Экструзионный способ производства это

Экструзия (технологический процесс)

Экстру́зия (от позднелат. extrusio — выталкивание) — технология получения изделий путем продавливания расплава материала через формующее отверстие. Обычно используется в производстве полимерных (резиновых смесей, пластмасс, крахмалсодержащих и белоксодержащих смесей), ферритовых изделий (сердечники), а также в пищевой промышленности (макароны, лапша и тп.), путем продавливания расплава материала через формующее отверстие экструдера.

Экструзия представляет собой непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании материала, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (экструзионную головку, фильеру), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы. В промышленности переработки полимеров методом экструзии изготавливают различные погонажные изделия, такие, как трубы, листы, плёнки, оболочки кабелей, элементы оптических систем светильников- рассеиватели и т. д. Основным технологическим оборудованием для переработки полимеров в изделия методом экструзии являются одночервячные, многочервячные, поршневые и дисковые экструдеры.

Экструдер — машина для формования пластичных материалов, путем придания им формы, при помощи продавливания (экструзии) через профилирующий инструмент (экструзионную головку).

Экструдер состоит из: корпуса с нагревательными элементами; рабочего органа (шнека (винт Архимеда), диска, поршня), размещённого в корпусе; узла загрузки перерабатываемого материала; силового привода; системы задания и поддержания температурного режима, других контрольно-измерительных и регулирующих устройств. По типу основного рабочего органа (органов) экструдеры подразделяют на одно-, двух- или многошнековые (червячные), дисковые, поршневые (плунжерные) и др. Двухшнековые экструдеры в зависимости от конфигурации шнеков могут быть параллельными или коническими. В зависимости от направления вращения — с сонаправленным или противонаправленным вращением шнеков.

Содержание

Виды экструзии

• Холодная синяя экструзия — возможны только механические изменения в материале вследствие медленного его перемещения под давлением и формованием этого продукта с образованием заданных форм.

• Теплая экструзия — сухие компоненты сырья смешиваются с определенным количеством воды и подают в экструдер, где наряду с механическим его подвергают еще и тепловому воздействию. Продукт нагревается извне. Получаемый экструдат отличается небольшой плотностью, незначительным увеличением в объёме, пластичностью, а также ячеистым строением. Иногда экструдату необходимо подсушивание.

• Горячая экструзия — процесс протекает при высоких скоростях и давлениях, значительном переходе механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях материала. Кроме того, может иметь место регулируемый подвод тепла как непосредственно к продукту, так и через наружные стенки экструдера. Массовая доля влаги в сырье при горячей экструзии составляет 10…20 %, а температура превышает 120 °C.

Применение экструзионной технологии

Химическая промышленность

В химической промышленности метод экструзии применяется для нагрева, пластификации, гомогенизации и придания необходимой формы исходному сырью. Химический состав конечного продукта при этом идентичен химическому составу исходного сырья, что позволяет добиваться стабильного качества продукта прибегая при этом к минимальному количеству настроек экструдера, этим объясняется относительная простота машин, работающих в химической промышленности. Методом экструзии в химической промышленности изготавливают различные погонажные изделия, такие как трубы, листы, плёнки, оболочки кабелей, элементы оптических систем светильников — рассеиватели и т. д.

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности метод экструзии применяется намного шире. В ходе процесса под действием значительных скоростей сдвига, высоких скоростей и давления, происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья, например денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала, а также другие биохимические изменения.

Экструзионные продукты, получаемые на пищевых экструдерах

• пельмени
• кукурузная палочка
• подушечки и трубочки с начинкой
• хрустящие хлебцы и соломка
• фигурные сухие завтраки
• хлопья кукурузные и из других злаков
• быстрозавариваемые каши
• детское питание
• фигурные чипсы
• экструзионные сухарики
• мелкий шарик из риса, кукурузы, гречи, пшеницы, для наполнения и обсыпки шоколадных изделий, мороженого и других кондитерских изделий
• пищевые отруби
• набухающая мука, панировка
• продукты вторичной переработки хлеба
• соевые продукты: соевый текстурат, концентрат (применяются в производстве колбасы, сосисок, котлет и т. д.), кусковые соевые продукты (фарш, гуляш, бифштекс, тушенка и т. д.)
• продукты переработки отходов животноводства
• модифицированный крахмал
• реагент на основе крахмала применяемый в нефте- и газодобыче
• строительные крахмалсодержащие смеси
• основы для клеев

Комбикормовая промышленность

• полножирная соя
• зерновые экструдаты
• корма для кошек, собак, домашних грызунов, крупного рогатого скота
• корма для промысловых и аквариумных рыб

Производство твердого биотоплива

Одним из наиболее популярных методов получения топливных брикетов является использование специальных экструдеров. Процесс предствляет собой прессование шнеком отходов (шелухи подсолнечника, гречихи и т. п.) и мелко измельченных отходов древесины (опилок) под высоким давлением при нагревании от 250 до 350 С°. Получаемые топливные брикеты не включают в себя никаких связующих веществ, кроме одного натурального — лигнина, содержащегося в клетках растительных отходов. Температура, присутствующая при прессовании, способствует оплавлению поверхности брикетов, которая благодаря этому становится более прочной, что немаловажно для транспортировки брикета.

Источник

Экструзионный способ производства

Экструзионное производство — комплекс оборудования, с использованием которого осуществляется переработка полимерных материалов путём непрерывного продавливания их в расплавленном состоянии через формующую головку. Форма головки имеет особый профиль, благодаря которому получаются различные готовые изделия или заготовки к ним.

Более 50% выпускаемых в промышленности термопластов перерабатываются именно методом горячей экструзии. Ассортимент товаров, производимых этим методом очень широк: плёнки, ПВХ-листы, трубы, шланги, сайдинг, профили различной конфигурации. Экструзионный способ производства позволяет создавать сложные многослойные изделия, как штучного типа, так и погонажного. Чаще всего переработка вторсырья из полимеров также выполняется с использованием экструзионного оборудования.

Оборудование для экструзионного производства

Основным элементом комплекса экструзионного оборудования является экструдер (червячный пресс) с формующей головкой. В экструдере полимерное сырье расплавляется под воздействием высокой температуры, превращается в жидкий пластик, а затем подаётся на формующую головку. Наибольшей популярностью в современной промышленности пользуются одно- и двухчервячные механизмы, которые называются прессами. Реже используются дисковые или поршневые прессы.

В качестве сырья используются гранулированные полимеры с различными добавками и присадками, которые придают конечным изделиям требуемые свойства. После прохождения через экструзионную головку изделие остывает у охлаждаемых стенок калибратора, а затем поступает на линию для дальнейшего отвердевания.

Экструзионные линии

Экструзионные линии предназначены для выпуска погонажных изделий. Принцип работы оборудования точно такой, как у обычных экструдеров для штучных изделий, однако конструкция имеет некоторые отличия. Комплекс оборудования включает в себя экструдер с устройством для загрузки полимерного сырья, формующую головку и устройства для охлаждения погонажных материалов.

Особенностью линий данного типа является наличие механизмов для отвода готовых изделий и наличие приёмных резервуаров для засыпки гранулированного сырья. По желанию заказчика экструзионные линии могут оснащаться специальными блоками для дополнительных операций, таких как: сварка пакетов, нарезка, нанесение рисунков и логотипов.

С помощью экструзионного метода производства выпускают следующие виды продукции:

— гладких полиэтиленовых труб, шлангов, а также гофротруб, оболочковых труб (кожухов), труб нестандартного сечения;
— плёнки различных видов (рукавные, одно-, двух-, многослойные, термоусадочные, стрейч-плёнка и пр);
— профили различной конфигурации и размера;
— кабеля разного сечения.

Также существуют специальные линии для гранулирования полимерных материалов и переработки вторичного сырья. Современные эктрузионные линии и экструдеры для штучного изготовления пластмассовых предметов — это сложные механизмы, оснащённые техническими решениями, позволяющими максимально эффективно наладить выпуск продукции с минимальным количеством брака.

Источник

Экструзия: за или против?

Как часто вы встречаете продукт, у которого на упаковке идеальный состав – только простые и понятные ингредиенты? Однако, выглядит продукт так, что с ним явно что-то сделали. Если продукт вспученный, пористый на вид и легкий на вес, то вероятнее всего это экструзия. Хотите знать больше про этого зверя? Тогда погружайтесь вместе с нами.

Экструзия. Глубокое погружение отдела Качества магазина И-МНЕ

Экструзия – технология получения изделий путем продавливания вязкого расплава материала или густой пасты через формующее отверстие. В процессе экструзии возможны изменения температуры, давления, продолжительности и интенсивности воздействия на сырье. Известны три основных метода экструзии – холодная формовка, тепловая формовка и так называемая «горячая» экструзия.

Метод экструзии был впервые применен в 1797 году Джозефом Брама для изготовления трубы из свинца. Первые экструдеры для пищевой индустрии начали применяться в США в середине 1960-х годов. В СССР экструдеры для зерна и бобовых выпускал Куйбышевский завод аэродромного оборудования с 1970-х годов. С появлением промышленного производства экструзия нашла применение в пищевой промышленности быстрорастворимых пищевых продуктов и закусок. Это было частью индустриализации и упрощения процесса производства еды.

Методом экструзии сегодня готовятся различные хлебцы и снэки, которые перешли из разряда лакомств в категорию общепринятой еды. Вот список продуктов, которые готовят таким способом:

• жевательная резинка;
• кукурузные палочки;
• подушечки и трубочки с начинкой;
• хрустящие хлебцы и соломка;
• фигурные сухие завтраки;
• хлопья из кукурузы и других злаков;
• быстрозавариваемые каши;
• детское питание;
• фигурные чипсы;
• экструзионные сухарики;
• мелкие шарики из риса, кукурузы, гречи, пшеницы для наполнения и обсыпки шоколадных изделий, мороженого и других кондитерских изделий;
• пищевые отруби;
• набухающая мука, панировка;
• продукты вторичной переработки хлеба;
• соевые продукты: соевый текстурат, концентрат (применяются в производстве колбасы, сосисок, котлет и т.д.);
• продукты переработки отходов животноводства;
• модифицированный крахмал.

Существует мнение, что метод экструзии позволяет сохранить в продуктах большинство полезных веществ, которые содержат злаковые: минералы, витамины, протеины, углеводы.

Однако, достоверность этого заявления существенно колеблется в зависимости от того, какой метод экструзии был применен: холодная, теплая и горячая.

Метод холодной экструзии предполагает использование исключительно механических изменений в перерабатываемом материале при его медленном передвижении под воздействием давления и формованием изделия посредством головки. Так, например, готовятся макароны и лапша, а также экструзионно-модифицированная мука – это быстрорастворимый продукт или смесь быстрого приготовления на основе злаков, которая при добавлении воды или молока превращается в суп, кашу, крем или тесто. Производя минимальные воздействия на первоначальный продукт, этот метод наносит и минимальный вред в конечном итоге.

Метод теплой экструзии предполагает смешение сухого сырья и воды, после чего данная смесь подается в экструдер. В экструдере смесь подвергается механическому и тепловому воздействию. Готовый продукт характеризуется невысоким уровнем плотности, увеличенным объемом, пластичностью и ячеистому строению. В некоторых случаях готовые изделия сушат. Типичным примером продукта теплой экструзии являются крекеры и завтраки, которые нужно только залить горячей водой, а также изготовленные по специальным рецептам «глянцевые» макаронные изделия.

Схематичное изображение экструдера

Метод горячей экструзии предполагает протекание процессов на высокой скорости и при значительной температуре. Структура материала подвергается различным изменениям. Тепло поступает к продукту посредством нагревательных элементов, а также через наружные стенки экструдера. Уровень влажности сырья колеблется в диапазоне 10-20%. В последнее время метод горячей экструзии получил широкое распространение и применяется чаще всего.Так готовятся кукурузные палочки, хлебцы и сухие снэки.

