2. Технологічна частина
2.1. Теоретичні основи методу переробки.
Екструзія - технологія отримання виробів шляхом продавлювання розплаву матеріалу через отвір, що формує. Зазвичай використовується у виробництві полімерних(гумових сумішей, пластмас, крохмалевмісних і білоквмісних сумішей), феритових виробів (сердечники), а також в харчовій промисловості (макарони, локшина і т.п.), шляхом продавлювання розплаву матеріалу через отвір екструдера, що формує .
Екструзія є безперервним технологічним процесом, що полягає в продавлюванні матеріалу, що має високу в'язкість в рідкому стані, через інструмент (голівку екструзії, фільєру), що формує, з метою отримання виробу з поперечним перерізом потрібної форми.
У промисловості переробки полімерів методом екструзії виготовляють різні погонажні вироби, такі, як труби, листи, плівки, оболонки кабелів, елементи оптичних систем світильників - розсіювачі і т. д. Основним технологічним устаткуванням для переробки полімерів у вироби методом екструзії є одинчерв'ячні, багаточерв'ячні, поршневі і дискові екструдери.
Екструдер - машина для формування пластичних матеріалів, шляхом надання їм форми, за допомогою продавлювання (екструзії) через профілюючий інструмент (голівку екструзії).
Екструдер складається з: корпуса з нагрівальними елементами; робочого органу (шнека(гвинт Архімеда), диска, поршня), розміщеного в корпусі; вузла завантаження матеріалу, що переробляється; силового приводу; системи завдання і підтримки температурного режиму, інших контрольно-вимірювальних і регулюючих пристроїв.
За типом основного робочого органу (органів) екструдери підрозділяють на одно-, двух- або багато шнекові (черв'ячні), дискові, поршневі (плунжерні) та ін. Двошнекові екструдери залежно від конфігурації шнеків можуть бути паралельними або конічними. Залежно від напряму обертання - з обертанням співнапряму або протиспрямованого шнеків.
Види екструзії:
Холодна синя екструзія - можливі тільки механічні зміни в матеріалі внаслідок повільного його переміщення під тиском і формуванням цього продукту з утворенням заданих форм.
Тепла екструзія - сухі компоненти сировини змішуються з певною кількістю води і подають в екструдер, де разом з механічним його піддають ще і тепловій дії. Продукт нагрівається ззовні. Отримуваний екструдат відрізняється невеликою щільністю, незначним збільшенням в об'ємі, пластичністю, а також комірчастою будовою. Іноді екструдату потрібне підсушування.
Гаряча екструзія - процес протікає при високих швидкостях і тисках, значному переході механічної енергії в теплову, що призводить до різних по глибині змін в якісних показниках матеріалу. Крім того, може мати місце регульоване підведення тепла як безпосередньо до продукту, так і через зовнішні стінки екструдера. Масова доля вологи в сировині при гарячій екструзії складає 10.20 %, а температура перевищує 120 °C.
Застосування
технології екструзії:
- Хімічна промисловість
У хімічній промисловості метод екструзії застосовується для нагріву, пластифікації, гомогенізації і надання необхідної форми початковій сировині. Хімічний склад кінцевого продукту при цьому ідентичний хімічному складу початкової сировини, що дозволяє домагатися стабільної якості продукту прибігаючи при цьому до мінімальної кількості налаштувань екструдера, цим пояснюється відносна простота машин, працюючих в хімічній промисловості.Методом екструзії в хімічній промисловості виготовляють різні погонажные вироби, такі як труби, листи, плівки, оболонки кабелів, елементи оптичних систем світильників - розсіювачі т. д.
- Харчова промисловість
У харчовій промисловості метод екструзії застосовується набагато ширше. В ході процесу під дією значних швидкостей зрушення, високих швидкостей і тиску, відбувається перехід механічної енергії в теплову, що призводить до різних по глибині змін в якісних показниках сировини, що переробляється, наприклад денатурація білку, клейстеризація і желатинізація крохмалю, а також інші біохімічні зміни.
2.2 Опис технологічної схеми виробництва
Технологічна схема виробництва об'ємних виробів методом екструзії з роздуванням для спеціалізованих виробництв потужністю 1 -4 тис. тонни/рік складається з наступних операцій: прийом сировини на заводах в контейнерах (чи цистернах, мішках), транспортування на склад; зберігання сировини; розтарювання сировини; вхідний контроль; підготовка сировини на ділянці підготовки; транспортування сировини з ділянки підготовки або складу сировини і подання його у бункер агрегату екструзії, формування
заготівлі і виробів(розплавлення, гомогенізація, оформлення трубчастої заготівлі, роздувши у формі, охолодження і витягання готового виробу), механічна обробка виробів, контроль готової продукції, складання і упаковка
готових виробів, складування, переробка відходів.
Сучасний технічний рівень дозволяє рекомендувати для проектування наступні технологічні схеми виробництва виробів з пластмас методом екструзії з роздуванням.