Extrudálás (technológiai eljárás)

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. február 5-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 7 szerkesztést igényelnek .

Az extrudálás (a késői latin  extruzió  „kiszorítás” szóból) olyan termékek előállításának technológiája , amelyek során egy anyag vagy vastag paszta viszkózus olvadékát egy formáló lyukon kényszerítik át. Általában polimerek (beleértve a gumikeverékeket , műanyagokat , keményítő- és fehérjetartalmú keverékeket), ferrittermékek (mag) öntésére, valamint az élelmiszeriparban ( tészta , tészta , kukoricarudak ) használjákstb.), az öntött anyagot az extruderfej formázónyílásán keresztül kényszerítve . Ennek az eljárásnak a két fő előnye a többi gyártási eljárással szemben, hogy nagyon összetett keresztmetszeteket hozhat létre, és törékeny anyagokat dolgozhat fel, mivel az anyag csak nyomó- és nyírónyomással szembesül. Kiváló felületminőségű alkatrészeket is képez [1] . A fémekben végzett extrudálási eljárás szintén növelheti az anyag szilárdságát. Az extrudálás termékeit általában "extrudátumnak" nevezik.

Történelem

1797-ben Joseph Bramah szabadalmaztatta az első extrudálási eljárást csövek lágyfémekből történő előállítására. Ez magában foglalta a fém előmelegítését, majd kézi nyomószárral való átnyomását egy szerszámon . 1820-ban Thomas Burr ezt az eljárást alkalmazta az ólomcsöveken egy hidraulikus prés segítségével (amelyet szintén Joseph Bramah talált fel). Abban az időben a folyamatot "injekciónak" ( squirting ) nevezték. 1894-ben Alexander Dick kiterjesztette a réz- és sárgarézötvözetek extrudálási eljárását [2] .

1990-ben feltalálták a mikroformázó eljárást, amely számos mikroextrudálási eljárás kifejlesztését segítette [3] [4] [5] .

Leírás

Az extrudálás egy folyamatos technológiai folyamat , amelynek során egy nagy viszkozitású, olvadék alapú anyagot, akár egy pasztaszerű többfázisú diszpergált rendszert , vagy egy fémet formázószerszámon (extrudáló szerszámon, szerszámon ) erőltetnek, hogy olyan terméket kapjanak, a kívánt alakú keresztmetszet . A polimerfeldolgozó iparban különféle fröccsöntött termékek készülnek extrudálással , mint például csövek , lemezek, fóliák, kábelhüvelyek, lámpák optikai rendszereinek elemei  - diffúzorok stb. A polimerekhez hasonlóan extrudálással készülnek különféle alumíniumprofilok . A polimerek extrudálással termékké történő feldolgozásának fő technológiai berendezései az egycsigás, többcsavaros, dugattyús és tárcsás extruderek .

Az extrudálás típusai

Berendezés

Az extruder  (extrudáló prés) egy olyan gép, amely műanyagokat fröccsöntő szerszámmal (extrudáló fejen) keresztül kényszerítve (extrudálással) formál.

Az extruder a következőkből áll: test fűtőelemekkel; a testbe helyezett munkatest ( csavar ( Arkhimédész csavar ), tárcsa, dugattyú ); a feldolgozott anyag rakodási egysége; teljesítményhajtás; hőmérsékleti rezsim beállítására és fenntartására szolgáló rendszerek, egyéb vezérlő- és mérő- és szabályozó berendezések. A fő munkatest (testek) típusától függően az extrudereket egy-, két- vagy többcsavaros (csiga), tárcsás, dugattyús (dugattyús) stb. típusokra osztják. Ikercsigás extruderek, a berendezés konfigurációjától függően. csavarok, lehetnek párhuzamosak vagy kúposak. Forgásiránytól függően - együtt vagy ellentétes forgású csavarokkal.

Alkalmazás

Vegyipar

A vegyiparban az extrudálási módszert használják az alapanyagok melegítésére , lágyítására , homogenizálására és formázására. A végtermék kémiai összetétele megegyezik az alapanyag kémiai összetételével, ami lehetővé teszi a stabil termékminőség elérését minimális számú extruderbeállítás mellett, ez magyarázza a vegyiparban működő gépek viszonylagos egyszerűségét.

Az extrudálási módszerrel a vegyiparban különféle fröccsöntött termékeket állítanak elő, például csöveket, lemezeket, fóliákat, kábelhüvelyeket, lámpák optikai rendszereinek elemeit - diffúzorokat stb.

Élelmiszeripar

Az élelmiszeriparban az extrudálási módszert sokkal szélesebb körben alkalmazzák. A folyamat során jelentős nyírási sebesség, nagy sebesség és nyomás hatására a mechanikai energia hőenergiává alakul, ami a feldolgozott nyersanyagok minőségi mutatóinak mélységében bekövetkező változásokhoz vezet, mint például a fehérjedenaturáció , a keményítő kocsonyásodása és a zselatinizáció . , valamint egyéb biokémiai változások. A mindennapi életben használt legegyszerűbb extruder az édesipari hüvely, a mechanikus extruder egy kézi húsdaráló .

Élelmiszer-extruder termékek

Takarmánykeverék ipar

Az extrudálás egy olyan folyamat, amely az extruder hordójában megy végbe, és amely során mechanikai őrlés következik be a súrlódás , a betáplált nyersanyagok nagy nyomású magas hőmérsékletű expozíciója miatt (110-160 fokos hőmérséklet és 20-30 atmoszféra nyomás). Az ilyen expozíció során az összetett szénhidrátok egyszerű cukrokra oszlanak , ami jelentősen javítja a takarmány érzékszervi jellemzőit, valamint növeli a takarmány emészthetőségét (a hagyományos feldolgozási módok 45%-áról 95%-ra).

Szilárd bioüzemanyagok előállítása

Az üzemanyag-brikettek előállításának egyik legnépszerűbb módja a speciális extruderek használata. Az eljárás hulladék ( napraforgóhéj , hajdina stb.) és finomra vágott fahulladék (fűrészpor) csavaros préselése nagy nyomáson, 250-350 °C-ra melegítve. A kapott tüzelőanyag-brikettek nem tartalmaznak semmilyen kötőanyagot, kivéve egy természetes lignint , amely a növényi hulladék sejtjeiben található. A préselés során fellépő hőmérséklet hozzájárul a brikett felületének megolvadásához, ami ennek köszönhetően tartósabbá válik, ami a brikett szállítása szempontjából fontos.

Túlméretes gumiabroncsok kerekeinek sérüléseinek javítása

Kézi extruder bányászati ​​teherautók nagy méretű gumiabroncsainak kerekeinek javításához - a nyersgumi melegítésére és a sérüléstölcsér gyors feltöltésére a nagyméretű gumiabroncsok javítása során.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Oberg et al., 2000 , pp. 1348–1349
  2. ↑ Backus, Robert G.; Boshold, R. F.; Johannisson, Thomas G.; Nemes, Paul D.; Pfeffer, Jerome B.; Schiebold, Ted A.; Spearman, JE Rajz, extrudálás és felborítás // Szerszám- és gyártómérnöki kézikönyv  (angol) / Wick, Charles; Benedict, John T.; Veilleux, Raymond F. - 4. – S.M.E., 1998. - Vol. köt. 2. - ISBN 0-87263-135-4 .
  3. ↑ Engel, U.; Eckstein, R. Mikroformázás - Az alapkutatástól a megvalósításig  (angol)  // Journal of Materials Processing Technology : folyóirat. - 2002. - 20. évf. 125-126 , 1. sz. 2002 . - P. 35-44 . - doi : 10.1016/S0924-0136(02)00415-6 .
  4. ↑ Dixit, Egyesült Államok; Das, R. 15. fejezet: Mikroextrudálás // Mikrogyártási folyamatok  (határozatlan) / Jain, VK. - CRC Press , 2012. - S. 263-282. — ISBN 9781439852903 .
  5. ↑ Fu, M.W.; Chan, WL Áttekintés a legmodernebb mikroformázó technológiákról  // International  Journal of Advanced Manufacturing Technology : folyóirat. - 2013. - Kt. 67 , sz. 9 . - P. 2411-2437 . - doi : 10.1007/s00170-012-4661-7 .
  6. ↑ Imfeld, T. RÁGÓGUMI – TÉNYEK ÉS FIKCIÓK: A RÁGÓGUMI ÉS A SZÁJEGÉSZSÉG ÁTTEKINTÉSE // Kritikai áttekintések a szájbiológiáról és az orvostudományról : az Amerikai Orális Biológusok Szövetségének hivatalos kiadványa. - 1999. - ISSN 1045-4411 .

Irodalom

  • Oberg, Eric; Jones, Franklin D.; Horton, Holbrook L. & Ryffel, Henry H. (2000), Machinery's Handbook (26. kiadás), New York: Industrial Press, ISBN 0-8311-2635-3 
  • Dyadichev VV Másodlagos polimerek extrudálása. – 2003.
  • Golubeva O. A. Az extrudálás, mint a termék minőségének javításának módja // NRU ITMO tudományos folyóirat. "Élelmiszer-előállítási folyamatok és készülékek" sorozat. - 2008. - nem. 2.
  • Zubtsov, V. A., Minevich, I. E., Osipova, L. L., Babenko, P. P., Martinchik, A. N., Pozdnyakov, B. A., … & Stepanov, V. I. (2014). Extrudálás az élelmiszertechnológiában.
  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban