекового экструдера. показан контур вязкости секции шнека в зоне подачи, один из результатов моделирования.

Расчет контура вязкости жидкостной модели зоны подачи двухшнекового экструдера с помощью программного обеспечения ANSYS, адаптированного из Tagliavini et al. [49] с разрешения De Gruyter, 2020.

Из-за быстрого увеличения количества новых применений пленочных / листовых продуктов в различных областях упаковочной, электронной и оптической промышленности, более высокая производительность при более низком производстве и более высокой функциональности основные направления развития технологии экструзии пленок и листов [2].Моделирование процессов эволюционировало от первых математических и физических моделей, созданных Пирсоном и Петри [50,51], до использования современной платформы моделирования. Например, Влахопул и Сидиропулос [52] использовали программное обеспечение SPIRALCAD ADVANCE для моделирования конструкции спиральной фильеры для экструзии пленки с раздувом ().

Распределение давления, прогнозируемое SPIRALCAD ADVANCE при моделировании выдувания полимерной пленки, адаптировано из Vlachopoulus и Sidiropoulos [52] с разрешения Elsevier, 2020.

4.Процесс в цилиндре

Подающее отверстие экструдера вводит материал в канал шнека. Горловина обычно подходит для первых нескольких витков шнека экструдера. Чтобы предотвратить преждевременное повышение температуры в зоне загрузочного отверстия, кожух обычно охлаждается водой. При чрезвычайно высоких температурах полимер может прилипать к поверхности загрузочного отверстия, вызывая ограничение потока в экструдер и приводя к проблемам с транспортировкой твердых частиц [24]. Чтобы обеспечить постоянный поток через бункер, следует учитывать постепенное сжатие в области сужения, а поперечное сечение бункера должно быть круглым.

Современные экструдеры имеют модульную конструкцию шнеков для облегчения эффективного перемешивания в цилиндре. Конструкции толстых лопастей, конструкции тонких лопастей и смешанные конструкции толстых / тонких лопастей использовались [15,36,39] для создания винтов, поскольку условия сдвига контролируются лопастью и скоростью вращения. Wilczyński et al. [9] представили современную технику для комплексного моделирования винтовой обработки пластмасс. Многоцелевая компьютерная система изучала транспортировку, плавление и смешивание материала, а также создание давления для проталкивания материалов через головку экструдера.Оптимизационные процедуры модели на основе генетических алгоритмов, имитирующих естественный процесс эволюции, и поверхность отклика задавались математическими моделями процесса. В исследовании подчеркивается важность прогнозирования поведения материала, такого как свойства плавления и термомеханическая история, во время обработки шнека.

На полимерный материал ствола влияют температура и скорость вращения шнека, а также время. В экструзии термин «распределение времени пребывания» (RTD) используется для описания распределения времени, в течение которого полимерный материал остается внутри цилиндра и фильеры.[53]. Распределение времени пребывания (RTD) и давление вокруг фильеры имеют прямое влияние на профиль продукта. RTD оказывает большое влияние на характеристики продукта, так как он определяет время воздействия температуры, давления, перемешивания и сдвига на материал. Влияние RTD можно проследить с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области (NIR) и использования УФ-поглотителя. Например, для чистого полипропилена распределение времени пребывания можно измерить, определив волновое число и интенсивность конкретного пика УФ-поглотителя при 6475 см -1 [11].На RTD влияет среднее время пребывания (MRT), которое, в свою очередь, зависит от конфигурации шнека. Для двухшнекового экструдера Гаутам и Чоудхури [54] заметили, что тип, длина и положение смесительных элементов, а также расстояние между двумя элементами существенно влияют на MRT. Время пребывания массы в экструдере значительно увеличивается, если в профиль шнека включены смесительные элементы. Время пребывания было увеличено вдвое за счет включения реверсивных винтовых элементов.Также было обнаружено, что если положение смесительных элементов было перемещено от фильеры, MRT увеличивалось. Кроме того, увеличенное расстояние между элементами смешивания увеличивало MRT с увеличением длины элементов. Другие более ранние исследования [55,56,57,58,59] показали, что MRT уменьшается за счет увеличения скорости потока сырья и скорости шнека, а также за счет уменьшения содержания влаги в сырье.

Смесительные элементы обычно используются в экструдерах. Месильный блок и его отдельные диски составляют доминирующий диспергирующий смесительный блок жидкостной системы.В отличие от транспортирующего элемента, смесительный элемент обычно работает, когда он полностью заполнен материалом, и может частично или полностью зависеть от потока, управляемого давлением [28]. Доступный объем потока материала зависит только от толщины диска. Томпсон и др. [28] использовали смешивающие элементы, чтобы объяснить влияние конфигурации шнека на влажную грануляцию. В дополнение к месильным дискам они использовали гребенчатые смесительные элементы, позволяющие разделять и рекомбинировать потоки с различной историей сдвига.Использование гребенчатых смесителей прямого действия позволило создать более надежную область смешивания в этом эксперименте. Движение модульных роторов вызывало колебания давления, как наблюдали Браво и др. [60].

Существует два основных типа удерживающих головок экструдеров — системы с прямыми контурами и крейцкопфы. В первом случае фильера удерживается на одной линии с шнеком экструдера, а во втором экструдат выходит под прямым углом к ​​шнеку. Системы крейцкопфов способны наносить резиновые смеси на подложку, которая может быть сплошным материалом, таким как проволока или кабель, или прерывистым материалом, таким как роликовый центр или оправка [61].

Структура штампа была проанализирована и оптимизирована с использованием методов конечных элементов. Такие исследования обычно сосредоточены на штампах для экструзии металла из-за высокого давления и температуры [62,63]. Производительность увеличивается линейно с увеличением скорости вращения шнека. Кажется, что удельная производительность не зависит от давления в широком диапазоне температур расплава и скоростей шнека.

Появление новых требовательных приложений в пластмассовой промышленности привело к тому, что профили штампов все большей сложности используются для производства, что, естественно, способствует несбалансированному потоку [61].Быстро развивающейся областью исследований являются многослойные пленки, которые все чаще используются в упаковке для достижения конкретных требований к характеристикам. Новые полимеры и технологии обработки способствовали развитию многослойных пленок [64]. Соэкструзия — это распространенный метод, используемый для производства многослойных пленок, получаемых экструзией с раздувом. В общем, можно предпринять несколько мер, чтобы исключить неравномерный поток материала через матрицу, например, изменение формы матрицы, расположения иллюминатора, размера иллюминатора и длины локального подшипника.На практике для хорошего качества продукта обязательно наличие равномерного потока, особенно во время экструзии профиля. При моделировании однородного потока разработчики процессов и штампов, операторы процессов и корректоры штампов перешли от методов проб и ошибок [63] к использованию современных методов, таких как моделирование вычислительной гидродинамики (CFD) [49]. В случае соэкструзии скорость и напряжения должны быть непрерывными на границе раздела между соседними слоями многослойного потока полимеров [64].Влияние вязкости полимера на форму границы раздела, скорость, давление, скорость сдвига и распределение времени пребывания. Используя программное обеспечение ANSYS polyXtrue, Гупта [65] обнаружил, что вязкости двух полимеров оказывают значительное влияние на форму границы раздела, скорость, давление и скорость сдвига в фильере, но лишь незначительное влияние на распределение времени пребывания два полимера. Моделирование распределения давления в профильном штампе для трех различных комбинаций полимера LDPE в подложке и покрывающем слое, показанном на рис.

Моделирование распределения давления в профильном штампе с помощью программного обеспечения ANSYS polyXtrue, адаптированного из Gupta [65] с разрешения Gupta, 2020. ( a ) Подложка: LDPE-A, крышка: LDPE-A, ( b ) Подложка: LDPE-A, крышка: LDPE-D, ( c ) Подложка: LDPE-D, крышка: LDPE-A, ( d ) Подложка: LDPE-A, крышка: LDPE-A с большей скоростью потока ( LFR) через верхний слой.

5. Усиление при переработке

Рост стоимости чистых полимерных материалов привел к необходимости в менее дорогих армирующих или наполнителях, которые не влияют отрицательно на прочность и износостойкость получаемого полимерного профиля.Одним из таких наполнителей является древесина в виде муки и волокон. Кроме того, рост стоимости древесины и деревянных каркасов в строительных изделиях означает, что существует спрос на альтернативные твердые изделия. Соответственно, использование пластиковых экструзионных профилей в качестве замены изделий из дерева в дверях и стенах, а также в оконных рамах и молдингах в последние годы увеличилось. Использование более дешевого полимера в качестве наполнителя, например, при производстве полимерных пленок, является значительным способом снижения затрат на сырье.Кроме того, интерес к использованию переработанных полимеров также заметно вырос из-за ужесточения законодательства. Замена первичных полимеров вторичными дает возможность снизить затраты на сырье в тех областях применения, где разрешено использование вторичных полимеров. Растущий интерес был сосредоточен на использовании других природных материалов, таких как конопля и сизаль, в качестве армирующих материалов для термопластов. Целлюлоза или волокна на основе целлюлозы требуют связующих агентов для улучшения их адгезии с матрицами.Полиолефины, изоцианаты и силаны с привитым малеиновым ангидридом являются обычно используемыми связующими агентами, которые улучшают не только адгезию, но и механические свойства композита [66]. Полимерные композиты, армированные деревом или другими материалами из натуральных волокон, показали заметные улучшения физических свойств полимерных материалов.

Были проведены эксперименты с использованием новых натуральных волокон, таких как шлифовальная пыль из шелухи подсолнечника (SHSD), которая использовалась в качестве композита с полипропиленом [29].Хотя получение оптимальных условий обработки для экструзии было итеративным, можно сделать некоторые наблюдения за поведением волокна в шнеках экструдера. Добавление СВСД повлияло на характеристики кристаллизации композита. Кроме того, температура кристаллизации полипропилена увеличивалась, а температура плавления оставалась постоянной. Кристаллизация полимеров влияет, например, на термические, механические и химические свойства полимера. Кристаллизация или кристаллизация, вызванная потоком, как свойства полимера, не обсуждаются в этой обзорной статье.

Поглощение влаги древесиной — одна из трудностей, связанных с добавлением древесной муки. Потеря влаги внутри экструдата может замедлить скорость экструзии в результате увеличения вязкости [4]. Более того, в отличие от чистых полимеров, добавление тепла к древесной муке не улучшает текучесть экструдата. Инкапсулирование древесных волокон смолой и их укладывание на поддоны можно использовать для улучшения технологичности во время экструзии, когда эти укладываемые на поддоны кусочки можно смешивать с дополнительной смолой и другими технологическими агентами.Хотя этот процесс требует двойной экструзии, он обеспечивает лучшее увлажнение и более гладкую пленку конечного продукта [4]. Включение надлежащего количества армированных волокон (5–20 об.%) В термопластичную смолу значительно улучшает стабильность размеров, предел прочности, модуль упругости, электрические свойства и коррозионную стойкость [30]. Эти свойства связаны с концентрацией, длиной, диаметром и распределением волокон. Для увеличения прочности композита средняя длина волокна в матрице должна превышать критическую длину, насколько это возможно, без нарушения технологичности [30].Условия экструзии напрямую связаны с механическими свойствами продукта. Несмотря на то, что была проведена работа по эксперименту с эволюцией параметров, имеет смысл моделировать процесс для проведения экономически эффективных экспериментов с возможностью изменения параметров процесса, что приведет к оптимизации экструзии.

