Eine Einführung in die Extrusion

von Mian N. Riaz, Direktor des Forschungs- und Entwicklungszentrums für Verfahrenstechnik an der Texas A&M University

Der Extruder ist eine ideale Maschine, die durch Anpassung der Rezeptur für die Verarbeitung von schwimmenden oder sinkenden Wasserfuttermitteln ausgelegt werden kann. Extrusion erfordert Feuchtigkeit, Wärme, und Druck, das Aquafutter zu verarbeiten. Temperaturen über 100 °C sind erforderlich, um eine Expansion des Aquafutters beim Verlassen der Matrize zu erreichen.

Bei der Extrusion, die Temperatur wird durch Vorkonditionierung und Dampfinjektion erreicht. Gleichzeitig unterliegt das Material auch einem relativ hohen Druck. Der Druckunterschied im Inneren des Extruders und der äußeren Umgebung bewirkt die Extrusion des Wasserfutters. Da das Material durch die Düsenlöcher am Ende des Extruderzylinders gepresst wird, ein Teil des Wassers im überhitzten Teig verdampft sofort und verursacht eine Ausdehnung. Während der Extrusion, Hochwertige Aquafutterpellets werden durch Denaturierung von Proteinen und Verkleisterung von Stärken hergestellt. Die Aquafutterindustrie gilt als eine der am schnellsten expandierenden Futtermittelindustrien der Welt.

Extrusion ist keine neue Technologie. Seit dem Beginn der Extrusionstechnologie im Jahr 1948 die Ausrüstung zur Herstellung von Wasserfutter kann anders aussehen, aber die Grundsätze der Verarbeitung bleiben die gleichen; Wir kochen Futter bei hohen Temperaturen. Wenn sich ein Unternehmen der Extrusionstechnologie verschrieben hat, Es kann sicher sein, dass ein Extruder bei sachgemäßer Wartung mehr als 20-30 Jahre hält. Die Entscheidung für den Kauf eines Extruders basiert auf Kosten, Unterstützung und Engagement des Unternehmens. Ein typischer Aqua-Feed-Extruder besteht aus Zuführvorrichtungen, Vorkonditionierer, Extruderzylinder, sterben und schneiden.

Zuführgeräte (Futterliefersystem)

Wesentlich für jeden Extrusionsvorgang sind die Zufuhrsysteme für das Futter. Trichter oder Behälter sind ein integraler Bestandteil einer Zuführvorrichtung und werden verwendet, um die trockenen Zutaten über den Zuführern zu halten. Diese Systeme müssen in der Lage sein, sowohl einen trockenen und/oder flüssigen Bestandteil als auch eine Mischung von Bestandteilen gleichmäßig zuzuführen.

Vorkonditionierer

Der Vorkonditionierungsschritt leitet den Erhitzungsprozess durch die Zugabe von Dampf und Wasser in die Trockenmaische ein. Eine gleichmäßige und vollständige Durchfeuchtung der Rohstoffe verbessert die Stabilität des Extruders erheblich und erhöht die Qualität des Endprodukts. Die Ziele eines Vorkonditionierungsschrittes sind die kontinuierliche Hydratisierung, Wärme, und alle Additivströme gleichmäßig mit der Trockenrezeptur mischen.

Der Vorkonditionierungsprozess ist einfach. Rohstoffpartikel werden in einem warmen, feucht, Mischumgebung für eine bestimmte Zeit und werden dann kontinuierlich in den Extruder ausgetragen. Dieser Prozess führt dazu, dass die Rohstoffpartikel durch den Dampf und das Wasser in der Umgebung hydratisiert und erhitzt werden.

Extruderzylinder

Die Extruderzylinderbaugruppe besteht aus einer rotierenden Extruderwelle und Elementen (segmentierte Schnecken und Scherschleusen), ein stationäres Laufgehäuse (bestehend aus segmentierten Abschnitten), und eine Gesenk- und Messeranordnung. Das Längen-Durchmesser-Verhältnis des Extruderzylinders kann ebenso variiert werden wie die tatsächliche geometrische Gestaltung jedes einzelnen Bauteils.

Die verfügbaren Schneckenelemente variieren je nach Hersteller und Anwendung. Neben dem einfachen Transport des Materials vom Einlauf zum Werkzeug, Schneckengeometrie kann die Vermischung beeinflussen, Kneten, Erwärmung und Druckentwicklung. Die rotierenden Extruderschnecken- und Scherblockierelemente fördern und erhitzen das Material nacheinander durch Ableitung mechanischer Energie.

Die Bewegung und Umwandlung von Material innerhalb des Extruders kann als Drei-Einheiten-Betrieb beschrieben werden; Fütterung, Kneten oder Übergang, und die letzten Kochzonen. Es gibt drei Arten von Extrudern, die in der Aquafutterindustrie am häufigsten verwendet werden. Dies sind die einzelnen Schrauben, gleichläufige Parallelwellen-Doppelschneckenextruder und konische gleichläufige Doppelschneckenextruder.

Matrizen-/Messerdesign

Die Düsen- und Messertechnologie ist bei allen Kochextrudern ähnlich. Die Extrusionskammer ist mit einer Enddüse verschlossen, die zwei Hauptfunktionen erfüllt. Es schränkt den Produktfluss ein und bewirkt, dass der Extruder den erforderlichen Druck und die erforderliche Scherung entwickelt. Zusätzlich, Die letzte Düse formt das Extrudat, wenn das Produkt den Extruder verlässt. Der gewünschte Expansionsgrad des Endprodukts kann durch die Manipulation der Rezeptur und den offenen Bereich in der Düse gesteuert werden. Nicht erweitert, aber fertig gekocht, Feeds erfordern im Allgemeinen 550 bis 600 Quadratmillimeter offene Fläche pro Tonne Durchsatz. Stark expandierte Feeds erfordern 200 bis 250 Quadratmillimeter offene Fläche pro Tonne Durchsatz.