Download
1 / 26
450 likes | 707 Vues
هر کاری که بدون ( بسم الله الرحمن الرحیم ) آغاز شود ناتمام می‌ماند. پیامبر اکرم(ص). فرايند اكستروژن. اكستروژن از يك لغت يوناني به معناي « فشار دادن » گرفته شده است. يك فرايند پيوسته است.
E N D
هر کاری که بدون ( بسم الله الرحمن الرحیم ) آغاز شود ناتمام می‌ماند. پیامبر اکرم(ص)
فرايند اكستروژن اكستروژن از يك لغت يوناني به معناي « فشار دادن »گرفته شده است. يك فرايند پيوسته است. فرايندي است كه مواد قابل ذوب شدن را مجبور مي‌كند تا به وسيله‌ي فشار ايجاد شده از داخل يك قالب عبور كنند و شكل خاصي را بپذيرند؛ مانند فرايند ذوب پلاستيك و شكل‌دهي آن، يا مانند فرايند ايجاد قوطي‌هاي آلومينيومي يا حتي فرايند ايجاد پليت‌هاي سويا از تفاله‌ي سويا در كارخانه‌جات روغن كشي
اكسترودر نمايش عكس دستگاهي كه اين فرايند را انجام مي‌دهد اكسترودر نام دارد. بخش‌هاي اصلي يك اكسترودر در شكل زير ديده مي‌شود. (بخش ورود خوراك – بخش طي شدن مسير – بخش خروجي)
تجهيزات اكسترودر نمايش عكس موتور: وظيفه‌ي موتور ايجاد نيروي محركه باري چرخاندن screw است. البته موتور در قسمت‌هاي ديگر دستگاه هم كاربرد دارد كه بعداً به آن مي‌پردازيم. قدرت موتور بايد افزايش يابد، هنگامي كه: دبي محصول خروجي افزايش يابد. قطر پوسته افزايش يابد. طول اكسترودر افزايش يابد. خروجي اكسترودر در دماي بالاتري لازم باشد (به اين علت كه راحت‌تر از قالب عبور كند) موارد بالا در يك رزين ثابت است و اگر نوع رزين هم متغير باشد آنگاه قدرت موتور به آن وابسته است.
تجهيزات اكسترودر • Screw: • براي انتقال رزين در طول اكسترودر، از اين وسيله استفاده مي‌شود. علاوه بر اين اكسترودر نقش mixer را نيز ايفا مي‌كند و مخلوط كردن خوراك از وظايف مهم آن است. • اكسترودر همچنين فشار لازم را در طول دستگاه ايجاد كرده و به اين صورت دبي لازم براي عبور مواد ذوب شده از قالب را فراهم مي‌كند. • ايجاد انرژي مكانيكي براي ذوب كردن خوراك نيز بر عهده اين قسمت است. • انرژي لازم: مكانيكي و حرارتي
تجهيزات اكسترودر نمايش عكس اسكرو (screw) يك قطعه شبيه شفت است كه دندانه‌هاي مارپيچ روي آن وجود دارد. هر كدام از اين دندانه ها (اگر يك برش طولي ايجاد شود) flight ناميده مي‌شوند. در طول اكسترودر قطر پوسته(barrel) ثابت است. قطر روت (قطر جان screw) مي‌تواند در طول اكسترودر مقادير مختلفي داشته باشد. بنابراين عمق برجستگي‌ها (عمق flight ها يا عمق كانال‌ها) در طول screw متفاوت خواهد بود. يعني هنگامي كه قطر روت كمتر باشد، عمق بيشتر است و بلعكس.
تجهيزات اكسترودر • سه نوع ناحيه در screw قابل مشاهده است: • Feed • Compressing • Metering
تجهيزات اكسترودر ناحيه خوراك (feed zone): هدف: پيش‌گرمايش خوراك و انتقال آن به ناحيه بعدي است. قطر روت در اين قسمت ثابت است و كمترين مقدار را دارد، بنابراين كانال‌ها بيشترين عمق را خواهند داشت و اين يعني ظرفيت زياد در اين منطقه.
تجهيزات اكسترودر ناحيه تراكم سازي (compression zone): در اين ناحيه قطر روت (root diameter) در حال افزايش است و عمق كانال‌ها در حال كاهش مي‌باشد. مهمترين وظيفه‌ي اين قسمت تراكم سازي سيال فرايند است.
تجهيزات اكسترودر ناحيه metering : در اين ناحيه قطر روت ثابت و بيشترين مقدار را دارد. بنابراين كانال‌ها دراري عمق كمي هستند. عملكرد اين ناحيه براي ايجاد بيشترين فشار در داخل دستگاه و ايجاد يك مخلوط همگن است. عمق كم كانال‌ها باعث وارد شدن بيشترين تنش برشي شده و اگر توده‌هايي از خوراك بدون ذوب شدن باقي مانده باشند، در اين ناحيه ذوب مي‌شوند. بيشترين قطر روت در اين ناحيه باعث ايجاد كمترين سطح خارجي شده، كه بنابر قانون پيوستگي دبي لازم را براي عبور رزين از داخل قالب فراهم مي‌كند.
تجهيزات اكسترودر • ناحيه‌ي هد: • اين ناحيه از سه قسمت تشكيل شده است: • Screen pack • Breaker plate • Die
تجهيزات اكسترودر نمايش عكس ناحيه‌ي screen pack : يك توري سيمي (مانند اسكاچ) مي‌باشد كه اندازه‌ي روزنه‌هاي آن معمولاً متفاوت است. وظيفه‌ي آن ممانعت از عبور توده‌هاي جامد است ( اين توده‌ها از عدم كارايي screw ناشي مي‌شوند) screen packبايد پس از مدتي تعويض گردد.
تجهيزات اكسترودر نمايش عكس ناحيه Breaker plate : يك صفحه‌ي ديسكي هم قطر با screen pack است كه مشبك با سوراخ‌هايي با قطر يكسان است. اين صفحه در پشت screen و در تماس با آن قرار داده مي‌شود و وظيفه‌ي آن محافظت از screen است.
تجهيزات اكسترودر ناحيه die : يك شكل خاص يا همان قالب محصول است كه رزين در هين عبور از آن با فشار خاص، حالت خاص مطلوب محصول را به خود مي‌گيرد.
تجهيزات اكسترودر ژئومتري screw : در شكل زير انواع screw ها نمايش داده شده‌اند. نوع nylon : اگر مواد خرد شده به عنوان خوراك باعث ايجاد تكه‌هاي ريز خوراك شوند، آنگاه اين مدل توصيه مي‌شود كه ناحيه‌ي compression آن كوتاه‌تر است. نوع PE : كه كل طول آن به سه قسمت با طول تقريباً برابر براي هر سه ناحي‌ي ذكر شده تقسيم شده است. نوع PVC : براي مواردي به كار مي‌رود كه اكسترود كرده آنها سخت است كه در اين صورت كل طول screw به ناحيه‌ي compression اختصاص داده مي‌شود.
فرايند سرد سازي (cooling) بعد از خروج قسمت قالب، محصول اكسترود شده بايد با آب تماس داده شود تا شكل قالب خود را حفظ كند. اهميت اين مرحله بقدريست كه اگر در زمان يا ميزان اين مرحله سهل‌انگاري شود، آنگاه محصول ممكن است به علت دماي بالايش دوباره ذوب شود و كل فرايند كارايي خود را از دست بدهند. در صورت نياز، آب بايد در يك چرخه مجدداً سرد شده و برگردانده شود. در صنعت معمولاً آب نيز به همراه محصول مسيري را روي تسمه نقاله طي مي‌كند و سپس در انتهاي تسمه آب به پايين ريزش كرده و محصول جمع‌آوري مي‌شود.
كويل‌هاي حرارتي نمايش عكس در طول دستگاه اكسترودر در فواصل مشخص بر روي پوسته (barrel) كويل‌هاي حرارتي كه با نيروي برق كار مي‌كنند نصب شده است تا بخشي از گرماي لازم را فراهم كنند. بقيه‌ي گرماي لازم جهت ذوب شده از چرخش screw و ايجاد تنش حال مي‌گردد.
Twin - Screw Extruder نمايش عكس • دو حالت چرخش وجود دارد: • چرخش هم جهت • چرخش در خلاف جهت هم • اين نوع، يك دستگاه نسبتاً گران است؛ چون علاوه بر اينكه تعداد screw ها دو برابر شده است، تعداد موتورها نيز افزايش يافته يا حداقل قدرت موتور افزايش مي‌يابد. همچنين ساير مصالح جهت ساخت دستگاه مانند مصالح مورد نياز براي ساخت barrel افزايش مي‌يابد. هنگامي كه اختلاط بالايي از مواد اوليه لازم باشد از اين نوع استفاده مي‌شود.
Twin - Screw Extruder Start up: قبل از وارد كردن خوراك بايد كويل‌هاي حرارتي را روشن كرد. سپس سيستم كنترل را روشن كرده و بايد از كاليبره بودن سيستم اطمينان حاصل كرد.
Twin - Screw Extruder Shut down: هنگامي كه يك نوع رزين سخت (كه گرماي زيادي براي ذوب آن لازم است) به عنوان خوراك به سيستم تزريق شده باشد، آنگاه بعد از تمام شدن خوراك، ابتدا يك ماده با نقطه‌ي ذوب كم را وارد سيستم مي‌كنند و اجازه مي‌دهند تا كاملاً خارج شود، سپس بايد كويل‌ها را خاموش كرد. اين عمليات پرج نام دارد. رزين پرج كننده ويژگي‌هاي خاص خود را دارد.
Twin - Screw Extruder ظرفيت: تنها عامل مهم در تعيين ميزان ظرفيت دستگاه اكسترودر، سايز screw است. جريان كلي اكسترودر به صورت زير تعيين مي‌شود. Total flow = drag flow – pressure flow – leaking flow موادي كه پشت اسكرين گير مي‌كنند. ()
محاسبه جريا دراگ و جريان فشار جريان دراگ و جريان فشار از آناليز قانون ويسكوزيته‌ي نيوتن بدست مي‌آيند.
تجهيزات جانبي اكسترودر • دستگاه‌هاي ايجاد حرارت تابشي – براي خشك كردن محصول بعد از تماس با آب • بلوور (دمنده) – براي ايجاد يك فشار روي نازل ورودي خوراك
EXTRUDER Feed Final Pro. Feed Plastic bars Final Pro. ENJECTION MACHINE EXTRUDER
نواقص ايجاد شده در محصول • تغيير رنگ: علت آن گرماي بيش از حد و نيز عدم پرج كامل خوراك قبلي بوده و يا اينكه ماده‌ي پرج كننده به صورت كامل از دستگاه بيرون نياورده شده است. • ايجاد حفرات و ماندگي هوا در محصول: اين نوع عيب بعد از توليد در مرحله‌ي بسته‌بندي باعث تبخير و نفوذ بر سطح آن مي‌شود و حفره ايجاد خواهد كرد. • ايجاد سطوحي كه با قالب همخواني ندارند: علت آن عدم تغذيه‌ي درست die است. در اين حالت screen بايد تعويض شود؛ چون وظيفه‌ي screen ايجاد يك melt هموژن است و اگر نتواند اين عمل را به درستي انجام دهد باعث ايجاد مشكل ياد شده در die مي‌گردد.