6. Влияние процесса на волокна

За последние десятилетия многие авторы (например, [67,68,69,70]) исследовали влияние повреждения волокна на свойства композитов во время компаундирования и экструзии.Различные технологические факторы, такие как геометрия и скорость шнека, размеры волокна, скорость подачи, температура цилиндра и вязкость полимера, влияют на разрыв волокна в шнеке. Некоторые исследования [71,72,73] пытались смоделировать повреждения волокон в винтах, но моделирование также оказалось сложной задачей. Например, Берзин и др. [73] указали, что важно объединить программное обеспечение для моделирования и законы эволюции для размеров волокна. Уменьшение длины волокна является наиболее значительным на первом этапе обработки, когда пучки волокон подвергаются филаментизации.Альбрехт и др. [72] отметили, что разделение жгута волокон должно быть реализовано в моделировании, чтобы повысить надежность модели.

Существует ограничение на длину волокна в процессе экструзии композита. Для повышения прочности композита средняя длина волокна в матрице должна максимально превышать критическую длину [30]. Следовательно, важно оценить влияние переменных обработки на степень разрушения волокна во время экструзии. Уменьшение длины и распределения волокон отрицательно сказывается на структуре композитного продукта.Концентрация напряжения сдвига возникает около концов волокна, где и начинается разрушение. Более сильное разрушение волокна приводит к большему количеству концов волокна, которые действуют как места концентрации напряжений, где возникают и распространяются межфазные трещины, что приводит к разрушению из-за напряжения растяжения [30,74].

В нескольких исследованиях [30,46,75] были выполнены эксперименты и выбраны параметры на основе существующих исследований и итерационных методов. Сложно экспериментировать с новыми материалами и комбинациями материалов, потому что существуют ограничения на условия экструдера, особенно при работе с волокнами, что очень затрудняет численный анализ.Давление в двухшнековом экструдере можно регулировать с помощью обратной транспортировки (т.е. сброса давления) и прямой транспортировки (т.е. увеличения давления) в секциях шнека. Модель Wilczyński et al. [9] ясно показывает, что давление создается только в полностью заполненных областях винтов, то есть на конце винтов рядом с матрицей в области срезающих элементов. Как правило, прокачивающая способность шнеков уменьшается, если перекачиваемая жидкость не является ньютоновской, и увеличивается, когда жидкость становится более ньютоновской [9].Wilczyński et al. [76] моделировали эффекты скольжения при одношнековой экструзии древесно-пластмассовых композитов. Моделирование потока в шнеке, показанное на рисунке, показало, что профиль скорости резко изменился, а давление в цилиндре экструдера и фильере существенно упало. Проскальзывание шнека и фильеры оказывает важное влияние на скорость потока и давление экструзии. Они обнаружили, что повышенное скольжение на винте снижает как расход, так и давление, в то время как повышенное скольжение на головке увеличивает скорость потока и снижает давление.

Моделирование винтового потока одношнекового экструдера адаптировано из Wilczyński et al. [76].

Деградация волокна при низкой деформации сдвига незначительна (как показано в исследовании Хауснеровой и др. [30]) на основании сравнения распределения длины волокна до и после экструзии. Как упоминалось ранее, экструзия волокон эффективна при использовании множественной экструзии и укладки на поддоны. Кажущаяся вязкость при постоянной скорости сдвига как функция числа экструзий постепенно уменьшается по мере повторения экструзий из-за разрушения матричного полимера и уменьшения длины волокна.Увеличение количества циклов экструзии уменьшает длину волокон. Во время первой экструзии уже наблюдались серьезные повреждения волокон независимо от скорости экструзии и скорости сдвига [30].

7. Выводы

Работа, проделанная в последние годы по экструзии, была исследована в этой статье. Хотя процесс экструзии хорошо известен и широко используется в обрабатывающей промышленности, достижения в области материалов приводят к новым требованиям. Многие авторы исследовали механизмы плавления, смешивания и дозирования полимеров.Однако существует ограниченная литература по тем же функциям с многофазными материалами. Для механической экструзии продукта оптимизация структурных свойств является конечной целью, а ключом к определению оптимальных параметров процесса является итерация. Установление взаимосвязи между свойствами продукта и параметрами процесса сложно, дорого и ограничено, если используются только экспериментальные данные. Таким образом, успешное моделирование и симуляция могут обеспечить быструю и экономичную разработку.

Исследование разрыва волокна из-за сил сдвига, действующих через расплавленную матрицу, представляло особый интерес, поскольку разрыв волокна напрямую связан со структурными свойствами конечного продукта.Существует необходимость в дальнейшем изучении факторов, вызывающих эту поломку, чтобы обеспечить оптимизацию процесса, а также необходимость изучения эволюции параметров процесса, таких как давление, скорость потока и температура, для облегчения эффективного управления процессом. Инструменты моделирования или модели анализа методом конечных элементов, как обсуждается в статье, во многих случаях исторически концентрировались только на экструзии чистого полимера. Информация о материалах, содержащих частицы, ограничена. Инструмент моделирования необходим для изменения характеристик шнека, анализа эффектов добавления шнековых элементов, определения волокнистых материалов и точного извлечения профилей параметров.

Множественная экструзия — это обычная практика, используемая для улучшения смешивания волокон и полимеров. Можно спроектировать структуру экструзионного шнека, чтобы избежать многократной экструзии и уменьшить деградацию волокна. Хотя более низкое напряжение сдвига приводит к низкой деградации волокна, которой пренебрегают в литературе [30], кажущаяся вязкость при постоянной скорости сдвига уменьшается с количеством экструзий из-за разрушения полимера. Остается вопрос, можно ли воспроизвести деградацию с помощью инструментов моделирования и можно ли эффективно наблюдать за изменениями свойств конечного продукта.

Экструзия — энергоемкий процесс. Следовательно, оптимизация использования энергии в процессе при сохранении стабильности расплава полимера имеет важное значение для производства продукции высокого качества при низкой стоимости единицы продукции. На термическую стабильность и энергоэффективность сильно влияют условия процесса; полимерный материал и экструдер, а также система управления и контроля процесса [77]. Технологии и моделирование играют ключевую роль в повышении энергоэффективности процесса экструзии. Шнековые сборки и головки экструдера — это две основные области дизайна, которые оказывают значительное влияние на разложение частиц и смешивание материалов.Может быть создана модифицируемая конструкция для анализа эффективности шнека, и конструкция может быть оптимизирована с помощью вычислений, прежде чем переходить к производству в экструдере. На рынке доступно множество различных программных платформ, таких как SOLIDWORKS и ANSYS, которые включают пакеты для проектирования машин, а также для анализа или моделирования процессов. Это упрощает передачу данных между различными пакетами, что сокращает время разработки и повышает производительность.

Для получения хорошего продукта необходима оптимальная длина волокон.В некоторых случаях критическая длина уже была определена (например, [30]), и эти данные могут использоваться в качестве эталона для моделирования процесса экструзии с волокнами. В основной области разрушения происходят три возможных механизма разрушения: волокно – волокно, волокно – цилиндр и разрыв волокно – полимер [9]. Эта поломка напрямую связана с конструкцией шнека, что приводит к необходимости оптимизации конфигурации шнека и скорости вращения шнека. Исследования, проведенные на сегодняшний день, проводились в экструдерах, эффективных для полимеров, поскольку было ограничение на доступность оборудования.

Как отмечалось в этой статье, на рынке уже есть несколько инструментов для моделирования экструзии. Большая часть программного обеспечения была разработана для экструзии полимеров (жидкости). Хотя в некоторых случаях возможна многофазная экструзия, при использовании волокнистых композитов этот подход сталкивается с ограничениями. Разработка универсального инструмента моделирования экструзии будет способствовать более эффективному и широкому использованию экструзии в современном производстве.

Вклад авторов

Концептуализация, Р.J., M.H. и Т.К .; методология и исследования, R.J. и M.H; письмо — подготовка оригинального проекта, R.J., M.H. и Т.К .; написание — просмотр и редактирование, M.H .; надзор, Т.К. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование не получало внешнего финансирования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Чокши Р., Зия Х. Метод экструзии горячего расплава: обзор.Иран. J. Pharm. Res. 2004; 3 DOI: 10.22037 / ijpr.2010.290 ;. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Сакаи Т. Технология шнековой экструзии — прошлое, настоящее и будущее. Полимеры / Полимеры. 2013; 58 DOI: 10.14314 / polimery.2013.847. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Leistritz P., Burghauser F. Патент Германии 699 757 1940. Ger. Пат. 1939; 682: 787. [Google Scholar]

4. Экструзия композитных материалов на основе полимеров и древесной муки Коуп К.В. 5 847 016. Патент США. 1998 Dec 8;

