Экструдер что это такое видео

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)

Экструзия представляет собой способ получения полуфабрикатов или изделий из полимерных материалов неограниченной длины. Применяется этот процесс также в пищевой и комбикормовой промышленности. Головкой экструдера расплав полимера выдавливается в формующую головку с нужным профилем. Этот способ изготовления, наряду с литьем пластмасс под давлением, на данный момент один из самых популярных. Экструзии подвержены почти все основные типы полимерных материалов: эластомеры, термопласты, реактопласты и прочие. Итак, сам процесс понятен, поэтому стоит рассмотреть экструдер: что это такое, как он работает, а также другие моменты, связанные с ним.

Принцип действия и конструкция

Экструзионная технология существует уже более шестидесяти лет, и за это время появилось много конструкций машин, предназначенных для ее реализации. Принцип действия прибора определяется сутью самого технологического процесса. Итак, если рассматривать экструдер, что это такое, становится понятно после определения того, что данный сложный физико-химический процесс протекает под влиянием механических усилий при условии высокотемпературного воздействия и присутствия влаги. Продукт при переработке нагревается за счет того, что механическая энергия превращается в тепло, выделяемое в процессе борьбы с внутренним трением, а также пластической деформации продукта либо благодаря внешнему нагреву.

В процессе экструзионной обработки имеется несколько сменных параметров, а именно: состав сырья, его влажность и природа. Во время производства может изменяться температура, давление, а также интенсивность и продолжительность воздействия на сырье.

Методы работы

Рассматривая экструдер, что это такое, будем разбираться по порядку. Существует три основных метода работы: холодная формовка, горячая экструзия и теплая обработка. Наиболее распространен в последнее время метод горячей формовки, осуществляемый при высоком давлении и скорости, когда имеется значительный переход механической энергии в тепловую. Чтобы реализовать процесс, можно использовать шнековый экструдер, у которого основным рабочим органом служит шнек специальной конструкции, осуществляющий вращение в цилиндрическом корпусе. Формообразующая матрица находится на выходе.

Схема экструдера предполагает, что в конструкции его рабочей части шнеки и камеры смонтированы для точного выполнения поставленных задач. Имеется загрузочная камера, куда осуществляется ввод сырья и разнородных добавок, закрытые камеры, в которых есть отверстия для измерения давления и температуры, а также добавление жидких веществ и отбор проб. Шнеки можно оснастить дополнительными элементами, благодаря чему перемещение продукта будет осуществляться под дополнительным сопротивлением, а также все будет перемешиваться в процессе.

Экструдер: что это такое и как он устроен?

Рабочую часть механизма с учетом стадий процесса обработки можно разделить условно на три зоны: первая, отвечающая за прием сырья; вторая, отвечающая за пластификацию и сжатие; третья — зона выпрессовывания продукта. Рабочая часть шнековых экструдеров может иметь одну из нескольких разных конструкций:

— одинарные шнеки: цилиндрические с постоянным или переменным шагом, конический, винтовой, конический с шагом, уменьшающимся к выходу;

— сдвоенные шнеки: вращающиеся в одном или разных направлениях;

— сдвоенные шнеки, входящие в зацепление: вращающиеся в одном направлении и самоочищающиеся, вращающиеся в разных направлениях и частично очищающиеся.

Использование

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. Производство 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. Так устроен экструдер. Что это такое, вам уже понятно, теперь осталось разобраться с иными моментами.

Производство механизмов

Разные модели экструдеров характеризуются различным конструктивным исполнением элементов, включенных в рабочую часть, числом рабочих камер, присутствием дополнительных систем, с помощью которых расширяются технологические возможности приборов, особенностью приводов, питателей и прочих частей. Форма цилиндра признана самой технологичной в плане изготовления, что делает ее себестоимость самой низкой.

Технология сегодня

Итак, можно рассмотреть, как работает экструдер. Что это такое, было описано ранее, а теперь стоит определиться с некоторыми важными моментами. Современные конструкции механизмов реализуют технологию сухой экструзии. Она так названа из-за того, что весь процесс осуществляется при помощи тепла, выделяемого в процессе прохождения продукта сквозь рабочую часть механизма. Имеется возможность использования пара при экструдировании. Для этого у прибора имеется камера предварительной паровой обработки сырья. Использование пара позволяет увеличить производительность и уменьшить износ основных частей и узлов механизма.

Сухая экструзия

Весь процесс занимает не более 30 секунд. Этого времени хватает для измельчения, тепловой обработки, обезвоживания, смешивания, обеззараживания, стабилизации и увеличения объема. Можно сделать экструдер своими руками, работающий по данной технологии. Для этого потребуется приобрести все элементы для будущего механизма, которые в дальнейшем будут соединены в соответствии со схемой прибора. Вам понадобится шнек подходящей конфигурации, электродвигатель, который станет основой механизма, корпус будущего прибора, подающая емкость и емкость на выходе, камера, в которой будет создаваться вакуум.

Альтернативные примеры

Процесс экструзии может использоваться не только при производстве. Существует такой прибор, как ручной сварочный экструдер, который предназначен для соединения полимерных материалов, а именно пленок, между собой посредством нагрева их краев с одновременной стыковкой. Чаще всего такой прибор используется для соединения элементов из термопластов. Эти вещества встречаются сейчас повсеместно. Это тазики, шланги, ведра, бочки, люки, емкости, канализационные решетки, элементы наружной и внутренней отделки помещений. Перечень можно составить достаточно длинный. Такое обилие термопластов привело к тому, что промышленные производители разработали весьма компактные приборы, которые предназначены для работы с этими материалами на местах их использования. Именно для этого был разработан сварочный экструдер. Его использование заметно упростило работы по сварке изделий из синтетических термопластов: поливинилхлорида, полиэтилена и полипропилена.

Моделей экструдеров, то есть машин, предназначенных для переработки полимеров в расплав, великое множество. Они различаются по характеристикам и виду перерабатываемого сырья. Среди массы вариантов их использования наиболее популярно получение с их помощью полиэтиленовых или полипропиленовых плёнок, из которых производят гибкую упаковку. На полученные материалы можно наносить печать и сваривать пакеты. А также своё применение они нашли в пищевой промышленности для изготовления макаронных изделий.

Общая информация

Экструдер — это машина, которая превращает сырьё в виде мелких частиц в расплав определённой формы. В качестве таких частиц могут использоваться гранулы, порошок, разнообразные пасты или лом.

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

Технология изготовления изделий путём применения экструзии нашла своё применение в областях, описываемых далее.

• 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

Свет увидел первый экструдер ещё в XIX веке, а уже к XX было создано множество модификаций этого оборудования. Современные экструдеры имеют несколько классификаций. По типу транспортирующего устройства они делятся на следующие виды:

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

По расположению шнеков:

По частоте вращения:

По направлению вращения:

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.

Кроме перечисленных выше, 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.

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.