1. Strukturne karakteristike i princip rada ekstrudera
Ekstruder se uglavnom sastoji od cijevi i vijka koji se vrti u cijevi. Postoje dvije vrste ekstrudera: jednovrtalni ekstruder i dvopužni ekstruder. Tijekom postupka ekstruzije, materijal ulazi u šupljinu kalupa iz otvora za punjenje, a vijak se gura prema naprijed. Ekstrudiran je, miješan, stisnut i posječen. Zbog djelovanja pogonske sile, sile trenja, sile smicanja i vanjskog zagrijavanja, materijal se zagrijava pod tlakom i postiže visoku temperaturu i visoki tlak. Materijal je sazreo u modificiranu pastu. Kada se materijal istisne iz prednje rupe, budući da temperatura i tlak naglo padaju na normalnu temperaturu i tlak, voda u materijalu brzo isparava, a volumen se brzo širi i postaje ekspanzija.
1.1 Ekstruder s jednim vijkom
Vijak s jednim vijkom sastoji se od osovine koja povezuje vijčane jedinice različitih struktura. Cijeli vijak se sastoji od tri dijela: sekcije za hranjenje, dijela za gnječenje i odjela za homogenizaciju taljenja. Kada materijal uđe u cijev iz otvora za punjenje, podvrgava se krutom transportu, taljenju i homogenizaciji u vijku, što mijenja materijal iz labavog stanja u kontinuirani oblik plastičnog tijesta.
U ekstruzijskoj komori s jednim vijkom, materijal je u osnovi blizu vijka, u obliku spiralne kontinuirane trake. Kada se vijak okrene, materijal se pomiče naprijed uz vijak kao matica. Ali kada je sila trenja između materijala i vijka veća od sile trenja između materijala i cijevi, materijal će se rotirati s vijkom, koji ne može ostvariti istiskivanje prema naprijed i transport materijala. Što je veći sadržaj vlage i ulja u materijalu, to je očigledniji trend. Kako bi se izbjegli ovi problemi, većina ekstrudera s jednim vijkom sada prihvaća kombinirani vijak i cijev za utiskivanje unutarnjeg zida s raspoređenim rasporedom jednostrukog vijka, dvostrukog vijka, tlačnog prstena i prstena za miješanje kako bi se prilagodili promjeni materijala u stroju komora.
Struktura ekstrudera s jednim vijkom je relativno jednostavna i cijena je relativno niska. Njegov razvoj je relativno rani, njegova tehnologija je relativno zrela i oprema je stabilna. Koristi se već više od 40 godina u proizvodnji proširene vodene hrane kao glavna oprema i naširoko se koristi u proizvodnji ribe za odrasle ribe s malo proteina, kao što su tilapija, riba, amur i šaran. Osim toga, ekstruder s jednim vijkom ima očigledne prednosti u proizvodnji niskokvalitetne hrane kao što je miješana hrana za ribe u ribnjacima. Njegova sirovina ne mora prolaziti kroz ultrafini prah, a veličina čestica je 95% do 30-50 mesha, što uvelike smanjuje troškove ulaganja u opremu i poboljšava učinkovitost proizvodnje.
1.2 Ekstruder s dvostrukim vijkom
Dvostruki ekstruder je jedna vrsta višestrukog ekstrudera. Razvijen je na bazi ekstrudera s jednim vijkom. U cijevi dvopužnog ekstrudera, dva vijka su postavljena jedan uz drugi, tako da se naziva dvopužni ekstruder. Sukladno relativnom položaju vijka, može se podijeliti na vrstu mrežnog čvora i ne-učvršćivanje, a tip zahvata može se također podijeliti na djelomični tip mreže i tip pune mreže, kao što je prikazano na slici 1. Prema smjeru okretanja vijak, može se podijeliti u dvije kategorije: korotirajući i protu-rotirajući, a protu-rotirajuće može se podijeliti na unutra i prema van, kao što je prikazano na slici 2. Zona pritiska ko-rotirajućeg dvostrukog vijka je različita u prirodi , Materijal se rotira pomoću vijka u komori rukavca, koji stvara zonu visokog tlaka i zonu niskog tlaka, kao što je prikazano na simbolima "+" i "-" na slici 3 (a). Očito, materijal će teći iz područja visokog tlaka u područje niskog tlaka u dva smjera: jedan je da formira dva materijala u obliku slova C koji teče duž unutarnje stijenke čahure duž smjera vrtnje vijka (vidi sliku 4), je glavni tok materijala; druga se sastoji od protustruja kroz zazor vijčanog dijela [vidi sliku 3 (b)]. Razlog protustrujnosti je taj što lijevi vijak vuče materijal u zazor meshinga, dok desni vijak izvlači materijal iz slobodnog prostora. Kao rezultat, materijal napreduje u obliku __ i mijenja smjer toka materijala. To ne samo da pridonosi miješanju i homogenizaciji materijala, već također uzrokuje učinak mljevenja (tj. Striženja) i valjanja između utora vijka, što je mnogo manje od učinka valjanja obrnutog vijka. Naravno, efekt kalandriranja je mali, a trošenje vijka će se smanjiti. Materijal je tako sazreo pod djelovanjem visoke temperature i visokog tlaka kroz transportiranje, rezanje, miješanje i zagrijavanje ljuske cijevi, te na kraju istisnut iz cijevi.
Dvostruki vijčani ekstruder s obrnutim okretanjem obično koristi dva vijka s točno istom veličinom, ali suprotnom smjeru navoja. Razlika između rotacije prema unutra i okretanja prema van je u tome što je položaj zone pritiska različit. Tlak stvoren unutarnjim okretanjem dvostrukog vijka je visok i nizak. Kada materijal prođe kroz dvostruki vijak, on će proizvesti iznimno visok tlak na ulazu, što otežava hranjenje. Trenutno, ova unutarnja i unatrag rotacija se rijetko koristi. Tlak stvoren dvostrukim vijkom koji je okrenut prema van je visok i nizak, što je korisno za hranjenje. Međutim, strujanje materijala u obliku slova C koje se oblikuje u vijku ne može se pomaknuti s jednog na drugi vijak, stupanj miješanja materijala je značajno smanjen, a sposobnost samočišćenja materijala nije učinkovita i stabilna u usporedbi sa spojem dvostruki vijak.
Dvostruki vijak s obrnutim okretanjem proizvodi silu razdvajanja F, što vijak pomiče na obje strane zbog razlike tlaka između gornjeg i donjeg. Pod djelovanjem F, vijak pritisnite na cijev, ubrzavajući trošenje bačve i vijka, i što je veća brzina, to je F veća, trošenje je gore, čime se ograničava brzina vijka; dok ko-rotirajući dvostruki vijak nema snagu za razdvajanje dva vijka, tako da je trošenje manje, može raditi velikom brzinom i to može postići. Zbog svog visokog učinka, ko-rotirajući dvostruki vijak se široko koristi.
Osim istog dijela kao i pojedinačni vijak, većina topline koja je potrebna materijalu dolazi od začepljenja, koje se generira smicanjem, ekstruzijom i miješanjem niti za spajanje i čini toplinu ujednačenom. Međuprostorni