5. Левандовски А., Вильчиньски К., Вильчиньски К.Ю., Настай А.Составная модель двухшнекового экструдера с противовращением и взаимным зацеплением и ее экспериментальная проверка. Polym. Англ. Sci. 2015; 55: 2838–2848. DOI: 10.1002 / pen.24175. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Wilczyński K., Nastaj A., Wilczyński K.J. Модель плавления для одношнековой экструзии термопластов с истощенной подачей. Int. Polym. Процесс. 2013; 28: 34–42. DOI: 10,3139 / 217,2640. [CrossRef] [Google Scholar] 7. Алтинкайнак А., Гупта М., Сполдинг М.А., Крэбтри С.Л. Исследование влияния геометрии шнека на плавление в одношнековом экструдере; Материалы ежегодной технической конференции — ANTEC, Материалы конференции; Орландо, Флорида, США.16–20 мая 2010 г. [Google Scholar] 8. Тадмор З. Основы экструзии пластификаторов. I. Теоретическая модель плавления. Polym. Англ. Sci. 1966; 6: 185–190. DOI: 10.1002 / pen.760060303. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Wilczyński K., Nastaj A., Lewandowski A., Wilczyński K.J. Многоцелевая компьютерная модель для винтовой обработки пластмасс. Polym. Пласт. Technol. Англ. 2012; 51: 626–633. DOI: 10.1080 / 03602559.2012.659313. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Baronsky-Probst J., Möltgen C.V., Kessler W., Kessler R.W.Разработка технологического процесса и управление двухшнековой экструзией клея-расплава для непрерывного производства фармацевтических таблеток с защитой от несанкционированного доступа. Евро. J. Pharm. Sci. 2016; 87: 14–21. DOI: 10.1016 / j.ejps.2015.09.010. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Ласке С., Витшнигг А., Селвасанкар Р.К., Хольцер С. Измерение распределения времени пребывания в двухшнековом экструдере с использованием БИК-спектроскопии. J. Appl. Polym. Sci. 2014; 131 DOI: 10.1002 / app.39919. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Левандовски А. Двухшнековая экструзия полимеров с двойным вращением в противоположных направлениях.Чалл. Мод. Technol. 2011; 2: 36–40. [Google Scholar] 13. Цзян К., Ян Дж., Уайт Дж. Л. Моделирование характеристик перекачивания шнеков для двухшнековых экструдеров, вращающихся в противоположных направлениях. Polym. Англ. Sci. 2011; 51: 37–42. DOI: 10.1002 / pen.21789. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Шах А., Гупта М. Сравнение потока в двухшнековых экструдерах с одновременным и противовращением; Материалы ежегодной технической конференции — ANTEC, Материалы конференции; Чикаго, Иллинойс, США. 16–20 мая 2004 г. [Google Scholar] 15.Senanayake S.A.M.A.N.S., Кларк Б. Упрощенный двухшнековый пищевой экструдер с одновременным вращением: проектирование, изготовление и испытания. J. Food Eng. 1999. 40: 129–137. DOI: 10.1016 / S0260-8774 (99) 00049-7. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Christiano J.P. Исследование производительности высокоскоростного одношнекового экструдера для нескольких различных применений экструзии; Материалы ежегодной технической конференции — ANTEC, Материалы конференции; Орландо, Флорида, США. 2–4 апреля 2012 г. [Google Scholar] 17. Лебаал Н. Надежный недорогой алгоритм оптимизации мета-моделирования, основанный на метаэвристическом подходе и подходе с базами данных: применение к конструкции фильеры для экструзии полимеров.Конечный элемент. Анальный. Des. 2019; 162: 51–66. DOI: 10.1016 / j.finel.2019.05.004. [CrossRef] [Google Scholar] 18. Джайлз Х.Ф., Вагнер Дж. Р., Маунт Э.М. Экструзия: полное руководство и справочник по обработке. William Andrew Inc .; Норвич, Нью-Йорк, США: 2005. [Google Scholar] 19. Костич М.М., Райфшнайдер Л.Г. Энциклопедия химической обработки. Тейлор и Фрэнсис; Оксфордшир, Великобритания: 2006. Дизайн экструзионных штампов; С. 633–649. [Google Scholar] 20. Сакаи Т., Хашимото Н., Кобаяши Н. Экспериментальное сравнение между встречным и совместным вращением при двухшнековой экструзии; Материалы ежегодной технической конференции — Общество инженеров по пластмассам; Лос-Анджелес, Калифорния, США.4–7 мая 1987 г. [Google Scholar] 21. Уайт Дж. Л., Ким Э. К. Двухшнековая экструзия: технология и принципы. Публикации Хансера; Цинциннати, Огайо, США: 1991. [Google Scholar] 22. Падманабхан Б. Понимание зоны обработки экструдера: сердце двухшнекового экструдера. Пласт. Addit. Compd. 2008; 10: 30–35. DOI: 10.1016 / S1464-391X (08) 70058-8. [CrossRef] [Google Scholar] 23. Janssen L.P.B.M., Hollander R.W., Spoor M.W., Smith J.M. Распределение времени пребывания в пластифицирующем двухшнековом экструдере. Айше Дж.1979; 25: 345–351. DOI: 10.1002 / aic.6219. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Раувендал К. Полимерная экструзия: пятое издание. Карл Хансер Верлаг ГмбХ Ко КГ; Мюнхен, Германия: 2014. [Google Scholar] 25. Вольф Д., Холин Н., Уайт Д.Х. Распределение времени пребывания в промышленном двухшнековом экструдере. Polym. Англ. Sci. 1986. 26: 640–646. DOI: 10.1002 / pen.760260910. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Шон К., Чанг Д., Уайт Дж. Л. Сравнительное исследование распределений времени пребывания в смесителе, смесителе непрерывного действия и двухшнековых экструдерах с одновременным и противовращением в двух направлениях.Int. Polym. Процесс. 1999; 14: 44–50. DOI: 10,3139 / 217,1519. [CrossRef] [Google Scholar] 27. О С.И., Ву В.Т., Тан Дж. П. Моделирование процессов холодной ковки с помощью системы DEFORM. J. Mater. Процесс. Technol. 1992; 35: 357–370. DOI: 10.1016 / 0924-0136 (92)-O. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Томпсон М.Р., Сан Дж. Мокрая грануляция в двухшнековом экструдере: последствия конструкции шнека. J. Pharm. Sci. 2010. 99: 2090–2103. DOI: 10.1002 / jps.21973. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 29. Суй Г., Фукуа М.А., Ульвен К.А., Чжун В. Полимерный композит, армированный растительным волокном, полученный с помощью двухшнекового экструдера. Биоресурсы. Technol. 2009; 100: 1246–1251. DOI: 10.1016 / j.biortech.2008.03.065. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 30. Хауснерова Б., Хонкова Н., Ленгалова А., Китано Т., Саха П. Реология и деградация волокон при сдвиговом потоке полипропиленов, армированных углеродным волокном. Polym. Sci. Сер. А. 2006; 48: 951–960. DOI: 10,1134 / S0965545X060. [CrossRef] [Google Scholar] 31. Кай Х., Уайт Дж. Л. Моделирование непрерывной полимеризации в модульном двухшнековом экструдере с совместным зацеплением, вращающимся в одном направлении: применение для преобразования капролактама в полиамид 6.Int. Polym. Процесс. 1996. 11: 129–138. DOI: 10,3139 / 217,960129. [CrossRef] [Google Scholar] 32. Уайт Дж. Л., Чен З. Моделирование неизотермического потока в модульной двухшнековой экструзии с одновременным вращением. Polym. Англ. Sci. 1994; 34: 229–237. DOI: 10.1002 / pen.760340309. [CrossRef] [Google Scholar] 33. Чен З., Уайт Дж. Л. Моделирование неизотермического течения при двухшнековой экструзии. Int. Polym. Процесс. 1994; 9: 310–318. DOI: 10,3139 / 217,940310. [CrossRef] [Google Scholar] 34. Банг Д.С., Уайт Дж. Л. Усовершенствованная имитационная модель потока для тангенциального двухшнекового экструдера, вращающегося в противоположных направлениях.Int. Polym. Процесс. 1996; 11: 109–114. DOI: 10,3139 / 217,960109. [CrossRef] [Google Scholar] 35. Хонг М.Х., Уайт Дж. Л. Моделирование потока в модульном двухшнековом экструдере встречного вращения: неньютоновское и неизотермическое поведение. Int. Polym. Процесс. 1999. 14: 136–143. DOI: 10,3139 / 217,1538. [CrossRef] [Google Scholar] 36. Яку В.А. Моделирование двухшнекового экструдера, вращающегося в одном направлении. J. Food Process. Англ. 1985; 8: 1–21. DOI: 10.1111 / j.1745-4530.1985.tb00095.x. [CrossRef] [Google Scholar] 37. Вильчинский К., Уайт Дж. Л. Модель плавления для двухшнековых экструдеров с встречным вращением. Polym. Англ. Sci. 2003; 43: 1715–1726. DOI: 10.1002 / pen.10145. [CrossRef] [Google Scholar] 38. Бавискар С., Уайт Дж. Л. Транспортировка и плавление твердых тел в самоочищающемся двухшнековом экструдере с одновременным вращением и голоданием. Int. Polym. Процесс. 1995; 10: 105–110. DOI: 10,3139 / 217,950105. [CrossRef] [Google Scholar] 39. Редл А., Морель М.Х., Боничел Дж., Вергнес Б., Гильберт С. Экструзия пшеничного глютена, пластифицированного глицерином: влияние условий процесса на текучесть, реологические свойства и распределение молекул по размерам.Cereal Chem. 1999; 76: 361–370. DOI: 10.1094 / CCHEM.1999.76.3.361. [CrossRef] [Google Scholar] 40. Ким Б.Дж., Уайт Дж.Л. Непрерывная полимеризация лактамолактоновых блок-сополимеров в двухшнековом экструдере. J. Appl. Polym. Sci. 2003. 88: 1429–1437. DOI: 10.1002 / app.11792. [CrossRef] [Google Scholar] 41. Вильчинский К., Уайт Дж. Л. Моделирование двухшнековой экструзии. Часть I. Модель противовращающейся экструзии. Полимеры. 2008. 53: 754–759. DOI: 10.14314 / polimery.2008.754. [CrossRef] [Google Scholar] 42. Фараханчи А., Собкович М.Дж. Кинетическое и технологическое моделирование термической и механической деградации при сверхвысокоскоростной двухшнековой экструзии. Polym. Деграда. Stab. 2017; 138: 40–46. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2017.02.009. [CrossRef] [Google Scholar] 43. Исикава Т., Амано Т., Кихара С.И., Фунацу К. Модели потоков и механизмы смешивания в шнековом смесительном элементе двухшнекового экструдера, вращающегося в одном направлении. Polym. Англ. Sci. 2002; 42: 925–939. DOI: 10.1002 / pen.11002. [CrossRef] [Google Scholar] 44. Акдоган Х. Давление, крутящий момент и энергетические характеристики двухшнекового экструдера при высоком содержании влаги.Food Res. Int. 1996. 29: 423–429. DOI: 10.1016 / S0963-9969 (96) 00036-1. [CrossRef] [Google Scholar] 45. Вильчинский К.Ю., Настай А., Левандовски А., Вильчиньски К. Составная модель для одношнековой экструзии термопластов с голодной подачей. Polym. Англ. Sci. 2014; 54: 2362–2374. DOI: 10.1002 / pen.23797. [CrossRef] [Google Scholar] 46. Брайтенбах Дж. Экструзия расплава: от процесса до технологии доставки лекарств. Евро. J. Pharm. Биофарм. 2002; 54: 107–117. DOI: 10.1016 / S0939-6411 (02) 00061-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 47.Puaux J.P., Bozga G., Ainser A. Распределение времени пребывания в вращающемся двухшнековом экструдере. Chem. Англ. Sci. 2000; 55: 1641–1651. DOI: 10.1016 / S0009-2509 (99) 00430-3. [CrossRef] [Google Scholar] 48. Малик М., Калион Д.М., Голба Дж.К.Моделирование процесса двухшнековой экструзии с вращением в одном направлении с учетом зависящего от давления проскальзывания стенки на поверхности цилиндра и шнека: 3D FEM-анализ для комбинаций шнековых элементов с прямой и обратной транспортировкой. Int. Polym. Процесс. 2014; 29: 51–62. DOI: 10,3139 / 217,2802. [CrossRef] [Google Scholar] 49.Тальявини Г., Солари Ф., Монтанари Р. Моделирование методом CFD двухшнекового экструдера, вращающегося в одном направлении: проверка реологической модели теста на основе крахмала для снэков; Труды международного семинара по моделированию производства и обработки пищевых продуктов, FoodOPS 2016; Ларнака, Кипр. 26–28 сентября 2016 г. [Google Scholar] 50. Пирсон Дж.Р.А., Петри С.Дж. Течение трубчатой ​​пленки. Часть 1. Формальное математическое представление. J. Fluid Mech. 1970; 40: 1–19. DOI: 10.1017 / S0022112070000010. [CrossRef] [Google Scholar] 51.Пирсон Дж.Р.А., Петри С.Дж. Течение трубчатой ​​пленки. Часть 2. Интерпретация модели и обсуждение решений. J. Fluid Mech. 1970; 42: 609–625. DOI: 10.1017 / S0022112070001507. [CrossRef] [Google Scholar] 52. Влахопулос Дж., Сидиропулос В. Справочный модуль по материаловедению и материаловедению. Elsevier Ltd .; Амстердам, Нидерланды: 2017. Выдувание полимерной пленки: моделирование. [Google Scholar] 53. Wilczyński K., Lewandowski A., Wilczyński K.J. Экспериментальное исследование одношнековой экструзии термопластов с голодным питанием.Polym. Англ. Sci. 2012; 52: 1258–1270. DOI: 10.1002 / pen.23076. [CrossRef] [Google Scholar] 54. Гаутам А., Чоудхури Г.С. Конфигурация шнека влияет на распределение времени пребывания и перемешивание в двухшнековых экструдерах во время экструзии рисовой муки. J. Food Process. Англ. 1999; 22: 263–285. DOI: 10.1111 / j.1745-4530.1999.tb00485.x. [CrossRef] [Google Scholar] 55. Као С.В., Эллисон Г.