Extruder im kleinen labor maßstab

Arten von Laborextrudern im Kleinformat

Ein Laborextruder im Kleinformat ist eine kompakte Version des industriellen Extruders, der zum Einführen und Erhitzen kleiner Materialmengen verwendet wird. Sie arbeiten kontinuierlich oder intermittierend, indem sie das Produkt bei einer kontrollierten Temperatur durch eine Einfach- oder Doppelschnecke pressen. Extruder sind hauptsächlich für die Umwandlung von festem Futter in ein homogenes Produkt verantwortlich. Ein Extruder kann das Substrat gleichzeitig kochen und mischen und seine mechanischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften verbessern.

Wie bereits erwähnt, sind sie wichtige Vorbehandlungsmodule in der Futter- und Lebensmittelindustrie, die darauf abzielen, Rohstoffe und Zeit zu sparen. Diese Kleinserien-Extrudermodelle können verwendet werden, um große Mengen in der eigentlichen Produktionsanlage zu testen, bevor mit der vollständigen Anlageninstallation fortgefahren wird. Sie können nützliche Schulungs- und Forschungswerkzeuge sein, da sie dazu beitragen können, die Einstellungen der Produktparameter wie Temperatur, Druck, Feuchtigkeit usw. zu ändern.

Laborextruder im Kleinformat lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: Einschnecken- und Gleichlauf-Doppelschneckenextruder.

• Einschneckenextruder

  Einschneckenextruder sind die einfachste und älteste Extruderart. Sie verfügen über eine Förderschnecke, die in einem beheizten Zylinder montiert ist. Die Drehung der Schnecke bewegt das Material nach vorne, während Wärme und Druck seine Form verändern. Einschneckenextruder werden in der Kunststoffindustrie häufig zum Einführen, Schmelzen und Formen von Kunststoffprodukten eingesetzt.

• Laborextruder mit Doppelschnecke

  Doppelschneckenextruder haben zwei ineinandergreifende Schnecken, die nebeneinander in einem beheizten Zylinder arbeiten. Diese Schnecken verbessern die Misch-, Förder- und Entlüftungsvorgänge. Die fortschrittliche Schneckendesign ermöglicht das Extrudieren verschiedener Materialien, um Produkte mit unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen. Doppelschneckenextruder lassen sich weiter unterteilen in:

  - Ineinandergreifende, nicht gleichlaufende Doppelschneckenextruder: Dabei greifen zwei Schnecken in einer definierten Weise ineinander, wobei ein Zylinder sie fest umgibt.

  - Gleichlaufende Doppelschneckenextruder: Dabei sind zwei Schnecken angeordnet und drehen sich in die gleiche Richtung.

  Doppelschneckenextruder sind die am besten integrierten, vielseitigsten und am häufigsten verwendeten Maschinen zur Kunststoffverarbeitung. Sie eignen sich zum Compoundieren, Mischen, Modifizieren und Recyceln von Kunststoffen, zur Behandlung von biologischen Stoffen wie Lebensmitteln, Nutztieren und Menschen sowie zum Verbrennen ungeeigneter Stoffe wie festen Abfällen. Im Allgemeinen sind Doppelschnecken-Laborextruder effizienter und fortschrittlicher als Einschneckenextruder. Sie bieten eine bessere Mischung, Verteilung und Reaktion von Materialien. Doppelschneckenextruder sind ideal für die Verarbeitung komplexer Rezepturen und die Herstellung hochwertiger Endprodukte.

Spezifikationen und Wartung von Laborextrudern im Kleinformat

• Motorleistung

  Laborextrusionsmaschinen haben unterschiedliche Motorleistungen, um die Extruderschnecken anzutreiben. Typische Leistungswerte reichen von 1-10 kW. Die Wahl der geeigneten Motorleistung hängt von den Materialien, den Durchflussraten und den Verarbeitungstemperaturen ab.

• Schneckendurchmesser

  Schnecken in kleinen Extrudern haben normalerweise einen Durchmesser von 10-30 mm. Häufig verwendete Modelle mit Schneckendurchmessern sind 15 mm, 20 mm und 25 mm. Der gewählte Durchmesser beeinflusst die Materialscherscherung und das Mischen direkt.

• Schneckenlänge

  Schneckenlängen betragen oft das 5-15-fache des Durchmessers. Längere Schnecken bieten einen größeren Querfluss, höhere Scherkräfte und eine bessere Mischung. Das Längen-Durchmesser-Verhältnis sollte den Verarbeitungsanforderungen der verschiedenen Materialien entsprechen.

• Temperaturzonen

  Mini-Extruder haben normalerweise 2-4 Temperaturregelzonen entlang des Zylinders. Jede Zone kann die Erwärmung/Kühlung des Materials steuern, um die Temperatur präzise einzustellen. Dies erfüllt die Bedürfnisse verschiedener Materialeigenschaften.