В ходе процесса под действием значительных скоростей и давления происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья, например, денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала, а также другие биохимические изменения.

Мы решили выяснить, проводилось ли изучение продукции, полученной методом экструзии. И вот, что нашли.

Некоммерческий фонд Уэстона А. Прайса опубликовал отчет, который приготовлен специально для научной конференции Consumer Health of Canada.

В нем упоминается, что в своей книге Fighting the Food Giants биохимик Пол Ститт описывает процесс экструзии, в котором зерна обрабатываются при очень высокой температуре и давлении, и такая обработка разрушает большую часть питательных веществ. Она денатурирует жирные кислоты, разрушает даже синтетические витамины, которые могут добавляться в сухие завтраки в конце процесса. Аминокислоты лизина особенно чувствительны к процессу экструзии.

Неопубликованные исследования показывают, что процесс экструзии превращает белки в зернах в нейротоксины.

Ститт описал в своей книге эксперимент, проведенный в 1942 году зерновой компанией, которая приняла решение его не обнародовать. Четыре группы крыс кормили разными кормами. Одна группа получала обычное цельное зерно пшеницы, воду и синтетические витамины и минералы. Вторая группа получала экструдированное зерно пшеницы, воду и тот же питательный раствор. Третьим давали воду и белый сахар. Четвертых кормили водой и синтетическими добавками. Дольше всего жили крысы первой группы. Четвертая группа крыс издохла через 2 месяца. Крысы на сахаре и воде прожили месяц. Крысы, питавшиеся экструдированным зерном с добавками, издохли в течение первых двух недель эксперимента .

Эти результаты свидетельствуют о том, что в экструдированной пище не только не содержались полезные вещества, но и содержались опасные для жизни токсины

Еще один неопубликованный эксперимент был проведен в 1960 году исследователями из университета штата Мичиган. Они проверяли 18 лабораторных крыс, разделенных на три группы. Одна из групп питалась кукурузными палочками, приготовленными методом экструзии. Эти крысы быстрее всего стали апатичными и умерли от недоедания. Кроме того, они умирали в конвульсиях. Вскрытие показало дисфункцию поджелудочной железы, печени и почек и дегенерацию нервов позвоночника – это признаки инсулинового шока. (Упоминается в источниках 1,2).

Фонд Уэстона А. Прайса также сообщает в отчете, что экструдированные продукты из цельного зерна, которые продаются в магазинах здорового питания, могут быть даже более опасны, чем аналогичные не цельнозерновые быстрозавариваемые каши с добавками и подсластителями, мюсли и батончики типа фитнесс, поскольку включают больше белков, после обработки превращающихся в токсины. При такой обработке аминокислоты белка формируют новые соединения, чужеродные для человеческого организма. Процесс экструзии разрушает органеллы и рассеивает белки, которые затем становятся токсичными. Когда белки разрушаются таким образом, это может негативно влиять на нервную систему. (Источник 1).

Однако, научно-исследовательская работа 2012 года, проведенная группой ученых США, показывает, что использование муки нетрадиционных зерновых культур – амаранта, гречихи или проса – может помочь снизить гликемический индекс завтрака или снэка, приготовленного методом экструзии.

Экструзия также полностью уничтожает фитазу – фермент, который расщепляет фитиновую кислоту и высвобождает фосфор. Этот фермент присутствует в растительной пище. Это значит, что употребление экструдированных продуктов потенциально может привести к минеральной недостаточности и заболеваниям ЖКТ.

Мягкие условия экструзии (высокая влагоемкость, малое время приготовления, низкая температура) не ухудшают питательные качества, в то время как высокие температуры экструзии, готовка с низким содержанием влаги (меньше 15%) и/или неправильная рецептура (например, присутствие сахаров с высоким гликемическим индексом) может привести к ухудшению питательных качеств конечного продукта.

Для того, чтобы получить сбалансированный по питательности продукт экструзии, нужен тщательный контроль параметров процесса.

Nutritional aspects of Food extrusion: A review

Продукты, полученные путем горячей экструзии, имеют больше вреда, чем пользы. Степень распада веществ в конечном продукте зависит от сбалансированного цикла производства.

