با گسترش علم و تکنولوژی، تجهیزات ویژه تولید محصولات، گسترش زیادی پیدا کرده است. اکسترودرها از جمله تجهیزات و دستگاه‌های ویژه تولید محصولات پلاستیکی، غذایی و … است که در انواع مختلفی تولید می‌شوند. در حالت کلی اساس کار همه انواع این دستگاه شبیه به یکدیگر است. به این صورت که در همه آن‌ها، گرانول‌های دانه‌ای شکل، داخل قیف مخزن ریخته می‌شود سپس از آن‌جا به قسمت انتهایی دستگاه منتقل شده و در نهایت مواد به شکل مذاب از دهانه این دستگاه خارج شده و وارد قالب مورد نظر می‌شود. با توجه به اهمیت زیاد این دستگاه در صنایع، در این مقاله به موضوع کاربرد انواع اکسترودر در صنایع مختلف پرداخته شده است.
اکسترودر چيست؟
قبل از این‌که با کاربرد این دستگاه آشنا شوید ابتدا لازم است که این دستگاه را بشناسید. از این‌رو در این بخش به معرفی دستگاه اکسترودر و چگونگی کارکرد آن پرداخته شده است.در واقع اکسترودر نوعی دستگاه تولیدی در صنایع مختلف است که در همه‌ی انواع آن، مواد به شکل گلوله‌های ریز، در داخل مخزن دستگاه ریخته می‌شود. این دستگاه شامل یک قسمت مارپیچی شکل است که مواد از داخل مخزن، وارد آن‌جا شده سپس متراکم می‌شود. در مرحله‌ی بعد، از طریق فرآیندهای دیگری که بر روی مواد انجام می‌شود مواد گرانولی به شکل توده‌هایی از ماده اولیه درمی‌آید. این توده‌ها از داخل منفذهایی عبور می‌کنند سپس توسط کاردک به صورت میله‌ای، دونات، مارپیچی، نواری و پیوسته بریده می‌شوند.
انواع اکسترودر و کاربرد آن‌ها در صنعت
برای این دستگاه دسته‌بندی‌های متفاوتی وجود دارد. نوعی از این دستهبندی بر اساس نحوه عملکرد آن‌ها است که به عنوان اکسترودرهای داغ و سرد شناخته شده‌اند. نوعی دیگر از دستهبندی اکسترودرها با توجه به روش ساخت دستگاه صورت گرفته که شامل اکسترودرهای ساده و دوقلو است. در زیر به بررسی هر کدام از این مدل‌ها پرداخته شده است.
اکسترودر داغ
نحوه کار این دستگاه به این صورت است که مواد اولیه غذایی جهت تولید، در یک دیگ با بدنه دوجداره که بخار در آن جریان دارد ریخته می‌شود یا به عبارتی در یک مخزن دوجداره مارپیچی، تحت تاثیر حرارت و گرما قرار می‌گیرد. گاهی اوقات برای حرارت دهی به مخازن، از جریان القایی الکتریکی استفاده می‌شود. به این صورت که با ایجاد اصطکاک بین محصولات، محفظه مارپیچ و دنده‌های تعبیه شده در داخل مخزن، گرما تولید می‌شود.
در این حالت به دلیل تراکم ناشی از افزایش قطر مارپیچ و کم شدن تعداد خانه‌های مارپیچ، فشار ایجاد می‌شود. معمولا برای اعمال فشار بیشتر، از مخازنی که داخل آن مارپیچ‌هایی با قطر کاهش دهنده نصب شده است، استفاده می‌شود. قرار دادن یک سری محدودیت در پله‌های مارپیچ نیز باعث اعمال فشار بیشتر خواهد شد. این مدل برای تولید گرانول پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد که به آن‌ها اکسترودر گرانول گفته می‌شود.
کاربرد مدل داغ در صنایع غذایی
از این دستگاه در تولید صنایع غذایی پفکی استفاده می‌شود. زیرا برای تولید محصولات پف کرده، باید از فشار زیاد و یک منفذ کوچک استفاده کرد. بنابراین می‌توان گفت در تولید انواع پفک‌ها این نوع اکسترودر کاربرد دارد. در فرآیند تولید پفک، هنگامی که پفک از داخل منافذ خارج می‌شود، به طور ناگهانی از فشار وارد بر آن کاسته می‌شود، در نتیجه رطوبت حاصل از محصولات، به شکل بخار و گاز بیرون می‌آید. این فرآیند باعث می‌شود که محصول تولیدی سبک و دارای حجم زیادی باشد. در این روش تولید، درصد تصعید یا فرازش توسط فشار دمای به وجود آمده در دستگاه و همچنین خواص رئولوژیکی ماده غذایی تحت کنترل قرار می‌گیرند.
اکسترودرهای سرد
در انواع اکسترودر سرد، محصولات قبل از انجام فرآیند پخت بر روی آن‌ها، به شکل نواری درمی‌آیند سپس پفکی یا حجیم می‌شوند. درون مدل سرد، دنده‌های عمیقی تعبیه شده است و نحوه کار آن‌ها به این صورت است که مواد با سرعت ملایم درون مخزن صافی در حال حرکت هستند تا اکسترود شوند. از این نوع اکسترودر در تولید خمیرهای شیرین و نیز انواع ماکارونی استفاده می‌شود.
اکسترودرهای دوقلو
انواع اکسترودرهای دوقلو به شکل 8 انگلیسی درون مخزن در حال دوران هستند. اکسترودرهای دوقلو با توجه به سمت و سوی دوران و مسیری که مارپیچ‌ها در آن‌جا دایره شکل شده، تقسيم می‌شوند. معمولا از مارپیچ‌های دایره شکل در فرآوری محصولات غذایی استفاده می‌شود. مواد در داخل این دستگاه بر اساس دوران مارپیچ به سمت جلو حرکت می‌کنند و این امر باعث به وجود آمدن حلقه اختلاط می‌شود. در نتیجه این فرآیند، مواد درون مخزن دچار دوران نمی‌شوند.
مزایای مدل دوقلو
استفاده از انواع این دستگاه با توجه به نوع ساختی که دارند دارای مزایایی است. در زیر به برخی از مهم‌ترین مزایای مدل دوقلو اشاره شده است.
-
-
- برای کنترل فشار در این نوع دستگاه، می‌توان مکان آن را به عقب و جلو تغییر داد.
- مقدار موادی که وارد مخزن این نوع دستگاه می‌شود به مقدار ماده تغذیه شونده و نوسانات مارپیچ هیچ نوع وابستگی ندارد.
- این دستگاه‌ها قابلیت تولید در رطوبت بالا را دارند. در مورد محصولاتی که لغزندگی دارند و نمی‌توانند به خوبی منتقل شوند، از این نوع دستگاه به دلیل برخورداری از انعطاف‌پذیری بالا، استفاده می‌شود.
-
اکسترودرهای ساده یا تک مارپیچ
میزان انتقال مواد از داخل این اکسترودرها به درصد اصطکاک ایجاد شده بین مخزن و مواد، بستگی دارد. به این صورت که موادی که جهت حرکت آن‌ها به سمت جلو است با توجه به نقش مارپیچ و انواع حرکت‌های پس رونده در داخل مخزن پیش می‌روند. در این حالت فشار به وجود آمده بر اثر افزایش میزان آن در پشت منفذ قالب و همچنین جریان مواد موجود بین مخزن و مارپیچ قابل تنظیم است.
کاربرد مدل‌های ساده
این نوع دستگاه با توجه به میزان برشی که در مواد غذایی ایجاد می‌کند به سه نوع زیر تقسيم‌بندی می‌شود.
-
-
- کاربرد در تولید محصولاتی مانند ماکارونی و انواع فرآورده‌های گوشتی
- مخصوص مواد غذایی که نیاز به برش زیاد دارند مانند خوراکی‌های تنقلاتی و صبحانه‌ای
- دستگاه ویژه محصولات غذایی با برش متوسط مانند غذای حیوانات اهلی
-
کاربرد انواع اکسترودر در صنایع مختلف
از این دستگاه با توجه به انواع مختلفی که دارند در صنایع مختلفی جهت تولید محصولات استفاده می‌شود. در زیر به مهم‌ترین کاربرد این دستگاه در صنایع اشاره شده است:
- پلاستیک سازی: این دستگاه در تولید محصولات پلاستیکی مانند انواع لوله‌ها، فیلم‌های پی وی سی و پلی پروپیلن، لوازم خانگی پلاستیکی و … کاربرد دارد.
- صنایع غذایی: از آن‌ها در تولید محصولات غذایی مانند انواع پفک‌ها و تنقلات دیگر استفاده می‌شود.
- تولید چسب‌ها: از نشاسته با استفاده از این دستگاه چسب تولید می‌کنند.
- روغن گیری: تولید انواع روغن با استفاده از این دستگاه صورت می‌گیرد.
- خوراک دام و طیور: برای اکسترود کردن خوراک دام‌ها جهت سودآوری زیاد، از این دستگاه استفاده می‌شود.
جمع بندی
از اکسترودر در تولید محصولات مختلفی استفاده می‌شود. در واقع هر کدام از انواع این دستگاه با توجه به خواص ویژه‌ای که دارند، در تولید محصول خاصی کاربرد دارند. این دستگاه‌ها با توجه به عملکردی که دارند به دو نوع داغ و سرد تقسيم می‌شوند. از مدل‌های داغ در تولید محصولات غذایی مانند انواع پفک‌ها و تنقلات دیگر استفاده فراوان می‌شود. مدل‌های سرد نیز در تولید انواع ماکارونی و خمیرهای شیرین کاربرد دارد. بر اساس دستهبندی دیگری، اکسترودرها به دو نوع ساده و دوقلو دستهبندی می‌شوند. بنابراین می‌توان گفت نقش اکسترودر در تولید و صنعت بسیار زیاد است.