• Gewicht

  Tischgeräte für die Extrusion wiegen in der Regel 500 kg oder weniger. Einige tragbare Modelle wiegen etwa 200 kg und können daher leicht von Hand bewegt oder mit einem Kran angehoben werden. Schwerere Tischmodelle haben eine robustere Konstruktion, um dem Dauerbetrieb standzuhalten.

• Produktionskapazität

  Kleine Laborextruder haben einen Durchsatz von 1-50 kg/h. Typischerweise reichen 3-10 kg/h für Labortests aus, während die Hochlaufphase 30 kg/h erreichen kann. Das tatsächliche Verarbeitungsvolumen hängt von der Motorleistung, der Materialdichte, der Schneckenauslegung und der Temperatur ab.

Eine sachgemäße Wartung sorgt für einen zuverlässigen Betrieb und eine lange Lebensdauer des Laborextruders im Kleinformat. Im Folgenden finden Sie einige wichtige Tipps zur Extruderwartung:

• Tägliche Reinigung:

  Reinigen Sie nach jedem Test den Maschinenzylinder, die Schnecken, die Zuführungsteile und die Düse. Zerlegen Sie die abnehmbaren Teile und waschen Sie sie in Wasser oder einer Reinigungslösung, um zu verhindern, dass Materialreste schnell aushärten.

• Regelmäßige Schmierung:

  Schmieren Sie bewegliche Teile wie Lager nach regelmäßig geplanten Wartungsarbeiten. Tragen Sie Fett auf geschmierte Teile auf, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.

• Schneckenverschleißerkennung:

  Überprüfen Sie die Schnecken in regelmäßigen Abständen, um festzustellen, ob sie abgenutzt sind. Bei starkem Verschleiß sind Ersatz oder Reparaturen erforderlich. Überprüfen Sie auch den Zylinder auf Abrieb.

• Elektrische Wartung:

  Überprüfen Sie die elektrischen Steuerungskomponenten, Leitungen und Verbindungen regelmäßig. Stellen Sie sicher, dass die Schutzvorrichtungen und Gehäuse intakt sind. Reinigen Sie den Staub in den Schaltschrank. Warten Sie die elektrischen Teile wie erforderlich, um Fehler zu vermeiden.

Szenarien für Laborextruder im Kleinformat

Kleinserien-Extruder helfen Unternehmen hauptsächlich dabei, Versuche und Prototypen in kleinerem Maßstab durchzuführen. Sie tun dies, indem sie eine begrenzte Menge an Produkt verarbeiten, möglicherweise täglich, wöchentlich oder monatlich. Laborextruder optimieren Rezepte und Rezepturen, bis die idealen für die großtechnische Produktion gefunden sind. Sie helfen auch bei der Mitarbeiterschulung, indem sie die tatsächliche Produktionsumgebung simulieren, um die Mitarbeiter im effizienten und sicheren Betrieb des Extruders zu schulen. Der kleine Extruder ist in der Regel das sicherste Gerät in einer Fabrik und wird verwendet, um die Fütterungs-, Reinigungs- und Abschaltungsprozeduren durchzuführen.

Laborextruder erleichtern die Forschung und Entwicklung, indem sie die Verfeinerung von Verarbeitungstechniken und -parametern wie Temperatur, Vorschubgeschwindigkeit, Schneckenkonfiguration, Feuchtigkeitsgehalt und mehr ermöglichen. Sie können auch zur Vorkonditionierung und Temperierung des Materials verwendet werden, bevor das eigentliche Extrusionsverfahren durchgeführt wird. Kleinserien-Geräte helfen Industrieunternehmen und Herstellern, den Extrusionsprozess in kleinerem Maßstab besser zu verstehen, was wiederum zu Innovationen und neuen technologischen Fortschritten in den Extrusionstechniken führt.

Extruder können auch zur Zusammenarbeit mit externen Unternehmen verwendet werden. Entweder kann man eine gemeinsame Studie durchführen oder das andere Unternehmen kann Material zur Verarbeitung im Extruder senden, um weitere Einblicke und ein besseres Verständnis des Extrusionsverfahrens und seiner Vorteile zu gewinnen. Kleinserien-Extruder sind auch kostengünstig und eignen sich für den Einsatz in kleinen Küchen und großen kommerziellen Lebensmittelproduktionsanlagen.

Ein weiterer Vorteil des Kleinserien-Extruders ist, dass hier Produktprüfungen an verschiedenen Materialien durchgeführt werden können, bevor entschieden wird, was während des großtechnischen Produktionsprozesses verwendet werden soll. In Verbindung mit anderen Kleinserien-Laborausrüstungen kann der Extruder verwendet werden, um die Eigenschaften verschiedener Materialien zu bewerten und zu analysieren. Dazu gehören ihre Haltbarkeit, wie sie unter verschiedenen Umgebungsbedingungen beeinflusst werden und welche Faktoren zu ihrer Gesamtqualität beitragen. Zu den anderen Kleinserien-Prüfausrüstungen, die häufig in Verbindung mit dem Kleinserien-Laborextruder eingesetzt werden, gehören Folienmaschinen, Kühlbänder und Schneidevorrichtungen.