Экспериментально доказано, что диета на экструдированных продуктах не способна поддерживать нормальную жизнедеятельность и получение необходимых веществ.

Экструзия имеет следующие побочные эффекты:

• Снижение микроорганизмов в готовом продукте.
• Незначительное увеличение биодоступности железа.
• Создание инсулин-десенсибилизации крахмалов (потенциальный риск развития сахарного диабета).
• Потеря лизина, незаменимой аминокислоты (В этом исследовании университета Джорджии http://pmil.caes.uga.edu/documents/uga01a/proposal.pdf предлагают использовать в экструзии арахисовую муку, чтобы предотвратить потерю лизина и деактивировать токсины).
• Упрощение сложных крахмалов.
• Повышение гликемического индекса пищевых продуктов.
• Разрушение витамина А (бета-каротин).
• Денатурация белков.

Озаботившись вопросом экструзии и получив столь неоднозначные данные, мы приняли решение избегать её в ассортименте магазина И-МНЕ. А если допускаем, то проверяем, что продукт сделан правильно, с соблюдением всех технологий. Выбирая печенье и батончики, а также хлебцы, снеки и полезные завтраки в наш магазин, мы отдаём предпочтение традиционным технологиям, например, таким как расплющивание зёрен.

Мы не хотим никого обвинять и понимаем, что развитие рынка здорового питания – живой процесс, и производитель порой сам не знает, что его конечный продукт несет покупателю не пользу, а вред.

К сожалению, требования к упаковке сейчас таковы, что производитель имеет право не писать на ней, каким методом изготовлена продукция.

Поэтому на данный момент мы советуем избегать тех продуктов, по которым видно, что они сделаны методом горячей экструзии (легкие, рыхлые, вспученные). Особенно, если в составе присутствуют дополнительные сахара.

По большому счёту выглядит-то всё так: экструзия – это, в первую очередь, способ делать «килограммы еды». Помните, как в начале рассказа «Футурологический конгресс» у Лема? Это великое произведение – очень для нас и про нас. Он описывает будущее, в котором люди едят в дорогом ресторане, но затем герою раскрывают тайну, что всё вокруг – иллюзия, и дают выпить вещество, которое развеивает эту иллюзию: и он видит, что они сидят где-то в тёмных грязных трущобах, и все дорогие блюда на самом деле – однородная серо-коричневая «питательная» масса.

Так вот, горячая экструзия позволяет делать более дешёвые продукты, которые якобы хорошо выглядят (если люди уже привыкли считать сухой завтрак чем-то «нормальным»), хотя подозреваем, что лет 50 назад такого не существовало. Хотя, возможно, что через какое-то время даже натуральный «вид» уже не будет надёжным параметром.

Отрывок произведения Станислава Лема « Футурологический конгресс»

– «Плохи ваши дела, Тихий. Ваши жалобы не затрагивают сути вещей. Она вам попросту неизвестна. Вы даже не догадываетесь о самом главном. По сравнению с этим «Прокрустикс» и вся остальная псивилизация – мелочь!

Я не верил своим ушам.

– Но. но. – заикался я. – Что вы такое говорите, профессор? Что может быть еще хуже?

Он наклонился ко мне через столик:

– Тихий, я открою вам профессиональную тайну. О том, на что вы сейчас жаловались, знает каждый ребенок. Развитие и не могло пойти по другому пути с тех пор, как на смену наркотикам и прагаллюциногенам пришли так называемые психолокализаторы с высокой избирательностью воздействия. Но настоящий переворот совершился лишь четверть века назад, когда удалось синтезировать масконы, или пуантогены, – то есть точечные галлюциногены. Наркотики не изолируют от мира, а только изменяют его восприятие. Галлюциногены заслоняют собою весь мир, в этом вы убедились сами. Масконы же мир подделывают!

– Масконы. масконы. – повторил я за ним. – Знакомое слово. А-а, концентрации массы под лунной корой, глубинные скопления минералов? Но что у них общего.

