Принцип работы экструдера зернового

Экструдер. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Экструдер – машина для производства длинномерных изделий из пластичных или сыпучих веществ. Аппарат пропускает загруженные материалы сквозь тонкое отверстие под высоким давлением, иногда с предварительным подогревом, что приводит к уплотнению вещества. Подобные машины нашли широкое применение в различных сферах производства.

Где используется экструдер
Экструдеры нашли широкое применение в различных отраслях современной промышленности. Их применяют для производства:
  • Кормов для животных.
  • Шоколадных батончиков.
  • Макаронных изделий.
  • Провода для 3D принтеров.
  • Пластиковых труб.
  • Профиля из поливинилхлорида.
  • Полиэтиленовой пленки.
  • Топливных брикетов.

Оборудование, работающее по типу экструдера, встречается повсеместно. Без него не обошлось производство гранулированного корма для животных, а также макарон, длинномерных пустотелых изделий из пластика и т.д. Системы, используемые для определенных целей, имеют небольшие отличия в техническом плане, но работает по одинаковому принципу.

Разновидности экструдеров по принципу работы
По принципу работы экструдеры разделяют на 3 вида:
  1. Шнековые.
  2. Плунжерные.
  3. Плоскощелевые.

Шнековый экструдер является самым распространенным. Он работает по принципу мясорубки. Внутри устройства имеется вращающийся шнек со спиралью, который захватывает загружаемый материал и продавливает его сквозь тонкое отверстие. В результате масса уплотняется и приобретает твердость. От создаваемого давления поднимается температура сырья, что способствует увеличению эффективности сварки компонентов. Подобные виды являются самыми дешевыми по сравнению с другими. Кроме конструкции с одним шнеком также существуют и двухшнековые экструдеры. Они создают еще более эффективное сжатие, но и стоят дороже. Подобные устройства обычно используют для производства кормов, а также различных изделий пищевой промышленности.

Плунжерные экструдеры в отличие от шнековых проводят точное дозирование материала, перед тем как задать ему определенную форму. Подобные устройства применяют для переработки резины или пластика.

Плоскощелевые экструдеры предназначены для производства рулонных изделий, таких как стрейч-пленка, пленка для теплиц, пластиковые и пропиленовые листы. В них подогретый и тягучий материал выдавливается сквозь плоскую широкую щель и быстро охлаждается, в результате чего тот сохраняет свою форму. Подача материала осуществляется с помощью гидравлического пресса, шнека, или другим механизмом.

Кормовые экструдеры

Кормовые экструдеры обычно представлены оборудованием со шнековой конструкцией. Они предназначены для переработки зерновых культур, а также травянистых растений в комбикорм. Существует две разновидности подобных систем. Первая просто осуществляет экструзию, давая на выходе длинную трубку, а вторая создает готовые гранулы.

Обычные экструдеры

Обычная экструзия позволяет перерабатывать цельное зерно в длинную хрустящую трубку, которая на выходе поддается дроблению в хлопья. Такой корм является более приемлемым, чем сырье загружаемое для переработки. Дело в том, что в результате сдавливания осуществляется прогрев массы. Это способствует уничтожению подавляющего большинства микроорганизмов, которые способны вызывать пищевые расстройства. Кроме этого питательные вещества запекаются как в духовке, что улучшает их усваивание организмом животного.

Фактически, благодаря экструзии можно используя такой же объем корма добиться более высоких показателей роста животных. Подобное оборудование имеет и недостаток. Получаемую в результате трубку зачастую необходимо разламывать на хлопья вручную. Также существует сложность в отмеривании порции. В зависимости от того насколько крупные хлопья, фактическая масса продукта в определенном объеме может отличаться. В связи с этим при отмеривании порции для кормления принято ее взвешивать, а не использовать мерную тару.

Грануляторные экструдеры

Экструдер работающий по принципу гранулятора является менее эффективным в плане обеззараживания загруженной массы. На выходе получаются мелкие гранулы, которые обладают высокой твердостью. Они не столь хрупкие, как пищевые трубки обычного экструдера. С целью повышения качества продукции зачастую осуществляется обработка сразу двумя способами экструзии. Сначала формируются хлопья, которые эффективно прожариваются, после чего применяется грануляторный экструдер.

Подобное оборудование работает по принципу мясорубки. Сквозь пресс-форму выдавливаются прутики корма, которые обрезаются вращающимся ножом. Благодаря этому получаются полностью идентичные друг другу гранулы. При использовании гранулярного экструдера загружается не цельное зерно, а ранее перемолотые смеси. Зачастую в их состав входят зерновые культуры, витамины, микроэлементы, травяная мука, а также сухое мясо, если речь идет о корме для собак, кошек или других плотоядных животных.

Экструдеры для пищевой промышленности

Особой популярностью экструдеры пользуются в пищевой промышленности. Подобные устройства используются для формирования различных продуктов. Они работают не только с сухими веществами, но и влажными. К примеру, такие изделия как крабовые или рыбные палочки делаются именно с помощью такого оборудования. Загруженная масса уплотняется и выдавливается. Подобные устройства зачастую работают без нагрева, просто уплотняя холодную массу. Множество батончиков и конфет также делаются по данному принципу. Выдавленные заготовки в последствии обливаются горячим шоколадом, благодаря чему грубая формовка экструдером незаметна.

Один из самых старых экструдеров, которые используются в пищевой промышленности, являются формовочные машины для производства макаронных изделий. Они также работают по шнековому принципу. Их конструкция практически ничем не отличается от кормового экструдера. При этом существует одно важное отличие. В них загружается не сухая масса, а готовое тесто из твердых сортов пшеницы. Ранее подготовленное и хорошо раскатанное с помощью валиков до однородной субстанции тесто продавливается сквозь формовочную головку, в результате чего получаются макаронные изделия. Далее вращающийся нож обрезает их на одинаковом расстоянии, после чего на конвейерную ленту падают уже готовые макароны.

Фармакологическое оборудование

Экструдеры нашли свое применение и в фармакологии. Многие таблетки, а также батончики гематогена сделаны именно с помощью подобного оборудования. В фармакологии, где очень важна дозировка, зачастую используется не шнековые, а плунжерные установки. Они позволяют с высокой точностью добиться того, чтобы каждая таблетка полностью соответствовала требуемой массе, поскольку даже сотая доля миллиграмма действующего вещества может иметь огромное значение в лечении.

Экструдеры для производства полимерных изделий

Экструдер стал находкой для промышленных предприятий, которые занимаются производством полимерных изделий. Себестоимость использования этого оборудования максимально выгодная. Оно стоит дешевле, чем установки действующие по другим принципам, а кроме этого обеспечивают вполне качественный результат. Экструдеры нашли свое применение в самых разнообразных сферах переработки полимеров.

Существуют устройства, которые предназначены для переработки вторсырья. Отработанные ПЭТ бутылки, пластиковые пакеты, и прочие изделия из полимеров измельчаются с помощью промышленных шредеров, после чего крошка загружается в экструдер для вторсырья. Он расплавляет массу и формирует из нее мелкие гранулы. Попутно данное оборудование может использовать краску, чтобы выровнять цвет всей массы. Полученные таким способом гранулы продаются на различные предприятия, которые делают из них канализационные трубы, тротуарную плитку, ведра и прочие изделия.

Стоит отметить, что экструдеры, которые используются для обработки полимеров, имеют более сложную конструкцию в сравнении с теми, что работает с пищевыми продуктами для людей или животных. Данные установки имеют дополнительную систему нагрева, которая обеспечивает текучесть пластика, доводя его консистенцию практически до состояния сгущенки. После выхода материала из такого экструдера обеспечивается дополнительное охлаждение. Это позволяет вернуть полимеру его нормальную твердость, что предотвращает нарушение заданной формы полученным изделием.

Самыми технически сложными являются экструдеры, которые занимаются изготовлением профиля для пластиковых окон, а также труб. После того как материал проходит сквозь пресс-форму, он обладает еще повышенной мягкостью, поэтому с помощью системы валиков пропускается через ванну для охлаждения. Также на подобной экструдерной линии устанавливается ультразвуковое оборудование для тестирования стенок изделий. В случае выявления пустот или тонких участков осуществляется предупреждение оператора о необходимости наладки.

Особого внимания заслуживают экструдеры предназначенные для производства пленок. Они имеют плоскую щелевую пресс-форму, сквозь которую выдавливается полиэтилен или другой материал. После прохождения сквозь формовочный пресс, масса приобретает плоскую форму и сразу же охлаждается вентиляторами. Она накручивается на валик до его заполнения. После этого пленка обрезается, и процесс начинается заново.

Подобные экструдеры особенно требовательные к загружаемому сырью. Оно не должно иметь никаких примесей. Если оборудование, которое занимается производством труб, может стерпеть мелкий сор, то на пленке это будет заметно. В связи с этим используя такой экструдер необходимо позаботиться о соблюдение чистоты на производстве.

Экструзия зерна и бобовых (технологический процесс)

Экструзия зерна и бобовых (технологический процесс)

Содержание

История

Первые экструдеры для зерна и бобовых начали применяться в США в середине 1960-х годов. В СССР экструдеры для зерна и бобовых выпускал Куйбышевский завод аэродромного оборудования с 1970-х годов. Ранее отечественной промышленностью для производства комбикормов выпускались две основные модели экструдеров — это ПЭК-125х8 производительностью до 600 кг/ч и КМЗ-2М производительностью до 500 кг/ч. Экструдер ПЭК-125х8 был также оснащен электронагревателем рабочей части. За время существования экструзионных технологий появилось большое разнообразие конструкций машин для их реализации.

Описание процесса

Принцип действия, конструкция экструдеров.

Экструзия — кратковременный высокотемпературный процесс, который с успехом применяется как в пищевой так и в комбикормовой промышленностях.

Принцип действия экструдеров определяется самой сутью технологического процесса экструзии.

Экструзия — сложный физико-химический процесс, который протекает под действием механических усилий при условии присутствия влаги и высокотемпературного воздействия.

Перерабатываемый продукт нагревается за счет превращения механической энергии в тепло, которое выделяется при преодолении внутреннего трения и пластической деформации продукта (автогенный режим работы) или за счет внешнего нагрева (политронный режим работы).

Сменными параметрами процесса экструзионной обработки есть состав сырья, его природа, влажность. В процессе экструзии возможны изменения температуры, давления, продолжительности и интенсивности воздействия на сырье. Известны три основных метода экструзии — это холодная формовка, тепловая обработка и формовка и так называемая «горячая» экструзия.

В последнее время широкое распространение получил метод «горячей» экструзии, который осуществляется при высоких скоростях и давлении, при значительном переходе механической энергии в тепловую.

Принцип действия и конструкция экструдеров

Для реализации процесса экструзии применяется шнековый экструдер, основным рабочим органом которого является шнек специальной конструкции вращающийся в цилиндрическом корпусе. На выходе из корпуса установлена формообразующая матрица.

Характерными особенностями конструкции рабочей части экструдера есть то, что камеры и шнеки смонтированы в соответствии с поставленными технологическими задачами. Отличают загрузочную камеру, в которую вводится сырье и различные добавки, закрытые камеры с отверстиями для измерения температуры и давления, а также для ввода жидких добавок и отбора проб. На шнеки могут устанавливаться различные элементы, что дает возможность создавать дополнительное сопротивление перемещению продукта и перемешивать его в процессе перемещения.

Читайте также  Объем кузова самосвала Камаз 5511

Рабочую часть экструдера с учетом стадий процесса обработки можно условно разделить на три зоны:

  • I — зона приема сырья;
  • II — зона пластификации и сжатия ;
  • III — зона выпрессовывания продукта .

Существует целый ряд конструкций рабочей части шнековых экструдеров:

  • Одинарные шнеки, в том числе:
    • цилиндрический шнек с постоянным шагом;
    • цилиндрический шнек с переменным шагом;
    • наличие винтовой линии в кожухе шнека;
    • конический шнек;
    • конический шнек с шагом, что уменьшается к выходу из экструдера.
  • Сдвоенные шнеки, что не входят в зацепление в том числе:
    • шнеки, что вращаются в одном направлении;
    • шнеки, что вращаются в разные направления.
  • Сдвоенные шнеки, что входят в зацепление в том числе:
    • шнеки, что вращаются в одном направлении и самоочищаются;
    • шнеки, что вращаются в разные направления и частично самоочищаются.

Принцип действия экструдеров состоит в том, что в частицах зерна, размещенных в закрытой камере, при нагревании за счет испарений влаги, что имеется в них, возрастает внутренне давление. Мгновенная разгерметизация камеры приводит к расширению паровоздушной смеси и вызывает увеличение объема частиц зерна.

Рабочая часть указанных экструдеров состоит из набора шнеков, между которыми в определенной последовательности размещены подпорные шайбы, набор шнеков и шайб крепится на шпильке с помощью болта с конусной головкой. Внутренняя поверхность кожуха рабочей части имеет продольные каналы, исключающие вращение продукта в процессе его перемещения. На выходе кожуха встроена обычно конусная гайка с отверстием. Температура перерабатываемого продукта регулируется изменением зазора между конусами болта крепления шнеков и выходной гайки, или изменением диаметра выходного отверстия.

Различные модели экструдеров отличаются конструктивным исполнением элементов, входящих в рабочую часть, количеством рабочих камер, наличием дополнительных систем расширяющих технологические возможности экструдеров, конструкцией питателей, приводов и т. д. Цилиндрическая форма рабочей части является наиболее технологичной в изготовлении, и следовательно, имеет более низкую себестоимость.

Современные конструкции экструдеров реализуют как технологию сухой экструзии, именуемую так тому, что экструдирование происходит при помощи тепла, которое выделяется в процессе прохождения продукта через рабочую часть экструдера, так и возможность использования при экструдировании пара. Для этого экструдер оснащается камерой предварительной обработки сырья паром (кондиционером). Использование пара удваивает производительность и уменьшает износ рабочих частей экструдера.

Процесс сухой экструзии занимает менее 30 секунд. За это время сырье успевает пройти измельчение, смешивание, тепловую обработку, обеззараживание, обезвоживание, стабилизацию и увеличение объема.

Применение

В комбикормовой промышленности, в основном, нашли применение одношнековые экструдеры с цилиндрической формой шнека с постоянным шагом. В пищевой промышленности, при производстве продуктов быстрого приготовления, снеков и т. п. в основном используются двухшнековые экструдеры

Экструзионная технология переработки бобов сои

Семена сои содержат 30-40 % протеина и до 20 % жира. Однако в сыром виде соя в кормоприготовлении не применяется из-за низкой переварваемости, обусловленной антипитательными веществами, большинство из которых имеют белковую природу. Это — ингибиторы протеазы, гемагглютенины, сапонины, ферменты липаза, липооксидаза и др.

Среди антипитательных веществ сои доминирующим является ингибитор трипсина, концентрация которого превышает 20 мг/г. Максимально допустимый уровень ингибитора трипсина зависит от содержания белка. Считается, что на каждые 10 % белка должно приходиться не более 1 мг/г ингибитора трипсина. Методики определения активности ингибитора трипсина очень трудоемки и длительны, поэтому их используют в основном в научных исследованиях.

На практике для оценки содержания антипитательных веществ в сое применяется косвенный показатель — активность фермента уреазы, которая при тепловой обработке теряет свою активность, как и большинство антипитательных веществ. Установлено, что при активности уреазы 0,1-0,3 ед.рН, основные антипитательные вещества сои инактивируются до безопасного уровня. До применения экструзии на кормовые цели использовали лишь белковую фракцию сои, получаемую после экстракции масла.

Соя после обработки на экструдерах имеет крупчатую структуру. Размер частиц (менее 5 мм) характеризует ее как вполне технологичный продукт, который без дополнительной подработки можно использовать в производстве комбикормов и различных добавок.

С помощью экструзионных технологий из сои возможно получить:

  • экструдированная соя — продукт переработки бобов сои с целью обезвреживания веществ, вредных для людей и животных. Используется как комбикорм или сырье для остальных соевых продуктов пищевых, комбикормовых и технических.
  • соевое масло используется само по себе, а также при производстве маргарина и майонеза. В соевом масле много насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, в частности линолевая кислота, не синтезирующаяся в организме и поступающая исключительно с пищей.
  • соевый шрот с содержанием жиров до 8 %, используется как комбикорм
  • из соевого изолята (текстурата), получаемого в результате очищения бобов от небелковой фракции, делают «вегетарианское мясо». Содержание белка в нем — до 90 %. Изолят тоже используют как добавку в колбасах и паштетах. В том числе, и на его основе делают соевое молоко — продукт подчас спасительный для тех, у кого аллергия на коровье молоко. Дело в том, что в сое нет лактозы, главной виновницы его непереносимости.

