Зертханалық экструдер қалай жұмыс істейді?
Зертханалық экструдер - бұл әр түрлі салалардағы, оның ішінде полимерлі, тамақ өнімдерін, тамақ өңдеу, фармацевтика және медициналық құрылғыларды өндірудің маңызды құралы болып табылады. Бұл ғалымдар мен инженерлерге жаңа материалдармен және тест прототиптерімен тәжірибе жасауға мүмкіндік береді. Зертханалық экнергияның ішкі жұмысын түсіну материалдық игеру мен процестерді оңтайландыруға қатысқандар үшін өте маңызды.
Осы мақалада біз негізгі компоненттерді зерттейміз Зертханалық экструдер , ол қалай жұмыс істейді, ол қалай жұмыс істейді, экструзияның қадамдық процесі және температура, қысым және бұрандалы дизайн сияқты параметрлер өңделетін материалға қалай әсер етеді.
Зертханалық экструдер дегеніміз не?
Зертханалық экструдер қалай жұмыс істегеніне дейін, оның не екенін түсіну маңызды. Зертханалық экструвер - бұл полимерлер, пластмассалар, резеңке, тамақ ингредиенттері, тамақ ингредиенттері, тамақ ингредиенттері, тіпті фармацевтика сияқты материалдарды өңдеу үшін қолданылатын өндірістік экструдердің ықшам нұсқасы. Ол әдетте зертханалық параметрлерде жұмыс істейді, онда шағын, жоғары дәлдіктегі эксперименттер материалдық қасиеттерді оңтайландыру, прототиптер әзірлеу, прототиптер әзірлеу және жаңа тұжырымдамалар бойынша жүргізіледі.
Лабораториялық экструдерлер, әдетте, әр минутына бірнеше килограмнан тұратын материалдарды өңдеуге арналған, оларды ҒЗТКЖ үшін жасауға арналған. Олар көптеген материалдарды, соның ішінде термопластика, термосецтер, термосецтер және биологиялық ыдырайтын полимерлерді өңдеуге қабілетті, және полимерлі қосымшадан тамақ өнімдерін өндіруге дейін қолданылады.
Зертханалық экструдтаманың негізгі компоненттері
Зертханалық экструдер қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін оның негізгі компоненттерімен алдымен танысу қажет. Бұл компоненттер unison-дағы шикізатты өңдеп, оларды қажетті пішінге немесе формаға айналдыруда жұмыс істейді. Мұнда әдеттегі зертханалық экструдердің негізгі бөліктері бар:
1. Бордақылау хоппері
Арнайы ыдыс - шикізат сыртқы түрге енгізілген. Материал өңделген материалдардың түріне байланысты түйіршіктер, ұнтақтар немесе тіпті сұйықтықтар түрінде болуы мүмкін. Хоппер материалдың тұрақты және бақыланатын мөлшерлемеде берілетінін қамтамасыз етеді.
2. Бұрандалы және баррель
Бұранданы және баррельді жинақ - экструдердің өзегі. Жиі, көбінесе «Экран шығару бұрандасы, » деп аталатын бұранданы баррель арқылы материалды қозғалтатын дөңгелек компонент болып табылады. Бөшке - бұл бұрандалы калетка, ал оның негізгі функциясы бағытталған және оның негізгі функциясы - жылытылып, өңделетін және өңделгендей материалды қамтуы керек.
Бұранданың құрамында бірнеше рейстер (немесе бөлімдер) бар, олар әр түрлі функцияларды орындауға арналған, мысалы, материалдарды тасымалдау, балқыту, араластыру және қысым көрсету. Бұранданы айналдырған сайын, ол материалға механикалық энергияны қолданады, оны қыздыруға және өлуге бағытталған.
3. Жылытқыштар және температураны басқару жүйесі
Зерттелетін экструдтаушылардың негізгі ерекшелігі - олардың өңдеу кезіндегі материалдың температурасын бақылау мүмкіндігі. Электр жылытқыштары әдетте тұрақты температураны сақтау үшін барреліне айналады. Қызу материалды жұмсартады немесе ерітеді, оны айла-шарғы жасау және қалыптастыруды жеңілдетеді.
Температура датчиктері мен контроллері баррель бойымен температураны бақылау және реттеу үшін қолданылады. Дұрыс температураны сақтау қажетті материалдық қасиеттерге жету үшін өте маңызды, өйткені әр түрлі материалдар оңтайлы өңдеуге арналған температуралық талаптарға ие.
4. Өлу
Өлім - бұл материал сыртқы экструдерден шығатын компонент. Ол әдетте металдан жасалған және өнімнің соңғы геометриясын талап ететін нақты пішіні немесе формасы бар. Қажетті өнімге байланысты парақтар, фильмдер, түтіктер немесе жіптер сияқты көптеген түрлі пішіндер бар.
Зертханалық экструдюртерде өлгендер әртүрлі пішіндермен және өлшемдермен оңай ауысуға болады. Материал қысыммен өлім арқылы мәжбүр, ал оның пішіні өлудің конфигурациясымен анықталады.
5. Мотор және жетек жүйесі
Мотор бұранданы айналдыруға және экструзия процесін жүргізу үшін жауап береді. Мотордың жылдамдығын бұранданың айналу жылдамдығын басқару үшін реттеуге болады, бұл өз кезегінде материалдың ағынының жылдамдығына әсер етеді. Мотор және жетек жүйесі өңделетін материалдың тұрақтылығын жеңу үшін қажетті момент береді.
6. Басқару жүйесі
Зертханалық экструдтағы басқару жүйесі әр түрлі өңдеу параметрлерін, соның ішінде температура, қысым, бұрандалы жылдамдық және материалдық ағынның жылдамдығын бақылау және реттеу үшін жауап береді. Бұл жүйе операторға экструзия процесін нақты бақылауды және нақты уақытта материалдық қасиеттерді оңтайландыруға мүмкіндік береді.
Экструзия процесі: кезең-кезеңмен
Енді біз негізгі компоненттерді атап өттік, лабораториялық экструдер ішіне экструзия процесі қалай ашылатынын қарастырайық.
1-қадам: Шикізатты жүктеу
Процесс шикі материалды жемшөптің ыдысына салу арқылы басталады. Материал оның химиялық құрамына және қалаған түпкі өнімге байланысты түйіршіктер, ұнтақтар немесе қабыршақтар түрінде болуы мүмкін. Бір рет жүк тиелгеннен кейін материал баррельге түсе бастайды, онда ол өңделеді.
2-қадам: Материалды қыздыру
Материал баррель арқылы қозғалғандықтан, ол сыртқы жылытқыштар арқылы қызуға ұшырайды. Қыздыру процесі материалды жұмсартады немесе ерітеді, оны одан әрі және оны қалыптастыру оңайырақ етеді. Кейбір жағдайларда салқындату жүйесінде температураны реттеу және қызып кетуді болдырмау үшін, әсіресе сезімтал материалдар үшін де қолданылуы мүмкін.
Температураны басқару жүйесі материалдың оңтайлы температураға жетуін қамтамасыз етеді, ол қолданылатын материалға байланысты өзгереді. Мысалы, термопластика әдетте 150 ° C және 250 ° C аралығында температураны қажет етеді, ал тамақ ингредиенттері өңделетін ингредиенттерді өңдеудің төмендеуі мүмкін.
3-қадам: материалды жеткізу және араластыру
Материал жеткілікті түрде қызғаннан кейін, айналмалы бұранда оны бөшке арқылы жеткізе бастайды. Бұражан айналған сайын, ол материалды араластырып, жылу мен қысымның біркелкі таралуын қамтамасыз ететін ығысу күштерін жасайды. Бұранданы сонымен қатар механикалық энергияны материалға қолданады, бұл одан әрі ерітіп, оны араластыруға көмектеседі.
Кейбір зертханалық экструдтаушыларда бұранда әр түрлі аймақтармен жасалған, олардың әрқайсысы белгілі бір функцияға қызмет етеді:
Беру аймағы : мұнда материал бастапқыда баррельге салынып, жеткізіледі.
Сығымдау аймағы : мұнда материал қызып, тығыздалған, еруіне әкеледі.
Есептеу аймағы : мұнда материал араласып, гомогенизацияланған, оны өлім арқылы шығаруға дайындайды.
Бұрандалы дизайн экструзия процесінің тиімділігі үшін өте маңызды, өйткені ол материалды қаншалықты жақсы араластырылғанын, қыздырылған және жеткізілетінін анықтайды.
4-қадам: Материалды қалыптастыру
Материал өлген сайын ол қыздырылып, араласып, дұрыс консистенцияға дейін қысылды. Өлім - бұл материал өзінің соңғы формасына сәйкес келеді. Бөшкедегі қысым материалды өлім арқылы күшейтеді, ол белгіленген қосымшаға байланысты парақ, пленка немесе түтік сияқты әртүрлі пішіндер болуы мүмкін.
Өлім дизайны өте маңызды, өйткені ол ағынның мөлшерін және экструдталған материалдың формасын анықтайды. Зертханалық экструдтаушылар жиі ауыспалы өліммен келеді, операторларға әр түрлі формалар мен геометриялармен тәжірибе жасауға мүмкіндік береді.