– Ничего. Теперь это слово значит – то есть фармачит – нечто совершенно иное. Оно образовано от «маски». Введя в мозг масконы определенного рода, можно заслонить любой реальный объект иллюзорным – так искусно, что замаскированное лицо не узнает, какие из окружающих предметов реальны, а какие – всего лишь фантом. Если бы вы хоть на миг увидели мир, в котором живете на самом деле, — а не этот, припудренный и нарумяненный масконами, – вы бы слетели со стула!

– Погодите. Какой еще мир? И где он? Где его можно увидеть?

– Где угодно – хоть здесь! – выдохнул он мне в самое ухо, озираясь по сторонам. Он придвинулся ближе и, протягивая мне под столом стеклянный флакончик с притертой пробкой, доверительно прошептал: – Это очухан, из группы отрезвинов, сильнейшее противопсихимическое средство, нитропакостная производная омерзина. Даже иметь его при себе, не говоря уж о прочем, – тягчайшее преступление! Откройте флакон под столом и вдохните носом, один только раз, не больше, как аммиак. Ну как нюхательные соли. Но потом. Ради всего святого! Помните: нельзя терять голову!

Трясущимися руками я отвернул пробку и едва вдохнул резкий миндальный запах, как профессор отнял у меня флакон. Крупные слезы выступили на глазах: я смахнул их кончиками пальцев и остолбенел. Великолепный, покрытый паласами зал, со множеством пальм, со столами, заставленными хрусталем, с майоликовыми стенами и скрытым от глаз оркестром, под музыку которого мы смаковали жаркое, – исчез. Мы сидели в бетонированном бункере, за грубым деревянным столом, под ногами лежала потрепанная соломенная циновка. Музыка звучала по-прежнему – из репродуктора, который висел на ржавой проволоке. Вместо сверкающих хрусталем люстр – голые, запыленные лампочки. Но самое ужасное превращение произошло на столе. Белоснежная скатерть исчезла; серебряное блюдо с запеченной в гренках куропаткой обернулось дешевой тарелкой с серо-коричневым месивом, прилипавшим к алюминиевой вилке, – потому что старинное серебро столовых приборов тоже погасло. В оцепенении смотрел я на эту гадость, которую только что с удовольствием разделывал, наслаждаясь хрустом подрумяненной корочки, который, как в контрапункте, прерывался более низким похрустыванием разрезаемого гренка – сверху отлично подсушенного, снизу пропитанного соусом. Ветви пальмы, стоявшей неподалеку, оказались тесемками от кальсон: какой-то субъект сидел в компании трех приятелей прямо над нами – не на антресоли, а скорее на полке, настолько она была узка. Давка здесь царила невероятная! Я боялся, что глаза у меня вылезут из орбит, но ужасающее видение дрогнуло и стало опять расплываться, словно по волшебству. Тесемки над моей головой зазеленели и снова покрылись листьями, помойное ведро, смердящее за версту, превратилось в резную цветочную кадку, грязный стол заискрился белоснежной скатертью. Засверкали хрустальные рюмки, серое месиво вернуло себе утонченные оттенки жаркого; где положено, выросли у него ножки и крылышки; старинным серебром заблестел алюминий, фраки официантов снова замелькали вокруг. Я посмотрел под ноги: солома обернулась персидским ковром, и я, опять окруженный роскошью, уставился на румяную грудку куропатки, тяжело дыша, не в силах забыть того, что за нею скрывалось…»

Станислав Лем «Футурологический конгресс»
http://www.e-reading.club/bookreader.php/33584/Lem_-_Futurologicheskiii_kongress.html

Кстати, звездочки рядом со ссылкой на источник обозначают наш уровень доверия и надежности источника.

***** – максимально надежный источник, проверенные организации мирового уровня;

**** – источники, которым многие доверяют, но они могут быть частными структурами, или статьи в них пишутся пользователями (вроде Википедии);

*** – известные фонды и организации, которые могут финансироваться частными лицами под заказ;

** – сомнительные источники или пресса;

* – ненадежные источники или непроверенные данные, которые стали общепринятыми из-за большого упоминания.

Источник