Р. Распределение времени пребывания в двухшнековом экструдере. Polym. Англ. Sci. 1984; 24: 645–651. DOI: 10.1002 / pen.760240906. [CrossRef] [Google Scholar] 56.Альтомаре Р.Э., Госси П. Анализ закономерностей распределения времени пребывания в двухшнековом варочном экструдере. Biotechnol. Прог. 1986; 2: 157–163. DOI: 10.1002 / btpr.5420020310. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 57. Ван Зуилихем Д.Дж., Ягер Т., Столп В. Распределение времени пребывания при экструзионной варке. Часть II: Одношнековые экструдеры для переработки кукурузы и сои. J. Food Eng. 1988. 7: 197–210. DOI: 10.1016 / 0260-8774 (88) -9. [CrossRef] [Google Scholar] 58. Ван Зуйлихем Д.Дж., Ягер Т., Столп В., де Сварт Дж.G. Распределение времени пребывания при экструзионной варке. Часть III: Математическое моделирование осевого перемешивания в коническом двухшнековом экструдере, вращающемся в противоположных направлениях, для обработки кукурузной крупы. J. Food Eng. 1988. 7: 197–210. DOI: 10.1016 / 0260-8774 (88) -9. [CrossRef] [Google Scholar] 59. Гогои Б.К., Ям К.Л. Взаимосвязь между временем пребывания и параметрами процесса в двухшнековом экструдере с вращающимся шнеком. J. Food Eng. 1994; 21: 177–196. DOI: 10.1016 / 0260-8774 (94)-6. [CrossRef] [Google Scholar] 60. Браво В.Л., Хримак А.Н., Райт Дж.Д. Численное моделирование профилей давления и скорости в месильных элементах двухшнекового экструдера, вращающегося в одном направлении. Polym. Англ. Sci. 2000; 40: 525–541. DOI: 10.1002 / pen.11184. [CrossRef] [Google Scholar] 61. Crowther B.G. Экструзия резины: теория и развитие. Rapra Technology Limited; Акрон, Огайо, США: 1998. [Google Scholar] 62. Гонсалвес Н.Д., Тейшейра П., Феррас Л.Л., Афонсу А.М., Ныбрега Ю.М., Карнейро О.С. Разработка и оптимизация экструзионной головки для производства профилей из древесно-пластикового композита.Polym. Англ. Sci. 2015; 55: 1849–1855. DOI: 10.1002 / pen.24024. [CrossRef] [Google Scholar] 63. Xianghong W., Guoqun Z., Yiguo L., Xinwu M. Численное моделирование и оптимизация конструкции фильеры процесса экструзии алюминиевых прямоугольных полых труб. Матер. Sci. Англ. А. 2006; 435: 266–274. DOI: 10.1016 / j.msea.2006.06.114. [CrossRef] [Google Scholar] 64. Гора Е., III. Оборудование для совместной экструзии многослойных плоских пленок и листов. В: Вагнер Дж. Р., редактор. Многослойная гибкая упаковка. 2-е изд. Издательство Уильям Эндрю; Норидж, штат Нью-Йорк, США: 2010.[Google Scholar] 65. Гупта М. Трехмерное моделирование совместной экструзии в фильере со сложным профилем; Материалы ежегодной технической конференции — ANTEC, Материалы конференции; Орландо, Флорида, США. 16–20 мая 2010 г. [Google Scholar] 66. Бенгтссон М., Ле Байлиф М., Оксман К. Экструзия и механические свойства высоконаполненных композитов целлюлозное волокно-полипропилен. Compos. Часть А Прил. Sci. Manuf. 2007; 38: 1922–1931. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2007.03.004. [CrossRef] [Google Scholar] 67. Гранде К., Торрес Ф.G. Исследование структуры волокон и повреждений при одношнековой экструзии термопластов, армированных натуральным волокном. Adv. Polym. Technol. 2005. 24: 145–156. DOI: 10.1002 / adv.20037. [CrossRef] [Google Scholar] 68. Бигг Д. Влияние компаундирования на свойства термопластичных композитов, армированных короткими волокнами под давлением. Polym. Compos. 1985; 6: 20–28. DOI: 10.1002 / pc.750060105. [CrossRef] [Google Scholar] 69. Ганнинг М.А., Гивер Л.М., Киллион Дж.А., Лайонс Дж.Г., Хиггинботэм К.Л. Механические и биоразлагаемые свойства композитов из коротких натуральных волокон на основе полигидроксибутирата.Polym. Тестовое задание. 2013; 32: 1603–1611. DOI: 10.1016 / j.polymertesting.2013.10.011. [CrossRef] [Google Scholar] 70. Вилле Дж., Инчеоглу Ф., Гамри Н., Прадель Дж. Л., Дурин А., Валетт Р., Верньес Б. Исследование разрыва волокон во время компаундирования в месильной машине Buss. Int. Polym. Процесс. 2012; 27: 245–251. DOI: 10,3139 / 217,2525. [CrossRef] [Google Scholar] 71. Рамани К., Бэнк Д., Кремер Н. Влияние конструкции шнека на повреждение волокна при экструзионном компаундировании и свойствах композита. Polym. Compos. 1995; 16: 258–266. DOI: 10.1002 / шт.750160310. [CrossRef] [Google Scholar] 72. Альбрехт К., Оссвальд Т., Баур Э., Мейер Т., Варцак С., Мюссиг Дж. Уменьшение длины волокна в полимерах, армированных натуральным волокном, во время компаундирования и литья под давлением — эксперименты в сравнении с численным прогнозом разрыва волокна. J. Compos. Sci. 2018; 2:20. DOI: 10.3390 / jcs2020020. [CrossRef] [Google Scholar] 73. Берзин Ф., Богранд Дж., Добош С., Будтова Т., Верньес Б. Разрыв лигноцеллюлозного волокна в расплавленном полимере. Часть 3. Моделирование изменения размеров волокон при компаундировании двухшнековой экструзией.Compos. Часть А Прил. Sci. Manuf. 2017; 101: 422–431. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2017.07.009. [CrossRef] [Google Scholar] 74. Чжан С., Ван П., Тан Л., Хуанг Х., Цзян Г. Взаимосвязь между структурой шнека и свойствами переработанного стекловолокна, армированного огнестойким нейлоном 46. RSC Adv. 2015; 5: 13296–13306. DOI: 10.1039 / C4RA13114B. [CrossRef] [Google Scholar] 75. Quijano-Solis C., Yan N., Zhang S.Y. Влияние условий перемешивания и исходной морфологии волокна на размеры волокна после обработки. Compos.Часть. Приложение A Appl. Sci. Manuf. 2009. 40: 351–358. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2008.12.014. [CrossRef] [Google Scholar] 76. Вильчиньски К., Бузяк К., Вильчиньски К.Ю., Левандовски А., Настай А. Компьютерное моделирование одношнековой экструзии древесно-пластиковых композитов. Полимеры (Базель) 2018; 10: 295. DOI: 10.3390 / polym10030295. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 77. Абейкун К., Келли А.Л., Вера-Сорроче Дж., Браун Е.К., Коутс П.Д., Денг Дж., Ли К., Харкин-Джонс Э., Прайс М. Эффективность процесса экструзии полимеров: корреляция между потреблением энергии и термической температурой расплава. стабильность.Прил. Энергия. 2014; 135: 560–571. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2014.08.086. [CrossRef] [Google Scholar]