5-қадам: салқындату және қатайту
Материал туылғаннан кейін, оның пішінін нығайту үшін тез салқындатылады. Бұл салқындату процесіне ауа салқындату, су моншалары немесе басқа салқындату жүйелері, материалға және қалаған соңғы өнімге байланысты қол жеткізуге болады.
Термопластикалық материалдар үшін, тез салқындату материалдың пішінін сақтау және оның деформациядан алдын алу үшін қажет. Кейбір жағдайларда, созылу немесе сурет салу сияқты салқындатудан кейінгі емдеу материалдардың механикалық қасиеттерін жақсарту үшін қолданылуы мүмкін.
6-қадам: Ашулануды кесу немесе жинау
Салқындағаннан кейін, экструдталған материал әдетте кішігірім бөлімдерге кесіледі немесе қосымшаға байланысты үздіксіз жіптер ретінде жиналады. Пластикалық пленкалар жағдайында экструдталған материал орамға оралуы мүмкін. Таблеткалар сияқты басқа материалдар үшін, экструдаттар көбінесе қосымша өңдеу немесе тестілеу үшін кішкентай, біркелкі бөліктерге бөлінеді.
Экструзия процесіне әсер ететін негізгі параметрлер
Бірқатар факторлар экструзия процесінің нәтижесіне әсер етеді. Осы параметрлерді реттеу арқылы операторлар материалдық қасиеттерді дәлдеп, қажетті нәтижелерге қол жеткізе алады.
1. Температураны бақылау
Бөшкедегі температура экструзиядағы маңызды факторлардың бірі болып табылады. Әр түрлі материалдарда оңтайлы өңдеуге арналған температураның нақты талаптары бар. Егер температура тым жоғары болса, ол деградацияны немесе қалаусыз химиялық реакциялар тудыруы мүмкін. Керісінше, егер температура тым төмен болса, материал дұрыс ағып кетпеуі немесе пішіндеуге тым қатты болуы мүмкін.
2. Бұранданың жылдамдығы
Бұранданың жылдамдығы баррельдегі материалдың тұру уақытына әсер етеді, бұл өз кезегінде оның балқуы мен араласуына әсер етеді. Бұранданың жоғары жылдамдығы, әдетте, тезірек өңдеу уақытына әкеледі, сонымен қатар, материалдық қасиеттерге әсер етуі мүмкін жоғары ығысу күштеріне әкелуі мүмкін. Бұрандалы жылдамдықты реттеу операторларға ағын жылдамдығын және қажетті құрылым мен консистенцияға қол жеткізуге мүмкіндік береді.
3. Қысым
Бөшкедегі қысым материалдың тұтқырлығы, бұрандалы жылдамдығы және өлімге қарсы тұруға байланысты. Жоғары қысым жақсырақ араластыруға және сапалы экструдаттарға әкелуі мүмкін, сонымен қатар машинада шамадан тыс тозуға әкелуі мүмкін. Қысымның тиісті қысымы, материалдың жүйе арқылы ағып кетуін қамтамасыз етеді.
4. Бұрандалы дизайн
Бұранданың дизайны араластыруды, жылытуды және материалдың дұрыс араласуын және жеткізілуін қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Бұрандалы дизайн, мысалы, бұрандалар, егіз бұрандалар немесе коо бұрандалар сияқты әр түрлі бұрандалар, әр түрлі дәрежеде ығысу және араластыру мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді. Бұрандалы дизайн нақты материалға және қажетті соңғы қасиеттерге бейімделуі керек.
Қорытынды
Зертханалық экструдер шикізатты қажетті пішіндер мен формаларға өңдеу үшін жылу, қысым және механикалық энергияны қолдану арқылы жұмыс істейді. Параметрлерді температура, бұранданы және қысым, зерттеушілер және өндірушілер сияқты параметрлерді реттеу арқылы экструзия процесін дәл баптай алады
нақты материалдық қасиеттерге қол жеткізіңіз. Бұл икемділік зертханалық экструдтаушыларға материалдық ғылымдар, ғылыми-зерттеу, ғылыми-зерттеу және түрлі салалардағы шағын өндірістерде бөлінбейді.
Зертханалық экструдер қалай жұмыс істейтінін түсіну, өйткені бұл процестерді оңтайландыруға, прототиптерді жасауға, прототиптерді құруға, прототиптер жасаңыз және дәл және бақылаумен жаңа тұжырымдамаларды тексеріңіз. Полимерлі зерттеулер, тамақ өнімдерін қайта өңдеу, тамақ өңдеу немесе медициналық құрылғылар өндірісі кезінде зертханалық экструдер технологиялар мен инновацияларда шешуші рөл атқарады.