So wählen Sie Laborextruder im Kleinformat aus

Bei der Auswahl eines Laborextruders im Kleinformat sollten verschiedene wichtige Faktoren berücksichtigt werden.

• Ziele und Anwendungen definieren

  Bevor Sie einen Laborextruder kaufen, ist es wichtig zu wissen, mit welchem Material und welcher Produktform Sie arbeiten wollen. Dies hilft bei der Bestimmung der erforderlichen Eigenschaften und Fähigkeiten des Laborextruders.

• Materialverträglichkeit recherchieren

  Unterschiedliche Kleinserien-Extruder sind für die Verarbeitung bestimmter Materialtypen ausgelegt. Es ist wichtig, einen Extruder zu wählen, der mit den Materialien kompatibel ist, die im Labor verwendet werden sollen.

• Größe und Durchsatzkapazität berücksichtigen

  Da es sich um einen Laborextruder im Kleinformat handelt, ist es wichtig, ein Modell zu wählen, das kompakt ist und eine geringe Durchsatzkapazität hat, die für die Anforderungen der Laborumgebung ausreichend ist.

• Geeignete Temperaturregelung und Heizmethoden wählen

  Verschiedene Materialien erfordern für eine ordnungsgemäße Extrusion unterschiedliche Temperaturniveaus und Heizmethoden. Wählen Sie einen Extruder mit einem geeigneten Temperaturregelsystem und einer Heizmethode für die Materialien, mit denen gearbeitet werden soll.

• Konstruktion und Ausführung der Düse prüfen

  Die Konstruktion und Ausführung der Düse beeinflusst die endgültige Produktform und die Oberflächenqualität. Wählen Sie einen Extruder mit hochwertigen, leicht austauschbaren Düsen, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.

• Benutzerfreundlichkeit und Bedienung

  Berücksichtigen Sie die benutzerfreundlichen Funktionen und den Bedienkomfort des Extrudermodells. Suchen Sie nach einem Gerät mit einfachen Bedienelementen und klaren Anweisungen für einen reibungslosen Betrieb in der Laborumgebung.

• Achten Sie auf Sicherheitsmerkmale und -standards

  In der Laborumgebung ist Sicherheit ein wichtiges Anliegen. Wählen Sie einen Extruder mit geeigneten Sicherheitsmerkmalen und der Einhaltung von Sicherheitsstandards, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Häufig gestellte Fragen zu Laborextrudern im Kleinformat

• F1: Welche Art von Material kann ein Kleinserien-Extruder verarbeiten?

  A1: Die meisten Laborextruder im Kleinformat sind für die Verarbeitung verschiedener Materialtypen ausgelegt. Dazu gehören Thermoplaste, Biokunststoffe und Polymerverbindungen. Allerdings können nicht alle Kleinserien-Extruder jedes Material verarbeiten. Es ist wichtig, die Spezifikationen des Extruders zu studieren, um zu wissen, welches Material er effektiv verarbeiten kann.

• F2: Kann ein Kleinserien-Extruder Materialzusätze verarbeiten?

  A2: Ja, Kleinserien-Extruder können verschiedene Zusätze verarbeiten. Zu diesen Additiven gehören Farbstoffe, Füllstoffe und Flammschutzmittel. Der Extruder vermischt das Additiv mit dem Hauptmaterial, bevor er es in die gewünschte Form bringt.

• F3: Welche maximale Temperatur kann ein Kleinserien-Extruder erreichen?

  A3: Typischerweise können Laborextruder im Kleinformat Temperaturen zwischen 200 °C und 300 °C erreichen. Einige Modelle können sogar noch höhere Temperaturen erreichen. Die maximale Temperatur hängt von der Konstruktion und den Spezifikationen des Kleinserien-Extruders ab. Es ist wichtig, die maximale Temperatur des Extruders zu kennen, damit die Bediener das zu verarbeitende Material nicht beschädigen.

• F4: Können Benutzer die Zylinderabschnitte eines Kleinserien-Extruders modifizieren?

  A4: Ja, eines der tollen Features von Kleinserien-Extrudern ist, dass Benutzer die Zylinderabschnitte modifizieren können. Benutzer können die Länge oder den Durchmesser des Zylinders an bestimmte Verarbeitungsanforderungen anpassen. Diese Flexibilität ermöglicht es Kleinserien-Extrudern, die Fließeigenschaften verschiedener Materialien zu optimieren.

• F5: Verfügt der Extruder über ein Kühlsystem?

  A5: Ja, die meisten Kleinserien-Extruder verfügen über ein Kühlsystem. Dieses System hilft, die Temperatur des zu verarbeitenden Materials zu regeln. Es trägt auch dazu bei, eine ordnungsgemäße Verfestigung des extrudierten Produkts zu gewährleisten. Einige Kühlmethoden umfassen Wassermäntel, Kühlgebläse und luftgekühlte Kühlkörper.