Экструзия зерна

Зерно различных видов экструдируют для того, чтобы облегчить процесс перевариваемости этого корма в желудке животного. Фактически, в экструдере под давлением и высокой температурой происходит преобразование сложных молекулярных компонентов клетки корма в более простые (в легче отдающие свою энергию).

Экструзия бобовых

Бобовые различных видов экструдируют для того, чтобы облегчить процесс перевариваемости этого корма в желудке животного. Фактически, в экструдере под давлением и высокой температурой происходит преобразование сложных молекулярных компонентов клетки корма в более простые (в легче отдающие свою энергию). Кроме того, бобовые культуры являются источником растительных белков, которые могут быть заменены только дорогими — животного происхождения.

Принцип работы экструдера

Экструдер: что это такое, для чего он предназначен

Эструдер — машина, предназначенная для переработки полимеров в расплав.

Общая информация

Процесс заключается в прохождении сырья через специальный формующий инструмент (экструзионную головку, фильерную пластину).

Форму готового продукта задаёт калибрующее устройство с определённым сечением.

Она будет зависеть от вида отверстия в формующем устройстве.

Если это щель, на выходе получится листовой материал, если кольцо, то изделие будет иметь форму трубы.

Процесс, происходящий с использованием этого оборудования, называется экструзией.

В зависимости от конструкции машины её делят на несколько видов:

  • холодное синее формование, при котором на материал оказывается только механическое воздействие;
  • тёплая экструзия, заключающаяся в механических преобразованиях, которые сопровождаются тепловой обработкой;
  • горячая формовка — скоростной процесс, предполагающий использование высоких температур и давления.

Области применения

  • Химическая промышленность. Эта область предполагает изготовление полимерных изделий (резиновых, пластмассовых и так далее), а также получение ферритов. При этом химический состав используемого сырья остаётся неизменным, экструдер предназначен в первую очередь для получения необходимой формы конечного изделия. Поэтому настройки такого оборудования относительно просты.
  • Пищевая промышленность. При производстве продуктов питания также может использоваться экструзия. Обычно, она представляет собой более сложный процесс, чем в предыдущем примере. Настройки оборудования предполагают тонкое изменение показателей температуры, скорости, давления, что приводит к изменениям характеристик и свойств первоначального сырья, например, денатурации белка, расщеплению углеводов или желатинизации крахмала.

Классификация оборудования

По типу транспортирующего устройства они делятся на следующие виды:

  • одношнековые;
  • двухшнековые;
  • многошнековые;
  • дисковые;
  • поршневые;
  • комбинированные.

По расположению шнеков:

  • параллельные;
  • конические.

По частоте вращения:

  • нормальные;
  • быстроходные.

По направлению вращения:

  • сонаправленные;
  • противонаправленные.

Принцип работы

Специальный загрузчик помещает сырьё в бункер машины.

Эта работа может выполняться также и вручную.

При этом гранулы засыпаются в загрузочную воронку.

Из бункера они проталкиваются в зону шнека, а оттуда — в цилиндр пластификации.

По пути продвижения сырьё перемешивается для однородности будущего расплава, а также находится под воздействием высоких температур и давлением элементов экструдера.

На выходе путём плавления получается вязкая прозрачная масса, увеличенная в объёме за счёт растягивания.

Если экструдер дисковый, то в качестве транспортирующего устройства используют два диска, один из которых находится в неподвижном состоянии, а другой непрерывно вращается. Сырьё, попадающее в отверстие статичного диска, перемешивается и гомогенизируется. Оборудование, оснащённое таким устройством, прекрасно подойдёт для изготовления однородных смесей.

Поршневой экструдер характеризуется низкой производительностью, поэтому его применение ограничено в основном изготовлением труб.

Принцип работы заключается в выдавливании материала поршнем, что придаёт готовому изделию необходимую форму.

Для всех этих целей бывает недостаточно одного экструдера.

Чтобы наладить массовое производство и получить качественный продукт, приходится использовать дополнительные машины или устройства. Все вместе они будут образовывать экструзионную линию.

Таким образом, можно получить не только расплав, но и сразу преобразовать его в готовое изделие, например, упаковочную плёнку, пластиковые трубы или поливинилхлоридный профиль.

Устройство экструдера

Устройство такого оборудования удобнее всего объяснить на примере самого простого из типов этой машины — одношнекового экструдера, также называемого одночервячным или одновинтовым.

Он оснащён одним шнеком, и машина имеет одну сварную раму, в которую встроен вертикальный редуктор с упорным подшипником.

Через специальную муфту к редуктору подсоединяется электрический двигатель.

Таким образом, он располагается под узлом пластификации.

Нагрев происходит с помощью электрического шкафа, который автоматический регулирует температуру. Коррозионная стойкость обеспечивается путём насыщения элементов экструдера парами азота. Благодаря этому они не выходят из строя и являются довольно долговечными.

Еще к раме подсоединены приборы, позволяющие осуществлять контроль над ходом производства. Они управляются пультом оператора. Благодаря компактным размерам получающегося устройства шнек можно вставлять прямо в выходной вал редуктора.

Процесс дегазации

Немаловажным этапом производства является дегазация.

Сырьё, перерабатываемое экструдером, не всегда является идеальным, оно содержит примеси, излишнюю влагу и воздух.

Чтобы качество материала не снижалось из-за несовершенства гранул, в машине осуществляется процесс дегазации.

Он заключается в выпаривании воды, остаточного растворителя и мономеров из сырья под воздействием высоких температур или искусственно созданного вакуума.

Осуществляется процесс либо шнеком, если в оборудовании предусмотрен только один винт, либо специальной камерой, если рассматривается многочервячный экструдер.

Роль шнека

Шнек имеет несколько функций, в зависимости от которых цилиндр можно условно разделить на несколько важных зон:

  • в зоне питания исходное сырьё уплотняется за счёт попадания в шнековую область, но всё ещё остаётся твёрдым;
  • в зоне пластификации гранулы плавятся, смешиваются и спрессовываются под давлением, чтобы далее продвигаться по винту;
  • в зоне дозирования материал, состоящий из смеси плавящихся гранул с твёрдыми, перемешивается до однородности и поступает к формующему инструменту.
Читайте также  ТДТ 55 с манипулятором

Все процессы происходят при нагреве, температура которого может различаться от зоны к зоне. Качество получаемого материала будет зависеть от условий и полноты прохождения сырьём перечисленных этапов.

Преимущества одношнекового и двухшнекового экструдеров

Главная характеристика машины — количество и вид шнеков. Самым распространённым типом является одношнековый экструдер. Он прост в обслуживании по сравнению с другими видами этой машины. Для его работы необходим только один оператор, поскольку все важные органы управления локализированы в одном месте. Но если машина входит в состав крупной экструзионной линии, может понадобиться подсобный рабочий. Конечное количество операторов и рабочих определяется технологией и целями производства.

Ещё одним немаловажным достоинством одношнекового экструдера является лёгкость транспортировки. Его можно перевезти с одного производства на другое или переустановить в новом месте.

Но иногда такой экструдер не позволяет получить необходимого качества плавления готового продукта, и в производстве применяют двухшнековую машину. Она позволяет лучше транспортировать сырьё, подходит для гигроскопичных гранул. Зачастую оборудование с двумя винтами обладает функцией самоочищения, что также удобно для эксплуатации.

Задачи оператора

Современные машины оснащены всеми датчиками регулировки оптимальных условий для получения качественной плёнки. Однако задача оператора состоит в том, чтобы правильно настроить все параметры и поддерживать их на протяжении всего процесса. Конкретные условия работы зависят от вида производимых материалов, но есть несколько критериев, являющихся наиболее важными. Они и будут описаны далее.

Контроль температуры

Оператор должен контролировать процесс превращения гранул в готовый расплав. Для этого, в частности, осуществляется наблюдение за работой тепловой автоматики. Система должна обеспечивать поддержание необходимой температуры как в каждой из рабочих зон экструдера, так и в его элементах, важнейшими из которых являются головка и фильеры. На каждый участок приходится свой прибор, что позволяет более тонко настроить работу машины и получить наиболее качественный по однородности, форме и другим характеристикам материал. Но для наилучшего результата необходим опыт и ответственность оператора, который сможет отследить показания приборов и настроить их.

Регулировка вращения шнека

Шнек является важным элементом работы экструдера. Особенно важную роль он играет при вхождении машины в состав экструзионной линии, предназначенной для выпуска труб или гибкой упаковки. Барьерные шнеки увеличивают производительность и позволяют добиться высокого качества конечного продукта. Их действие заключается в отделении исходного сырья от готового расплава.

Это осуществляется путём разделения шнека на две области с помощью встроенного в него дополнительного витка. В начале линии прохождения гранул большее отделение отводится под них, ближе к концу канал, содержащий расплавленный полимер, увеличивается в объёме, в то время как под недорасплавленный материал отводится меньше места. Таким образом, эти две фракции не пересекаются друг с другом, а только плавно перетекают одна в другую.

В зависимости от технологии производства шнеки могут иметь различный диаметр и частоту вращения. Оператор контролирует последний параметр благодаря работе частотных преобразователей. Чем выше частота вращения, тем больше производительность экструдера. Однако этот параметр нужно аккуратно регулировать, чтобы не снизить качество выпускаемого продукта. В совершенных приборах преобразователи позволяют быстро переходить от низких скоростей к высоким, и, наоборот, без промежуточных этапов.

Изменение диаметра и формы

Однородный расплав, являющийся основой будущего продукта, проходит через специальные отверстия. Они придают ему нужную форму, например, кольца. Оператор должен установить значение необходимого диаметра этого кольца, благодаря чему расплав примет форму трубы заданных размеров. Эта форма может меняться под воздействием сжатого воздуха. Так, можно раздуть расплав ещё больше, а можно направить его в зазор между валков элеватора, что приведёт к сплющиванию материала и его оседанию на дне машины в виде рукава.

Полученный материал можно разрезать с одной или обеих сторон с помощью фальцевателей. С применением специальных ножей можно разрезать полученное изделие после прохождения им сушки на небольшие отрезки.

Достоинства

Экструдер обладает высоким уровнем производительности в сочетании с небольшими эксплуатационными расходами. Для полноценного функционирования такого оборудования не нужно большое количество обслуживающего персонала и глубокие знания химических процессов. Его легко установить и запустить в работу. При корректном использовании машина не требует частого ремонта. Возможность регулирования различных параметров экструдера позволяет получать качественные материалы различной толщины и ширины, необходимой производителю.

Принцип работы экструдера полимеров

Существует такое устройство, как экструдер, который предназначен для работы с полимерами. Он имеет различный уровень производительности. Если вам необходимо приобрести станок, в нашем интернет-магазине представлен широкий ассортимент по доступным ценам. Вы получаете гарантию на один год эксплуатации, кроме этого, специалист предварительно проведет инструктаж по работе с таким устройством. Рассмотрим детально принцип работы экструдера полимеров.

Принцип работы экструдера зерновых

Экструдер зерновых работает за счет того, что в частицах зерна, находящихся в камере закрытого типа, при нагревании происходит нарастание внутреннего давления за счет испарений влаги. Из-за мгновенной разгерметизации камеры происходит расширение паровоздушной смеси, что приводит к увеличению объема зерновых частиц.

В комбикормовой промышленности чаще всего используются одношнековые механизмы с постоянным шагом и цилиндрической формой шнека.

экструдеров такой конструкции использует набор шнеков, а между ними в четко определенной последовательности находится несколько подпорных шайб, а шнеки и шайбы на шпильке закрепляются при помощи болта с конусной головкой.

Кожух рабочей части изнутри оснащается несколькими продольными каналами, которые гарантируют, что продукт не будет перекручиваться во время перемещения. На выходе кожуха имеется обычная конусная гайка, снабженная отверстием.

Регулирование зазора между конусами болта крепления шнеков с выходной гайкой позволяет регулировать температуру продукта.

Преимущества использования зернового экструдера

Экструдер зерновой — это один из наиболее значимых аппаратов для улучшения качества зерновых. Необходимость его приобретения обоснована многими факторами. Экструдер позволяет в несколько раз повысить качественные характеристики зерновых. Корма, прошедшие обработку экструдером, более экономичны, легче усваиваются и полностью безопасны.

Данная технология применяется как в сельском хозяйстве, помогая значительно сократить расход кормов, так и в пищевой промышленности для улучшения качеств конечного продукта.

Экструдирование на сегодняшний день является наиболее действенным способом повышения питательной ценности зерновых!

Описание

Зерновые экструдеры предназначаются для быстрого изготовления кормов, усваиваемость которых составляет 90-95%, при том, что усваиваемость необработанных зерновых не превышает 65%.

В результате кратковременного повышения температуры, а также механическому воздействию и искусственным перепадам давления, в зерне происходят структурные и химические изменения.

Кстати, купить натрий муравьинокислый по низкой цене лучше всего на hothim.ru. Очень качественная продукция!

Крахмал, который составляет 50% зерновых и довольно тяжело усваивается животными, и белок зерна приобретают структуру, легче воспринимаемую организмом.

Крахмал распадается на простые сахара, сложные белки и углеводы расщепляются на простые, а клетчатка преобразуется во вторичные сахара. Так как температурное воздействие длится всего несколько секунд, полезные витамины и минералы полностью сохраняются, а грибки, вредители и бактерии погибают.

В процессе обработки зерно как бы взрывается изнутри, становясь более воздушным и приобретая необходимую пластичность и пористость. Объем переработанного зерна увеличивается примерно на 15-20% по сравнению с изначальным.

Для изготовления кормов для животных при помощи экструдирования подходят даже пораженные насекомыми, грибками или плесенью зерна.

Корма после обработки намного легче воспринимаются организмом, так как большую часть работы желудка уже провел аппарат. Благодаря этому животное тратит в 2 раза меньше энергии на переработку пищи. В результате при том же объеме скармливаемого корма прирост веса увеличивается до 40%, надои до 35%, а яйценоскость птицы до 30%.

Принцип работы экструдера

После подачи зерна в бункер процессы внутри аппарата проходят без постороннего вмешательства. При помощи вибрации материал подается в рабочую зону агрегата, где подвергается трехфазной обработке.

Перерабатываемый материал не нужно запаривать или подвергать каким-либо дополнительным обработкам!

После попадания в экструдер зерно проходит термическую обработку при температуре от 110 до 160 градусов под давлением до 40 атмосфер. При выбросе зерна из данного отсека давление резко падает, вода, содержащаяся в клетках, превращается в пар и увеличивается в объеме в 1000 раз. В результате происходит взрыв внутри зерна, благодаря чему оно вспучивается, приобретает пористую структуру, увеличивается в объеме и лучше поддается формовке.

После продавливания через профилирующий инструмент из экструдера выходит вспученный стренг, имеющий форму жгута. При наличии отсекателя величина фракции составляет примерно 10-50 мм.

Процесс экструдации происходит примерно за 30 секунд, что обеспечивает высокую производительность при минимальных затратах энергии. Нагрев и сжатие зерна проходит без ТЭНов и гидравлики, только за счет электродвигателя.

Применяются три метода экструзии:

  • Холодная формовка;
  • Теплая обработка;
  • Горячая экструзия.

Фундамент для установки экструдера не нужен. Он устанавливается на любую ровную поверхность, даже на земляной пол!

Использование

Экструдеры применяются для изготовления кормов для животных. Применение данной технологии позволяет значительно снизить затраты на откорм животных. Кроме того, при переводе животных на питание экструдированными кормами снижается падеж молодняка.

Корма, изготовленные при помощи экструдеров, обладают способностью предотвращать желудочно-кишечные заболевания у животных и значительно улучшать пищеварительный процесс!

Применяются экструдеры и в пищевой промышленности. С их помощью изготавливаются сухие завтраки, кукурузные палочки, чипсы, сухарики, детское питание, диетические хлебцы.

Двухшнековые экструдеры применяются и при изготовлении полимеров: пленки для пакетов, полистирола и полипропилена.

Однако наиболее распространено использование экструдера для улучшения кормовых качеств зерновых культур. В качестве материала для изготовления кормов можно использовать любые злаковые культуры, сою, бобовые.

После переработки вкусовые качества зерновых значительно улучшаются, благодаря выделению масел. Корм приобретает приятный аромат и хлебный вкус. При этом животные быстрее наедаются.

Отдельные модели экструдеров позволяют перерабатывать отходы мясного и рыбного производства. Также применяют экструдеры для обработки маслосодержащих продуктов перед отжимом. Этот процесс облегчает отжим и увеличивает конечный объем получаемых масел.

Читайте также  Камаз 6515 технические характеристики

Экструдер Е-500

Аппарат предназначен для изготовления кормов для животных, очистки зерновых от вредных микроорганизмов. Также применяется для подготовки сои, рапса, подсолнечника к отжиму масла.

С помощью аппарата можно обрабатывать пшеницу, рожь, кукурузу, ячмень, горох, амарант, люпин, сою и подсолнечник. В воронке экструдера установлен магнитный улавливатель металлических частиц, что позволяет избежать попадания ненужных примесей в аппарат и, в последствии, в корм.

Производительность при переработке сои достигает 500 кг. в час, при переработке зерновых до 300 кг. в час. При этом потребляемая мощность составляет 55 кВт/час.

  • Длина — 230 см;
  • Ширина — 210 см;
  • Высота — 170 см;
  • Вес — 1400 кг.

Отличительной особенностью данной модели является наличие узла увлажнения в рабочей зоне. Это гарантирует мягкий и равномерный процесс обработки зерновых, а также обеспечивает снижение износа рабочих деталей.

Экструдер ES-1250

Мощный агрегат для использования в крупных и средних хозяйствах. Производительность данной модели доходит до 1250 кг/час. При этом экструдер способен работать круглосуточно. Оснащен боковой подачей сырья из бункера непосредственно в рабочую зону. Это позволяет исключить проблемы в работе, которые присутствуют при переработке влажного зерна или сложных смесей в экструдерах с верхней подачей.

Кроме стандартных материалов для экструдирования (пшеница, овес, просо, ячмень), данная модель подходит для переработки биоотходов, мясокостного фарша, муки и других отходов. Аппарат снабжен двумя гидроцилиндрами при помощи которых происходит автоматический съем корпусов при разборке рабочей части экструдера или замене шнеков. Это значительно упрощает длительный и трудоемкий процесс обслуживания и ремонта, особенно в аварийных ситуациях.
Вес экструдера составляет 2130 кг, а потребляемая мощность 110 кВт.

Данная модель позволяет регулировать зазоры внутри рабочей части экструдера, благодаря чему становится возможным проводить точные настройки аппарата под каждое сырье.

Экструдер ПЭ-900 УШК

Снабжен системой кондиционирования и парообработки зерна. Данная технология позволяет придавать обрабатываемому материалу мягкость и эластичность, что значительно сокращает энергозатраты на переработку. Кроме того, это помогает увеличить срок службы основных узлов экструдера.

Применяется для обработки пшеницы, сои, ячменя, кукурузы, и гороха. Производительность от 1300 до 1800 кг/час. Потребляемая мощность от 97 кВт/час. Расход пара приблизительно 100 кг/час при давлении 0,4-0,6 Мпа. Размеры 280*256*255 см. При этом вес агрегата 2500 кг.

Экструдер данной модели отличается высокой производительностью и может применяться для подготовки сои и подсолнечника к отжиму масла.

Приобретение экструдера, несомненно, является выгодным вложением средств. Помимо того, что количество скармливаемого животным корма уменьшается, а его пищевая ценность возрастает, экструдация позволяет изготовить высококачественные корма без химических примесей. Корма, изготовленные при помощи экструдеров, позволяют увеличить производительность хозяйств без добавления в пищу животных химических и гормональных препаратов.

Экструдация позволяет добавлять в изначальное сырье до 30% примесей (сено, силос, солома, отходы мясопереработки), не понижая качество и энергетическую ценность производимого корма.

Кроме того, приобретение экструдера положительно скажется на экономическом состоянии производителей зерновых. Готовый высококачественный корм намного превосходит по цене необработанное зерно, а спрос на него практически не снижается.

То есть, экструдация позволяет увеличить стоимость конечного продукта без больших энергетических и трудозатрат. Процесс полностью автоматизирован и проходит буквально за несколько секунд!

При производстве кормов по данной технологии можно использовать пораженные плесенью или насекомыми зерна для получения годного конечного продукта. Это позволяет избежать потерь урожая, которые даже при правильном хранении зерна составляют не менее 20%. Это одна из немногих технологий, позволяющая получить высокую прибыль при минимальных затратах.

Как сделать зерновой экструдер своими руками?

Экструдированные корма для откорма домашних животных появились на рынке сравнительно недавно. Однако, среди животноводов они сразу же получили признание и стали пользоваться широкой популярностью.

Все дело в том, что при экструдировании обычного корма, происходит расщепление некоторых не усваиваемых ферментов зерна (к примеру, крахмала) на те, которые усваиваются полностью как животными, так и птицей (сахар и простые углеводы). Такой корм не только более полезен, но и, за счет повышения вкусовых качеств, гораздо лучше поедается.

О преимуществах экструдированых кормов знают практически все животноводы. Но позволить себе купить сам экструдер для зерна может далеко не каждый из-за его очень высокой стоимости. В помощь тем, кто «хочет, но не может», предлагаем варианты изготовления экструдера своими руками.

1 Что такое экструдер?

Экструдер – это устройство, позволяющее превратить обычные корма в экструдированные. Иными словами, на входе в агрегат засыпается зерновая смесь, а на выходе получается, своего рода, гранулированный корм.

В зависимости от устройства агрегата, из него выходят колбаски диаметром до 3 см.

Перерабатывать в экструдере можно любое, даже слегка подпорченное зерно. Данное устройство обрабатывает корм под высоким давлением до 60 атмосфер и при высокой температуре до 180 градусов.

При таком физическом воздействии, происходит расщепление ферментов. Из них выделяется сахар и углеводы. К тому же, готовый корм получается не только сладковатым, но и приобретает аромат свежеиспеченного хлеба, что значительно улучшает как усваиваемость (с 60% до 90%), так и поедаемость.

Экструдированные корма значительно сокращают затраты энергии животным на их употребление. Благодаря этому, при меньшем расходе корма, фермер получает гораздо больший прирост мышечной массы в хозяйстве. К тому же, такой корм полностью защищает птицу и животных от заболеваний ЖКТ и попадания в кишечник бактерий.

Экструдер зерновой может быть разной мощности. Каждый выбирает то, что нужно ему, исходя из личных требований и размера хозяйства. К примеру, экструдер зерновой КЭШ имеет производительность до 20 кг готового корма в час, тогда как экструдер зерновой ЭКЗ 20 производит в 1,5-2 раза меньше продукта за то же время.
к меню ↑

1.1 Функции экструдера

Данный агрегат нужен не только для превращения простого зерна в гранулированный корм. К его задачам относятся:

  1. Термическая обработка и обеззараживание сырья.
  2. Измельчение зерна.

Экструдер в работе

1.2 Из чего состоит агрегат?

Данный агрегат, не смотря на всю сложность выполняемого процесса, имеет довольно незамысловатую комплектацию:

  • рамное основание, которое является основанием агрегата. На нем закрепляются все остальные составляющие;
  • привод, приводящий в движение механизм;
  • бункер. В него загружается сырье, которое будет перерабатываться (зерно, фураж, шрот и т.д.);
  • шнек-дозатор подает сырье с определенной скоростью и в определенных количествах;
  • шнек-нагнетатель;
  • цилиндр – корпус, в котором происходят процессы обработки сырья;
  • приемная камера;
  • отрезной нож;
  • фильера;
  • двигатель;
  • редуктор;
  • ремень и манжета.

1.3 Как это работает?

Все манипуляции по превращению зерна в экструдированный корм происходят в прессующем узле. То есть всю работу выполняет нагнетающий шнек, закрытый цилиндрическим корпусом. Нагнетающий шнек, в свою очередь, состоит из 3 частей (входной, выходной и средней) и разогревающей шайбы.

Над входной частью шнека в корпусе есть отверстие, через которое поступает сырье. На корпусе внутри имеются продольные ребра, помогающие перемешивать зерно для создания однородной массы. За счет постоянного вращения шнека, в корпусе возникает высокое давление, которое и разрывает зерно. После высокотемпературной обработки, через фильеру выходит готовый продукт в виде колбаски.

Нагрев экструдера происходит постепенно. Загрузку зерна можно производить только после полного разогрева механизма, иначе не произойдет его разрыв. При запуске можно загрузить в бункер муку или шрот.

2 Как сделать экструдер своими руками

Изготовление экструдера зернового своими руками – задача не из простых. Но сложно – не значит нереально.

К тому же многие элементы агрегата все равно придется покупать. Но, если учитывать стоимость заводского устройства, обойдется это гораздо дешевле.

Самодельный экструдер для зерна

И так, для того, чтобы изготовить агрегат своими руками, вам понадобится:

  • двигатель, мощностью минимум 2,2 кВт со скоростью вращения 3000 оборотов в минуту и выше;
  • рессоры или прут, диаметром 10-12 мм для изготовления гильзы;
  • шток, к примеру, от гидроцилиндра с диаметром не менее 50мм;
  • проволока, диаметром 8 мм или конусная пружина;
  • сварочный аппарат и токарный станок.

2.1 Делаем гранулятор

Убедившись в наличии всех необходимых элементов, приступаем к сборке агрегата.

  1. Начнем с изготовления шнека. Для этого берем вал, диаметром 50 мм и наматываем на него проволоку, диаметром 8 мм, делая, своего рода, пружину. Можно взять уже готовую пружину, если таковая имеется. Шаг между витками должен постепенно уменьшаться. К примеру, начинаем с 2,4 и доходим до 1,8 мм.
  2. Далее, нужно обварить пружину на валу. После сварки тщательно обработать швы болгаркой. У Вас должно получиться нечто, похожее на шнек мясорубки.
  3. Из прута 10 мм или полос рессоры нужно сварить гильзу, в которой будет вращаться шнек. Изготовление гильзы из отдельных рельефных элементов увеличит трение и нагревание сырья при экструдировании.
  4. С одной стороны гильзы привариваем гильзу, в которую будут входить подшипники.
  5. К гильзе с обеих сторон привариваем направляющие, на которых будут фиксироваться контрольные фланцы.
  6. Вставляем шнек в гильзу.
  7. Подкладываем шайбу, устанавливаем шариковый подшипник, а затем роликовый зажимной подшипник.
  8. Устанавливаем фланец и накручиваем гайки на направляющие.

2.2 Собираем экструдер

На этом сам гранулятор готов. Приступаем к сборке экструдера своими руками в целом.

  1. Варим раму из уголка (можно воспользоваться готовым устойчивым верстаком, если таковой имеется).
  2. Устанавливаем двигатель. Чем мощнее двигатель, тем больше будет производительность нашего самодельного экструдера.
  3. Делаем ременной привод. Устанавливаем редуктор и натягиваем ремень.
  4. На привод редуктора закрепляем свой гранулятор.
  5. На отверстии для подачи сырья устанавливаем бункер. Это может быть старое ведро, бочка или любая другая емкость.

2.3 Производим запуск

Запускать экструдер, сделанный своими руками, нужно постепенно. После пуска двигателя, даем ему поработать 2-3 минуты вхолостую. Затем, начинаем постепенно засыпать мелкое сырье (муку, макуху, шрот), чтобы агрегат прогрелся, матрица заполнилась и создалось нужное давление.

Когда готовый корм начнет выходить через фильеру в гранулированном виде, можно заполнять бункер цельным зерном.

Изготовление экструдера своими руками – процесс долгий, затратный и трудоемкий, но оно того стоит. Теперь Вы можете готовить полноценный сбалансированный корм в домашних условиях.
к меню ↑

2.4 Изготовление и запуск зернового экструдера (видео)