Extruze (technologický postup)

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 5. února 2021; kontroly vyžadují 7 úprav .

Extruze (z pozdně latinského  extrusio  „vytlačování“) je technologie výroby produktů protlačováním viskózní taveniny materiálu nebo husté pasty formovacím otvorem. Obvykle se používá při lisování polymerů (včetně kaučukových směsí , plastů , směsí obsahujících škrob a bílkoviny ), feritových produktů (jádra) a také v potravinářském průmyslu ( těstoviny , nudle , kukuřičné tyčinky atd.) , děrováním tvarovaných hmot formovacím otvorem hlavy extrudéru . Dvě hlavní výhody tohoto procesu oproti jiným výrobním procesům jsou jeho schopnost vytvářet velmi složité průřezy a zpracovávat křehké materiály, protože materiál čelí pouze tlakovému a smykovému tlaku. Tvoří také díly s vynikající kvalitou povrchu [1] . Proces vytlačování kovů může také zvýšit pevnost materiálu. Produkty vytlačování se běžně označují jako "extrudáty".

Historie

V roce 1797 Joseph Bramah patentoval první proces vytlačování pro výrobu trubek z měkkých kovů. Jednalo se o předehřátí kovu a následné protlačení skrz matrici ručním beranem . V roce 1820 Thomas Burr aplikoval tento proces na olověné potrubí pomocí hydraulického lisu (také vynalezeného Josephem Bramah). V té době se tento proces nazýval "injekce" ( stříkání ). V roce 1894 Alexander Dick rozšířil proces vytlačování slitin mědi a mosazi [2] .

V roce 1990 byl vynalezen proces mikrotvarování, který pomohl vyvinout několik procesů mikroextruze [3] [4] [5] .

Popis

Extruze je kontinuální technologický proces spočívající v protlačování vysoce viskózního materiálu na bázi taveniny, buď pastovitého vícefázového dispergovaného systému , nebo kovu, prostřednictvím tvářecího nástroje (extruzní matrice, matrice ), za účelem získání produktu s průřez požadovaného tvaru. V průmyslu zpracování polymerů se vytlačováním vyrábí různé lisované výrobky , jako jsou trubky , plechy, fólie, pláště kabelů, prvky optických systémů pro lampy  - difuzory atd. Podobně jako u polymerů se vytlačováním vyrábí různé hliníkové profily. Hlavním technologickým zařízením pro zpracování polymerů na produkty extruzí jsou jednošnekové, vícešnekové, pístové a kotoučové extrudéry .

Typy vytlačování

Vybavení

Extrudér  (vytlačovací lis) je stroj na formování plastových materiálů jejich tvarováním protlačováním (protlačováním) přes profilovací nástroj (vytlačovací hlavu).

Extrudér se skládá z: tělesa s topnými tělesy; pracovní těleso ( šroub ( Archimédův šroub ), kotouč, píst ) umístěné v tělese; nakládací jednotka zpracovávaného materiálu; elektrický pohon; systémy pro nastavení a udržování teplotního režimu, další ovládací a měřicí a regulační zařízení. Podle typu hlavního pracovního tělesa (těles) se extrudéry dělí na jedno-, dvou- nebo vícešnekové (šnekové), kotoučové, pístové (plunžrové) atd. Dvoušnekové extrudéry podle konfigurace šrouby, mohou být rovnoběžné nebo kuželové. Podle směru otáčení - se souběžnými nebo protiběžnými šrouby.

Aplikace

Chemický průmysl

V chemickém průmyslu se metoda vytlačování používá pro ohřev , plastifikaci , homogenizaci a tvarování surovin. Chemické složení konečného produktu je shodné s chemickým složením suroviny, což umožňuje dosáhnout stabilní kvality produktu při minimálním počtu nastavení extruderu, což vysvětluje relativní jednoduchost strojů pracujících v chemickém průmyslu.

Metodou vytlačování v chemickém průmyslu se vyrábí různé lisované výrobky, jako jsou trubky, plechy, fólie, kabelové pláště, prvky optických systémů svítidel - difuzory atd.

Potravinářský průmysl

V potravinářském průmyslu se metoda vytlačování používá mnohem šířeji. V průběhu procesu dochází vlivem značných smykových rychlostí, vysokých rychlostí a tlaku k přeměně mechanické energie na tepelnou energii, což vede ke změnám hloubky v ukazatelích kvality zpracovávaných surovin, jako je denaturace bílkovin , želatinace škrobu a želatinace . , stejně jako další biochemické změny. Nejjednodušší extrudér používaný v každodenním životě je cukrářský návlek, mechanický extrudér je ruční mlýnek na maso .