Технология двухшнековой экструзии | Clextral

Процесс двухшнековой экструзии (TSE), разработанный Clextral более 50 лет, позволяет непрерывно производить высоко гомогенные и мелко структурированные продукты с использованием биологических или синтетических материалов. Он используется для производства широкого спектра продуктов питания и кормов, целлюлозной массы, пластмасс из биологических источников и химикатов.

Как работает экструзия?

Экструзионная обработка направлена ​​на физико-химическое преобразование непрерывно вязких полимерных сред и получение высококачественных структурированных продуктов благодаря точному контролю условий обработки.

Двухшнековые экструдеры Clextral состоят из двух взаимно вращающихся шнеков, установленных на шлицевых валах в закрытом цилиндре. Благодаря широкому диапазону конструкций шнеков и цилиндров, различные профили шнеков и технологические функции могут быть настроены в соответствии с требованиями процесса. Следовательно, двухшнековый экструдер может обеспечить транспортировку, прессование, смешивание, варку, резку, нагрев, охлаждение, перекачивание, формование и т. Д. С высоким уровнем гибкости. Основным преимуществом двухшнековых экструдеров с совместным вращением и вращением в одном направлении является их замечательная способность к перемешиванию, которая придает исключительные характеристики экструдированным продуктам и значительно повышает ценность технологических установок.

При двухшнековой экструзии сырье может быть твердым (порошки, грануляты, мука), жидкостями, суспензиями и, возможно, газами. Экструдированные продукты — это пластмассовые смеси, химически модифицированные полимеры, текстурированные продукты питания и корма, целлюлозная масса и т. Д. многочисленные преимущества по сравнению с одношнековой экструзией:

  • Больше согласованности в производстве и контроле качества продукции
  • Повышенная производительность благодаря непрерывной обработке, более быстрому запуску и останову между сменой продукта, быстрой смене продукта и расширенной автоматизации
  • Большая гибкость с возможностью обработки широкого спектра сырья
  • Оптимизированная занимаемая площадь благодаря экономии энергии и воды
  • Простой и легкий в обслуживании и очистке

Знаете ли вы?

Существуют различные типы процессов экструзии.

Холодная экструзия используется для бережного перемешивания и формования теста без прямого нагрева или варки в экструдере.В пищевой промышленности он используется в основном для изготовления макаронных изделий и теста. Эти продукты затем могут быть переработаны: высушены, запечены, упакованы в вакуум, заморожены и т. Д.

Hot экструзия состоит из термомеханического преобразования сырья за короткое время и в условиях высокой температуры под давлением. В пищевой промышленности он используется в основном для приготовления сырья на основе биополимера для производства текстурированных пищевых продуктов и кормовых продуктов, таких как готовые к употреблению сухие завтраки, закуски (соленые и сладкие), корма для домашних животных, кормовые гранулы и т. Д.

Расширение под действием пара , означает расширение расплава на выходе из фильеры из-за испарения воды, что приводит к сильно расширяющимся продуктам. Последующая обработка определяет текстурные характеристики экструдированных продуктов, такие как хрусткость, хрусткость, твердость и т. Д. Этот процесс используется для производства сухих завтраков, закусок и хрустящего хлеба.

Расширенная соэкструзия сочетает в себе расширение, вызванное паром, и впрыск наполнения, что приводит к получению расширенных продуктов с двойной текстурой.Он в основном используется в хлопьях для завтрака и закусках.

Производственные экструдеры | Питер Паггер

Нержавеющая сталь: Плунжерная пластина из нержавеющей стали вместе с экструзионной камерой из нержавеющей стали обеспечивает обработку глины без ржавчины.

Большой бункер: Увеличенная дверца бункера позволяет легко загружать до 50–250 фунтов. глины на партию.

Pugmill Производительность: Переключитесь на PUG после того, как партия полностью перемешана, и Power Wedger выгружается в виде деаэрированных бревен диаметром 3 дюйма.

Герметичная камера: Здесь, на нашем заводе в Северной Калифорнии, каждая отливка гидроцилиндра имеет встроенные в них прецизионные канавки для уплотнительных колец, обработанные на станке с ЧПУ, что позволяет производственному экструдеру эффективно хранить влажную глину в течение неограниченного времени! Ни один другой экструдер на рынке не обеспечивает такого уровня точности, когда речь идет о надлежащем уплотнении всех поверхностей экструдера.

Выход экструдера: Переключитесь на EXTRUDE после загрузки партии, и Power Extruder начнет выдавливать материал с помощью ручного или ножного управления.

Конструкция из нержавеющей стали: Основная камера силового экструдера, пластина гидравлического толкателя и сопло изготовлены из нержавеющей стали, чтобы обеспечить обработку глины без коррозии. Доступны алюминиевая основная камера, пластина гидравлического толкателя и сопло.

Vacuum Deaired: Всю партию можно полностью удалить, запустив вакуумный насос после загрузки партии. Воздух удаляется вокруг «глиняных кусков», оставляя безвоздушный высококачественный продукт.

Переменная скорость: Переменная скорость позволяет оператору контролировать скорость двигателя и, следовательно, скорость экструзии. Этот элемент управления особенно полезен при выдавливании небольших объектов через матрицы, прикрепленные к соплу.

Ручное и ножное управление: Мощным экструдером можно управлять с помощью ручного или ножного педального управления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *