একটি ল্যাব এক্সট্রুডার হ'ল বিকাশ, গবেষণা এবং ছোট আকারের উপকরণগুলির বিশেষত প্লাস্টিক, রাবার এবং অন্যান্য পলিমারগুলিতে ব্যবহৃত সরঞ্জামগুলির একটি বিশেষ টুকরো। শিল্প-স্কেল এক্সট্রুডারগুলির বিপরীতে, ল্যাব এক্সট্রুডারগুলি প্রায়শই পরীক্ষামূলক সেটিংস বা পাইলট প্রকল্পগুলিতে ছোট ব্যাচের জন্য ডিজাইন করা হয়, যা গবেষকদের উত্পাদন স্কেলিংয়ের আগে উপকরণগুলি অধ্যয়ন করতে এবং অনুকূল করতে সক্ষম করে। উপাদান বিজ্ঞান, বায়োমেডিকাল গবেষণা, খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ এবং আরও অনেক কিছু সহ অনেক শিল্পের জন্য ল্যাব এক্সট্রুডার প্রয়োজনীয়।
এই নিবন্ধে, আমরা একটি ল্যাব এক্সট্রুডার, এর উপাদানগুলি, এটি কীভাবে কাজ করে, এর অ্যাপ্লিকেশনগুলি এবং কেন এটি উপাদান বিকাশের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জাম।
ল্যাব এক্সট্রুডার বোঝা
এক্সট্রুডার কী?
এর মূল অংশে, একজন এক্সট্রুডার হ'ল একটি মেশিন যা কোনও ডাই বা ছাঁচের মাধ্যমে জোর করে উপাদানকে আকার দেওয়ার জন্য ব্যবহৃত হয়। এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটিতে একটি বিশেষভাবে ডিজাইন করা খোলার মাধ্যমে গরম করা, চাপ দেওয়া এবং জোর করে উপকরণগুলি জড়িত। উপাদানগুলি সাধারণত একটি নির্দিষ্ট আকার বা পণ্য আকারে উল্লেখযোগ্য বিকৃতি ঘটে।
যদিও শিল্প এক্সট্রুডাররা ব্যাপক উত্পাদনের জন্য প্রচুর পরিমাণে উপকরণ প্রক্রিয়া করতে পারে, ল্যাব এক্সট্রুডাররা পরীক্ষা-নিরীক্ষা, মান নিয়ন্ত্রণ এবং ছোট আকারের উত্পাদনের জন্য অনুকূলিত হয়। এগুলি সাধারণত গবেষণা ও উন্নয়ন (গবেষণা ও উন্নয়ন) ল্যাবগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেখানে বিজ্ঞানীরা এবং প্রকৌশলীরা বড় আকারের উত্পাদনে যাওয়ার আগে নতুন উপকরণ, প্রক্রিয়া এবং উত্পাদন পদ্ধতি পরীক্ষা করতে পারেন।
একটি ল্যাব এক্সট্রুডারের উপাদান
ল্যাব এক্সট্রুডাররা, যদিও তাদের শিল্পের তুলনায় ছোট, তবে অনেকগুলি অনুরূপ উপাদান রয়েছে। একটি ল্যাব এক্সট্রুডারের মূল উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে:
ফিড হপার : এখানেই কাঁচামাল (প্রায়শই গুলি বা পাউডার আকারে) এক্সট্রুডারে লোড করা হয়।
স্ক্রু এবং ব্যারেল : স্ক্রু হ'ল এক্সট্রুডারের হৃদয়। এটি একই সাথে গরম এবং মিশ্রিত করার সময় ব্যারেলের মাধ্যমে উপাদানটিকে ঘোরানো এবং সরিয়ে দেয়। স্ক্রু এবং ব্যারেলের নকশা নির্ধারণ করে যে উপাদানটি কতটা দক্ষতার সাথে প্রক্রিয়াজাত করা হয়।
হিটার : এক্সট্রুডারদের সাধারণত তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা থাকে যাতে উপাদানটিকে তার সর্বোত্তম প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রায় গরম করে। এটি প্লাস্টিক এবং রাবারগুলির মতো উপকরণগুলির জন্য প্রয়োজনীয় যা এক্সট্রুশনের জন্য গলে যাওয়া বা নরম করা দরকার।
ডাই : ডাই একটি ছাঁচ যা উপাদানটিকে নির্দিষ্ট আকারে আকার দেয় কারণ এটি এক্সট্রুডারকে প্রস্থান করে। ল্যাব এক্সট্রুডারদের প্রায়শই বিভিন্ন আকার এবং আকারের সাথে পরীক্ষার জন্য বিনিময়যোগ্য মারা যায়।
মোটর এবং ড্রাইভ সিস্টেম : মোটর স্ক্রুটির ঘূর্ণন নিয়ন্ত্রণ করে, যার ফলে সিস্টেমের মাধ্যমে উপাদানটির প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে।
নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা : এটি তাপমাত্রা, চাপ, স্ক্রু গতি এবং উপাদান প্রবাহের মতো পরামিতিগুলি নিরীক্ষণ এবং সামঞ্জস্য করতে ব্যবহৃত ডিজিটাল ইন্টারফেস এবং সেন্সরগুলি নিয়ে গঠিত।
একটি ল্যাব এক্সট্রুডার কীভাবে কাজ করে?
একটি ল্যাব এক্সট্রুডারের কার্যকারিতা বিভিন্ন পর্যায়ে ভেঙে যেতে পারে, প্রতিটি কাঙ্ক্ষিত পণ্যটিতে কাঁচামাল প্রক্রিয়াজাতকরণের জন্য প্রয়োজনীয়।
পর্যায় 1: উপাদান খাওয়ানো
প্রক্রিয়াটি শুরু হয় কাঁচামালকে হপারে খাওয়ানো দিয়ে। উপাদানটি দানাদার, গুঁড়ো বা তরল সহ বিভিন্ন আকারে আসতে পারে। ল্যাব-স্কেল এক্সট্রুশনে, এটি সাধারণত একটি পলিমার বা প্লাস্টিকের যৌগ যা প্রক্রিয়া করা দরকার।
পর্যায় 2: গরম এবং গলে যাওয়া
একবার ব্যারেলের অভ্যন্তরে, উপাদানটি ব্যারেলের চারপাশে অবস্থিত বৈদ্যুতিক হিটারের মাধ্যমে উচ্চ তাপের শিকার হয়। উপাদানটি তার রাসায়নিক রচনা এবং কাঙ্ক্ষিত বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয়। বেশিরভাগ পলিমারের জন্য, এই তাপমাত্রার পরিসীমা 150 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড এবং 250 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড (302 ° ফা থেকে 482 ডিগ্রি ফারেনহাইট) এর মধ্যে থাকে। তাপটি প্রবাহিত সহজ করে তোলে, তাপটি নরম করে।
পর্যায় 3: সংক্ষেপণ এবং মিশ্রণ
স্ক্রুটি ব্যারেলের অভ্যন্তরে ঘোরানোর সাথে সাথে উপাদানটি সংকোচনের এবং শিয়ার বাহিনীর উভয়ই সাপেক্ষে। স্ক্রু প্রায়শই নির্দিষ্ট খাঁজ এবং ফ্লাইটগুলির সাথে ডিজাইন করা হয় যা উপাদানটিকে সমানভাবে ধাক্কা, মিশ্রিত করতে এবং গলে সহায়তা করে। উপাদানটি ধীরে ধীরে ডাইয়ের দিকে সরানো হয়, এটি নিশ্চিত করে যে এটি সান্দ্রতা এবং তাপমাত্রায় সামঞ্জস্যপূর্ণ রয়েছে।
মঞ্চ 4: ডাইয়ের মাধ্যমে এক্সট্রুশন
একবার উপাদানটি সঠিকভাবে উত্তপ্ত এবং মিশ্রিত হয়ে গেলে এটি মারা যাওয়ার মাধ্যমে বাধ্য করা হয়। ডাইয়ের আকৃতি উপাদানটির চূড়ান্ত রূপ নির্ধারণ করে। এটি একটি অবিচ্ছিন্ন শীট, ফিল্ম, ফিলামেন্ট বা অন্যান্য পছন্দসই ফর্ম হতে পারে। ল্যাব এক্সট্রুডারগুলিতে, বিনিময়যোগ্য ডাইস ব্যবহার করা সাধারণ, যা অপারেটরকে বিভিন্ন আকার এবং আকার নিয়ে পরীক্ষা করতে দেয়।
মঞ্চ 5: শীতলকরণ এবং দৃ ifying ়করণ
ডাইয়ের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে, এক্সট্রুডেড উপাদানগুলি দ্রুত শীতল হয়, সাধারণত জল স্নান বা এয়ার কুলিং সিস্টেমের মাধ্যমে। এটি উপাদানটিকে দৃ if ় করে এবং এর আকার বজায় রাখে। এই মুহুর্তে, পণ্যটি সাধারণত ছোট দৈর্ঘ্যে কাটা হয় বা অ্যাপ্লিকেশনটির উপর নির্ভর করে অবিচ্ছিন্ন স্ট্র্যান্ডে সংগ্রহ করা হয়।
উপাদান গবেষণা এবং উন্নয়ন
ল্যাব এক্সট্রুডারদের প্রাথমিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে একটি হ'ল উপাদান বিজ্ঞান এবং বিকাশে। গবেষকরা নতুন পলিমার মিশ্রণগুলি তৈরি করতে, বিভিন্ন অ্যাডিটিভগুলি (যেমন কলারেন্টস, ফিলারস এবং স্ট্যাবিলাইজার) পরীক্ষা করতে এবং প্রক্রিয়াজাতকরণের শর্তগুলি অনুকূল করতে ব্যবহার করতে ল্যাব এক্সট্রুডার ব্যবহার করেন। এক্সট্রুশন প্যারামিটারগুলি সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা বিভিন্ন শিল্পে কার্যকর হতে পারে এমন নতুন উপকরণ তৈরির অনুমতি দেয়।
উদাহরণস্বরূপ, ল্যাব এক্সট্রুডারগুলি বায়োডেগ্রেডেবল প্লাস্টিক, মেডিকেল-গ্রেড পলিমার বা উচ্চ-পারফরম্যান্স কম্পোজিটগুলির বিকাশে ব্যবহৃত হয় যা মহাকাশ বা স্বয়ংচালিত শিল্পগুলিতে ব্যবহৃত হতে পারে। ল্যাব এক্সট্রুডারদের নমনীয়তা উপকরণগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি যেমন টেনসিল শক্তি, নমনীয়তা এবং তাপ প্রতিরোধের সূক্ষ্ম সুরগুলিতে সহায়তা করে।
খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ
খাদ্য শিল্পে, ল্যাব এক্সট্রুডাররা স্ন্যাকস, সিরিয়াল, পাস্তা এবং পোষা খাবারের মতো পণ্যগুলিতে উপাদানগুলি প্রক্রিয়াজাত করতে ব্যবহৃত হয়। এক্সট্রুশন পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করে (যেমন তাপমাত্রা এবং স্ক্রু গতি), নির্মাতারা শেষ পণ্যটির টেক্সচার, ধারাবাহিকতা এবং পুষ্টির মান পরিবর্তন করতে পারে।
মেডিকেল এবং ফার্মাসিউটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশন
ল্যাব এক্সট্রুডাররাও চিকিত্সা ডিভাইস এবং ফার্মাসিউটিক্যাল পণ্যগুলির বিকাশে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, ল্যাব এক্সট্রুডারগুলি নিয়ন্ত্রিত-মুক্তির ওষুধের সূত্রগুলি, বায়োম্পোপ্যাটিবল পলিমার এবং মেডিকেল টিউবিংয়ের মতো উপকরণ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। এই শিল্পগুলিতে প্রয়োজনীয় কঠোর মানগুলি পূরণের জন্য এক্সট্রুশন প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণে যথার্থতা প্রয়োজনীয়।
পলিমার মিশ্রণ এবং যৌগিক
আরেকটি মূল অ্যাপ্লিকেশনটি পলিমার যৌগিক। ল্যাব এক্সট্রুডারগুলি নতুন সংমিশ্রণ উপকরণ তৈরি করতে বিভিন্ন পলিমার, অ্যাডিটিভস এবং ফিলারগুলিকে মিশ্রিত করতে ব্যবহৃত হয়। এই যৌগগুলি নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য যেমন পরিবাহিতা, শক্তি বা পরিবেশগত অবস্থার প্রতিরোধের জন্য পরীক্ষা করা যেতে পারে। এটি বিশেষত ইলেকট্রনিক্স, স্বয়ংচালিত এবং নির্মাণের মতো শিল্পগুলির জন্য উপকরণ তৈরিতে কার্যকর।
একটি ল্যাব এক্সট্রুডার ব্যবহারের সুবিধা
নির্ভুলতা এবং নিয়ন্ত্রণ
ল্যাব এক্সট্রুডাররা এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াটির উপর উচ্চ নির্ভুলতা এবং নিয়ন্ত্রণ সরবরাহ করে। তাপমাত্রা, চাপ, স্ক্রু গতি এবং উপাদান প্রবাহের মতো পরামিতিগুলি সমস্ত এক্সট্রুড পণ্যের বৈশিষ্ট্যগুলি অনুকূল করতে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। এটি এটিকে গবেষণা ও উন্নয়নের জন্য একটি অমূল্য সরঞ্জাম হিসাবে তৈরি করে, যেখানে উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি সূক্ষ্ম-সুর করা অপরিহার্য।
ছোট ব্যাচের উত্পাদন
শিল্প এক্সট্রুডারগুলির বিপরীতে, যা বৃহত আকারের উত্পাদনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, ল্যাব এক্সট্রুডাররা ছোট ব্যাচ প্রসেসিংয়ে এক্সেল করে। এটি সংস্থাগুলিকে প্রোটোটাইপগুলি তৈরি এবং পরীক্ষা করতে, নতুন সূত্রগুলি পরীক্ষা করতে এবং শিল্প-স্কেল যন্ত্রপাতিগুলিতে বড় বিনিয়োগের প্রয়োজন ছাড়াই নতুন পণ্য বিকাশের অনুমতি দেয়।
গবেষণার জন্য ব্যয়বহুল
একটি ল্যাব এক্সট্রুডার পরিচালনার ব্যয় একটি শিল্প এক্সট্রুডারের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম। এটি গবেষণা ল্যাব এবং ছোট নির্মাতাদের জন্য এটি আরও ব্যয়বহুল বিকল্প হিসাবে তৈরি করে যাদের উপকরণগুলি পরীক্ষা এবং বিকাশ করতে হবে তবে শিল্প সিস্টেমগুলি দ্বারা উত্পাদিত বৃহত পরিমাণে প্রয়োজন হয় না।
বহুমুখিতা
ল্যাব এক্সট্রুডাররা থার্মোপ্লাস্টিক থেকে শুরু করে খাদ্য উপাদান থেকে মেডিকেল পলিমার পর্যন্ত বিস্তৃত উপকরণ এবং পণ্যের ধরণের পরিচালনা করতে পারে। ডাই আউট এবং পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করার দক্ষতার অর্থ হ'ল একটি ল্যাব এক্সট্রুডার বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন এবং পরীক্ষার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
উপসংহার
একটি ল্যাব এক্সট্রুডার উপাদান বিজ্ঞান, গবেষণা ও উন্নয়ন এবং ছোট আকারের উত্পাদনের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জাম। পরীক্ষার জন্য একটি নিয়ন্ত্রিত পরিবেশ সরবরাহ করে, এটি গবেষকদের শিল্প উত্পাদন পর্যন্ত স্কেলিংয়ের আগে নতুন উপকরণ পরীক্ষা করতে, প্রক্রিয়াগুলি অনুকূল করতে এবং উদ্ভাবনী পণ্যগুলি বিকাশের অনুমতি দেয়।
খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ থেকে পলিমার যৌগিক পর্যন্ত, ল্যাব এক্সট্রুডাররা উচ্চ-মানের পণ্য তৈরির জন্য নির্ভুলতা, বহুমুখিতা এবং ব্যয়বহুল সমাধান সরবরাহ করে বিভিন্ন শিল্প সরবরাহ করে। যেহেতু নতুন উপকরণ এবং প্রযুক্তিগুলি উদ্ভূত হতে চলেছে, উপকরণগুলির উদ্ভাবন এবং বিকাশে ল্যাব এক্সট্রুডারের ভূমিকা কেবল আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠবে।
ল্যাব এক্সট্রুডাররা কীভাবে কাজ করে এবং তাদের বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলির বিস্তৃত পরিসীমা, ব্যবসায় এবং গবেষকরা কীভাবে এই বহুমুখী সরঞ্জামগুলিকে তাদের উপাদান বিকাশের প্রক্রিয়াগুলিতে অন্তর্ভুক্ত করতে পারেন সে সম্পর্কে অবহিত সিদ্ধান্ত নিতে পারে তা বোঝার মাধ্যমে।