Výrobky potravinářských extruderů

Průmysl krmných směsí

Extruze je proces, který probíhá v bubnu extrudéru, během kterého dochází k mechanickému mletí v důsledku tření , vystavení vysoké teplotě při vysokém tlaku přiváděných surovin (teplota od 110 do 160 stupňů a tlak od 20 do 30 atmosfér). V procesu takové expozice se komplexní sacharidy štěpí na jednoduché cukry , což zajišťuje výrazné zlepšení organoleptických vlastností krmiva a také zvyšuje stravitelnost krmiva (ze 45 % u tradičních typů zpracování na 95 %).

Výroba pevných biopaliv

Jednou z nejoblíbenějších metod získávání palivových briket je použití speciálních extruderů. Proces je šnekové lisování odpadu ( slunečnicové slupky , pohanka atd.) a jemně nasekaného dřevěného odpadu (piliny) pod vysokým tlakem při zahřátí z 250 na 350 °C. Výsledné palivové brikety neobsahují žádná pojiva, kromě jednoho přírodního - ligninu , obsaženého v buňkách rostlinného odpadu. Teplota přítomná při lisování přispívá k roztavení povrchu briket, který se díky tomu stává odolnějším, což je důležité pro přepravu briket.

Oprava poškození kol nadrozměrných pneumatik

Ruční extruder pro opravu kol velkorozměrových pneumatik důlních vozíků - pro ohřev surové pryže a rychlé plnění trychtýře poškození při opravě velkorozměrových pneumatik.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Oberg et al., 2000 , pp. 1348–1349
  2. ↑ Backus, Robert G.; Boshold, R. F.; Johannisson, Thomas G.; Noble, Paul D.; Pfeffer, Jerome B.; Schiebold, Ted A.; Spearman, JE Kreslení, vytlačování a pěchování // Příručka pro nástrojové a výrobní inženýry  (anglicky) / Wick, Charles; Benedict, John T.; Veilleux, Raymond F. - 4. — S.M.E., 1998. - Sv. sv. 2. - ISBN 0-87263-135-4 .
  3. ↑ Engel, U.; Eckstein, R. Microforming - od základního výzkumu k jeho realizaci  (anglicky)  // Journal of Materials Processing Technology: žurnál. - 2002. - Sv. 125-126 , no. 2002 . - str. 35-44 . - doi : 10.1016/S0924-0136(02)00415-6 .
  4. ↑ Dixit, USA; Das, R. Kapitola 15: Mikroextruze // Procesy mikrovýroby  (neurčité) / Jain, VK. - CRC Press , 2012. - S. 263-282. — ISBN 9781439852903 .
  5. ↑ Fu, M.W.; Chan, WL Přehled nejmodernějších technologií mikrotvarování  // International  Journal of Advanced Manufacturing Technology : deník. - 2013. - Sv. 67 , č. 9 . - str. 2411-2437 . - doi : 10.1007/s00170-012-4661-7 .
  6. ↑ Imfeld, T. FAKTA A FIKCE O ŽVÝKÁNÍ ŽVÝKAČEK: PŘEHLED ŽVÝKÁNÍ ŽVÝŠEK A ÚSTNÍ ZDRAVÍ // Kritické recenze v orální biologii a medicíně: oficiální publikace Americké asociace orálních biologů. - 1999. - ISSN 1045-4411 .

Literatura

  • Oberg, Eric; Jones, Franklin D.; Horton, Holbrook L. & Ryffel, Henry H. (2000), Machinery's Handbook (26. vydání), New York: Industrial Press, ISBN 0-8311-2635-3 
  • Dyadichev VV Extruze sekundárních polymerů. — 2003.
  • Golubeva O. A. Extruze jako způsob, jak zlepšit kvalitu produktu // Vědecký časopis NRU ITMO. Řada "Procesy a aparáty výroby potravin". - 2008. - ne. 2.
  • Zubtsov, V. A., Minevich, I. E., Osipova, L. L., Babenko, P. P., Martinchik, A. N., Pozdnyakov, B. A., … & Stepanov, V. I. (2014). Extruze v potravinářské technologii.
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích