একটি ল্যাব এক্সট্রুডার কীভাবে কাজ করে?
পলিমার বিজ্ঞান, খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ, ফার্মাসিউটিক্যালস এবং মেডিকেল ডিভাইস উত্পাদন সহ বিভিন্ন শিল্প জুড়ে গবেষণা, উন্নয়ন এবং ছোট আকারের উত্পাদনের একটি ল্যাব এক্সট্রুডার একটি প্রয়োজনীয় সরঞ্জাম। এটি বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলীদের বৃহত আকারের শিল্প সরঞ্জামের প্রয়োজন ছাড়াই নতুন উপকরণ এবং পরীক্ষার প্রোটোটাইপগুলি পরীক্ষা করার অনুমতি দেয়। উপাদান বিকাশ এবং প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশনে জড়িতদের জন্য কোনও ল্যাব এক্সট্রুডারের অভ্যন্তরীণ কাজগুলি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।
এই নিবন্ধে, আমরা এর প্রাথমিক উপাদানগুলি অন্বেষণ করব একটি ল্যাব এক্সট্রুডার , এটি কীভাবে পরিচালনা করে, এক্সট্রুশনের ধাপে ধাপে প্রক্রিয়া এবং তাপমাত্রা, চাপ এবং স্ক্রু ডিজাইনের মতো পরামিতিগুলি কীভাবে প্রক্রিয়া করা হচ্ছে তা প্রভাবিত করে।
ল্যাব এক্সট্রুডার কী?
কোনও ল্যাব এক্সট্রুডার কীভাবে কাজ করে তা বিবেচনা করার আগে, এটি কী তা বোঝা গুরুত্বপূর্ণ। একটি ল্যাব এক্সট্রুডার হ'ল পলিমার, প্লাস্টিক, রাবার, খাবারের উপাদান এবং এমনকি ফার্মাসিউটিক্যালসের মতো উপকরণগুলি প্রক্রিয়া করার জন্য ব্যবহৃত শিল্প এক্সট্রুডারের একটি কমপ্যাক্ট সংস্করণ। এটি সাধারণত পরীক্ষাগার সেটিংসে নিযুক্ত করা হয় যেখানে ছোট আকারের, উচ্চ-নির্ভুলতা পরীক্ষাগুলি উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলি অনুকূল করতে, প্রোটোটাইপগুলি বিকাশ করতে এবং নতুন সূত্রগুলি পরীক্ষা করার জন্য পরিচালিত হয়।
ল্যাব এক্সট্রুডারগুলি তুলনামূলকভাবে ছোট ছোট ভলিউম উপকরণগুলি পরিচালনা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, সাধারণত প্রতি ঘন্টা কয়েক কেজি এর পরিসীমাগুলিতে, তাদেরকে গবেষণা ও উন্নয়নের উদ্দেশ্যে আদর্শ করে তোলে। এগুলি থার্মোপ্লাস্টিকস, থার্মোসেট এবং বায়োডেগ্রেডেবল পলিমার সহ বিস্তৃত উপকরণ প্রক্রিয়াকরণে সক্ষম বহুমুখী মেশিন এবং এটি পলিমার যৌগিক থেকে খাদ্য পণ্য বিকাশ পর্যন্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
একটি ল্যাব এক্সট্রুডারের প্রাথমিক উপাদানগুলি
কোনও ল্যাব এক্সট্রুডার কীভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য, প্রথমে এর প্রধান উপাদানগুলির সাথে নিজেকে পরিচিত করা প্রয়োজন। এই উপাদানগুলি কাঁচামালগুলি প্রক্রিয়া করতে এবং তাদের পছন্দসই আকার বা আকারে রূপান্তর করতে একত্রে কাজ করে। এখানে একটি সাধারণ ল্যাব এক্সট্রুডারের মূল অংশগুলি রয়েছে:
1. হপার ফিড
ফিড হপারটি যেখানে কাঁচামালটি এক্সট্রুডারে প্রবর্তিত হয়। উপাদানগুলি প্রক্রিয়াধীন উপাদানের ধরণের উপর নির্ভর করে উপাদানগুলি গুলি, গুঁড়ো বা এমনকি তরল আকারে হতে পারে। হপার নিশ্চিত করে যে উপাদানটি ধারাবাহিকভাবে এবং নিয়ন্ত্রিত হারে এক্সট্রুডারে খাওয়ানো হয়।
2. স্ক্রু এবং ব্যারেল
স্ক্রু এবং ব্যারেল সমাবেশটি এক্সট্রুডারের মূল বিষয়। স্ক্রু, প্রায়শই 'এক্সট্রুডার স্ক্রু হিসাবে পরিচিত, ' একটি ঘোরানো হেলিকাল উপাদান যা ব্যারেলের মাধ্যমে উপাদানটিকে সরিয়ে দেয়। ব্যারেল একটি নলাকার চেম্বার যা স্ক্রু রাখে এবং এর প্রাথমিক কাজটি হ'ল উত্তপ্ত এবং প্রক্রিয়াজাত হওয়ার সাথে সাথে উপাদানটি গাইড করা এবং ধারণ করা।
স্ক্রুতে বেশ কয়েকটি ফ্লাইট (বা বিভাগ) রয়েছে, যা বিভিন্ন ফাংশন সম্পাদনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যেমন উপাদানটি পৌঁছে দেওয়া, গলে যাওয়া, মিশ্রণ এবং চাপ দেওয়া। স্ক্রু ঘোরানোর সাথে সাথে এটি উপাদানগুলিতে যান্ত্রিক শক্তি প্রয়োগ করে, যার ফলে এটি উত্তপ্ত হয়ে যায় এবং ডাইয়ের দিকে প্রবাহিত হয়।
3. হিটার এবং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা
ল্যাব এক্সট্রুডারদের একটি মূল বৈশিষ্ট্য হ'ল প্রক্রিয়াজাতকরণের সময় উপাদানের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা। ধারাবাহিক তাপমাত্রা বজায় রাখতে সাধারণত ব্যারেলের চারপাশে বৈদ্যুতিক হিটার স্থাপন করা হয়। তাপটি নরম করে বা গলে যায়, এটি ম্যানিপুলেট করা এবং আকার দেওয়া সহজ করে তোলে।
তাপমাত্রা সেন্সর এবং কন্ট্রোলারগুলি ব্যারেল বরাবর বিভিন্ন পয়েন্টে তাপমাত্রা নিরীক্ষণ এবং সামঞ্জস্য করতে ব্যবহৃত হয়। পছন্দসই উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জনের জন্য সঠিক তাপমাত্রা বজায় রাখা গুরুত্বপূর্ণ, কারণ বিভিন্ন উপাদানের অনুকূল প্রক্রিয়াকরণের জন্য নির্দিষ্ট তাপমাত্রার প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।
4. মারা
ডাই হ'ল সেই উপাদান যার মাধ্যমে উপাদানটি এক্সট্রুডারকে প্রস্থান করে। এটি সাধারণত ধাতব দিয়ে তৈরি এবং একটি নির্দিষ্ট আকার বা ফর্ম থাকে যা চূড়ান্ত পণ্যের জ্যামিতির নির্দেশ দেয়। মারা যাওয়া বিভিন্ন আকারে আসে যেমন শিট, ফিল্ম, টিউব বা ফিলামেন্টস, কাঙ্ক্ষিত আউটপুটের উপর নির্ভর করে।
ল্যাব এক্সট্রুডারগুলিতে, মারা যাওয়া সহজেই বিভিন্ন আকার এবং আকার নিয়ে পরীক্ষা করতে সহজেই অদলবদল করা যায়। উপাদানটি চাপের মধ্যে ডাইয়ের মাধ্যমে বাধ্য করা হয় এবং এর আকারটি ডাইয়ের কনফিগারেশন দ্বারা নির্ধারিত হয়।
5. মোটর এবং ড্রাইভ সিস্টেম
মোটর স্ক্রু ঘোরানো এবং এক্সট্রুশন প্রক্রিয়া চালানোর জন্য দায়ী। মোটর গতি স্ক্রুটির ঘূর্ণন গতি নিয়ন্ত্রণ করতে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে, যা ফলস্বরূপ উপাদানের প্রবাহের হারকে প্রভাবিত করে। মোটর এবং ড্রাইভ সিস্টেমটি প্রক্রিয়াজাত হওয়া উপাদানগুলির প্রতিরোধকে কাটিয়ে উঠতে প্রয়োজনীয় টর্কও সরবরাহ করে।
6. নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা
একটি ল্যাব এক্সট্রুডারের নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা তাপমাত্রা, চাপ, স্ক্রু গতি এবং উপাদান প্রবাহের হার সহ বিভিন্ন প্রক্রিয়াকরণ পরামিতিগুলি পর্যবেক্ষণ এবং সামঞ্জস্য করার জন্য দায়ী। এই সিস্টেমটি অপারেটরটিকে এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটির উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ বজায় রাখতে এবং রিয়েল-টাইমে সামঞ্জস্য করতে উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলি অনুকূল করতে দেয়।
এক্সট্রুশন প্রক্রিয়া: ধাপে ধাপে
এখন যেহেতু আমরা মূল উপাদানগুলির রূপরেখা তৈরি করেছি, আসুন আমরা কীভাবে কোনও ল্যাব এক্সট্রুডারের অভ্যন্তরে এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটি উদ্ঘাটিত হয় তা ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।
পদক্ষেপ 1: কাঁচামাল লোড হচ্ছে
প্রক্রিয়াটি ফিড হপারে কাঁচামাল লোড করে শুরু হয়। উপাদানগুলি এর রাসায়নিক রচনা এবং কাঙ্ক্ষিত শেষ পণ্যের উপর নির্ভর করে গুলি, গুঁড়ো বা ফ্লেক্স আকারে হতে পারে। একবার লোড হয়ে গেলে, উপাদানটি ব্যারেলের মধ্যে প্রবাহিত হতে শুরু করে, যেখানে এটি প্রক্রিয়া করা হবে।
পদক্ষেপ 2: উপাদান গরম করা
ব্যারেলের মধ্য দিয়ে উপাদানগুলি চলার সাথে সাথে এটি বাহ্যিক হিটারের মাধ্যমে তাপের সংস্পর্শে আসে। হিটিং প্রক্রিয়াটি উপাদানটিকে নরম করে বা গলে যায়, এটি আরও মারাত্মক এবং আকার দেওয়া সহজ করে তোলে। কিছু ক্ষেত্রে, একটি শীতল ব্যবস্থা তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে এবং অতিরিক্ত উত্তাপ রোধ করতে বিশেষত সংবেদনশীল উপকরণগুলির জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে।
তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা নিশ্চিত করে যে উপাদানটি সর্বোত্তম প্রক্রিয়াজাতকরণ তাপমাত্রায় পৌঁছায়, যা ব্যবহৃত উপাদানগুলির উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, থার্মোপ্লাস্টিকগুলি সাধারণত 150 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড এবং 250 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের মধ্যে তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়, অন্যদিকে খাদ্য উপাদানগুলির জন্য কম প্রসেসিং তাপমাত্রার প্রয়োজন হতে পারে।
পদক্ষেপ 3: উপাদানটি পৌঁছে দেওয়া এবং মিশ্রিত করা
একবার উপাদান যথেষ্ট উত্তপ্ত হয়ে গেলে, ঘোরানো স্ক্রু এটি ব্যারেলের মাধ্যমে জানাতে শুরু করে। স্ক্রু ঘোরানোর সাথে সাথে এটি শিয়ার বাহিনী তৈরি করে যা উপাদানগুলিকে মিশ্রিত করে, তাপ এবং চাপের অভিন্ন বিতরণ নিশ্চিত করে। স্ক্রুটি উপাদানটিতে যান্ত্রিক শক্তি প্রয়োগ করে, যা এটি আরও গলে এবং মিশ্রিত করতে সহায়তা করে।
কিছু ল্যাব এক্সট্রুডারগুলিতে, স্ক্রুটি বিভিন্ন অঞ্চল দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে, প্রতিটি একটি নির্দিষ্ট ফাংশন পরিবেশন করে:
ফিড জোন : যেখানে উপাদানটি প্রাথমিকভাবে ব্যারেলের মধ্যে লোড করা হয় এবং জানানো হয়।
সংক্ষেপণ অঞ্চল : যেখানে উপাদানটি উত্তপ্ত এবং কমপ্যাক্ট করা হয়, গলে যাওয়ার দিকে পরিচালিত করে।
মিটারিং জোন : যেখানে উপাদানটি মিশ্রিত হয় এবং সমজাতীয় হয়, এটি ডাইয়ের মাধ্যমে এক্সট্রুশনের জন্য প্রস্তুত করে।
স্ক্রু ডিজাইন এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটির দক্ষতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি নির্ধারণ করে যে উপাদানটি কতটা মিশ্রিত, উত্তপ্ত এবং জানানো হয়েছে।
পদক্ষেপ 4: উপাদান আকার দেওয়া
উপাদানটি মারা যাওয়ার দিকে এগিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে এটি উত্তপ্ত, মিশ্রিত এবং ডান ধারাবাহিকতায় চাপ দেওয়া হয়েছে। ডাই হ'ল যেখানে উপাদানটি তার চূড়ান্ত আকারে নেয়। ব্যারেলের মধ্যে চাপটি ডাইয়ের মাধ্যমে উপাদানটিকে বাধ্য করে, যার মধ্যে বিভিন্ন ধরণের আকার যেমন একটি শীট, ফিল্ম বা টিউব থাকতে পারে, উদ্দেশ্যযুক্ত প্রয়োগের উপর নির্ভর করে।
ডাই ডিজাইনটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি প্রবাহের হার এবং এক্সট্রুড উপাদানের আকার নির্ধারণ করে। ল্যাব এক্সট্রুডাররা প্রায়শই বিনিময়যোগ্য মারা যায় এবং অপারেটরদের বিভিন্ন ফর্ম এবং জ্যামিতির সাথে পরীক্ষা করতে দেয়।
পদক্ষেপ 5: শীতলকরণ এবং দৃ ification ়ীকরণ
একবার উপাদানটি মারা যাওয়ার পরে, এটি তার আকারকে আরও দৃ ify ় করার জন্য দ্রুত শীতল করা হয়। এই শীতলকরণ প্রক্রিয়াটি এয়ার কুলিং, জল স্নান বা অন্যান্য কুলিং সিস্টেমের মাধ্যমে উপাদান এবং কাঙ্ক্ষিত শেষ পণ্যের উপর নির্ভর করে অর্জন করা যেতে পারে।
থার্মোপ্লাস্টিক উপকরণগুলির জন্য, উপাদানের আকৃতি সংরক্ষণ এবং এটিকে বিকৃতি থেকে রোধ করার জন্য দ্রুত শীতলকরণ অপরিহার্য। কিছু ক্ষেত্রে, পোস্ট-কুলিং চিকিত্সা যেমন স্ট্রেচিং বা অঙ্কন, উপাদানের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি বাড়ানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
পদক্ষেপ 6: এক্সট্রুডেট কাটা বা সংগ্রহ
শীতল হওয়ার পরে, এক্সট্রুড উপাদানগুলি সাধারণত ছোট বিভাগগুলিতে কাটা হয় বা অ্যাপ্লিকেশনটির উপর নির্ভর করে অবিচ্ছিন্ন স্ট্র্যান্ড হিসাবে সংগ্রহ করা হয়। প্লাস্টিকের ছায়াছবিগুলির ক্ষেত্রে, এক্সট্রুডেড উপাদানগুলি কোনও রোলের উপরে ক্ষত হতে পারে। পেললেটগুলির মতো অন্যান্য উপকরণগুলির জন্য, এক্সট্রুডেটটি প্রায়শই আরও প্রক্রিয়াজাতকরণ বা পরীক্ষার জন্য ছোট, অভিন্ন টুকরোতে কাটা হয়।
এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটিকে প্রভাবিত করে এমন কী পরামিতি
বেশ কয়েকটি কারণ এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটির ফলাফলকে প্রভাবিত করে। এই পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করে, অপারেটরগুলি উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি সূক্ষ্ম-সুর করতে পারে এবং পছন্দসই ফলাফলগুলি অর্জন করতে পারে।
1. তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ
ব্যারেলের অভ্যন্তরের তাপমাত্রা এক্সট্রুশনের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ কারণ। সর্বোত্তম প্রক্রিয়াকরণের জন্য বিভিন্ন উপাদানের নির্দিষ্ট তাপমাত্রার প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। যদি তাপমাত্রা খুব বেশি হয় তবে এটি অবক্ষয় বা অযাচিত রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির কারণ হতে পারে। বিপরীতে, যদি তাপমাত্রা খুব কম হয় তবে উপাদানগুলি সঠিকভাবে প্রবাহিত হতে পারে না বা আকার দেওয়ার পক্ষে খুব অনমনীয় থাকতে পারে।
2. স্ক্রু গতি
স্ক্রু গতি ব্যারেলের মধ্যে উপাদানের আবাসনের সময়কে প্রভাবিত করে, যা ফলস্বরূপ এটির গলে যাওয়া এবং মিশ্রণকে প্রভাবিত করে। উচ্চতর স্ক্রু গতি সাধারণত দ্রুত প্রক্রিয়াজাতকরণ সময় দেখা দেয় তবে উচ্চতর শিয়ার বাহিনীও হতে পারে, যা উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করতে পারে। স্ক্রু গতি সামঞ্জস্য করা অপারেটরদের প্রবাহের হার নিয়ন্ত্রণ করতে এবং কাঙ্ক্ষিত টেক্সচার এবং ধারাবাহিকতা অর্জন করতে দেয়।
3. চাপ
ব্যারেলের মধ্যে চাপ উপাদানটির সান্দ্রতা, স্ক্রু গতি এবং ডাইয়ের প্রতিরোধের মুখোমুখি দ্বারা নির্ধারিত হয়। উচ্চ চাপ আরও ভাল মিশ্রণ এবং উচ্চ-মানের এক্সট্রুডেট হতে পারে তবে মেশিনে অতিরিক্ত পরিধানও হতে পারে। যথাযথ চাপ নিয়ন্ত্রণ নিশ্চিত করে যে উপাদানগুলি ব্লকেজ বা ক্ষতির কারণ ছাড়াই দক্ষতার সাথে সিস্টেমের মাধ্যমে প্রবাহিত হয়।
4. স্ক্রু ডিজাইন
যথাযথ মিশ্রণ, গরম করা এবং উপাদানটি পৌঁছে দেওয়ার জন্য স্ক্রুটির নকশা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বিভিন্ন স্ক্রু ডিজাইন, যেমন একক স্ক্রু, টুইন স্ক্রু, বা সহ-ঘূর্ণায়মান স্ক্রুগুলি, বিভিন্ন ডিগ্রি শিয়ার এবং মিশ্রণের ক্ষমতা সরবরাহ করে। স্ক্রু ডিজাইন অবশ্যই নির্দিষ্ট উপাদান এবং কাঙ্ক্ষিত শেষ বৈশিষ্ট্য অনুসারে তৈরি করা উচিত।
উপসংহার
একটি ল্যাব এক্সট্রুডার কাঙ্ক্ষিত আকার এবং ফর্মগুলিতে কাঁচামাল প্রক্রিয়া করতে তাপ, চাপ এবং যান্ত্রিক শক্তি ব্যবহার করে কাজ করে। তাপমাত্রা, স্ক্রু গতি এবং চাপের মতো পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করে গবেষক এবং নির্মাতারা এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটিকে সূক্ষ্ম-সুর করতে পারেন
নির্দিষ্ট উপাদান বৈশিষ্ট্য অর্জন। এই নমনীয়তাটি বিভিন্ন শিল্প জুড়ে ল্যাব এক্সট্রুডারদের উপাদান বিজ্ঞান, গবেষণা ও উন্নয়ন এবং ছোট আকারের উত্পাদনগুলিতে অপরিহার্য সরঞ্জাম তৈরি করে।
কোনও ল্যাব এক্সট্রুডার কীভাবে পরিচালনা করে তা বোঝা উপাদান বিকাশের সাথে জড়িত যে কোনও ব্যক্তির জন্য প্রয়োজনীয়, কারণ এটি তাদের প্রক্রিয়াগুলি অনুকূল করতে, প্রোটোটাইপগুলি তৈরি করতে এবং নির্ভুলতা এবং নিয়ন্ত্রণের সাথে নতুন সূত্রগুলি পরীক্ষা করতে দেয়। পলিমার গবেষণা, খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ বা মেডিকেল ডিভাইস উত্পাদন ক্ষেত্রে, ল্যাব এক্সট্রুডার প্রযুক্তি এবং উদ্ভাবনের অগ্রযাত্রায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
