Extruder
Der Extruder ist eine permanent arbeitende, temperaturgesteuerte Schneckenstrangpresse mit vorgesetztem Formwerkzeug.
Inhaltsverzeichnis
Aufgabe
Die Aufgaben des Extruders besteht darin die ihm zugeführte Stoffe zu vermischen und in eine verformbare Masse umzuwandeln, welche am Ende durch eine Form gepresst werden. Dieser Vorgang wird Extrusion genannt und findet seinen Einsatz überwiegend in der Lebensmittel- und Kunststoffindustrie.
Der Extruder wird auch zur Aufbereitung von Kunststoffen genutzt, dieser Vorgang wird Compoundierung genannt.
Einsatzgebiete
In der Lebensmittelindustrie werden Extruder eingesetzt bei verhältnismäßig weichen Massen, wie zum Beispiel:
- Kaugummi
- Knabberprodukte
- Erdnussflips
- Kartoffelprodukte
Beispiele aus der Industrie sind zum Beispiel:
- Kunststoffverarbeitung (Compoundierung)
- Herstellung von Halbzeugen (Rohre, Platten)
- Tiernahrung
Bauformen
Es wird zwischen folgenden Extruder Bauformen unterschieden:
- Einschneckenextruder
- Doppelwellenextruder
- gleichläufiger
- gegenläufiger
- Mehrwellenextruder
Aufbau
Der Extruder besteht im wesentlichen aus 9 Bauteilen, diese sind der Antrieb, der die Kraft mit Hilfe der Kupplung und dem Getriebe auf die Schnecke oder Schnecken überträgt. Die Schnecken fördern das Material, welches durch den Einfülltrichter in die Maschine gegeben wurde, durch das Gehäuse. Die Gehäuse besitzen jeweils eine Heizung und eine Kühlung welche zusammen für die Temperatursteuerung zuständig sind. Am Ende wird das Material durch eine Düse wieder aus dem Extruder raus gepresst.
Zusätzlich kann ein Extruder noch mit Seitendosierung ausgestattet werden, die es ermöglichen im fortlaufenden Prozess noch weitere Matrialen ein zu dosieren. Es besteht auch die Möglichkeit mit Hilfe von Einspritzdüsen dem Extruder Öle zuzugeben. In den meisten Fällen wird kurz vor dem Auspressen des Material noch entgast, damit Feuchtigkeit und Gase entfernt werden, dieses kann entweder durch eine "normale" Entgasung (nach oben geöffnetes Gehäuse) oder eine Vakuumschnecke erfolgen.
- Der Antrieb wird in den meißten Fällen durch einen Drehstrom-Motor gestellt.
- Die Kupplung gibt es in diversen Bauformen, sie ist je nach Größe und benötigtem Drehmoment auszuwählen.
- Das Getriebe ist nach Bauform, Größe und erforderlichem Drehmoment zu wählen.
- Die Schnecke oder die Schnecken sind eines der wichtigsten Bauteile des Extruder, mit ihnen wird der Verfahrenstechnische-Prozess gesteuert und sie kann in diverse Konfigurationen umgebaut werden. Die Schnecke besteht aus zwei wesentliche Bauteile:
- Als Träger dient die Schneckenwelle welche es in unterschiedlichen Formen gibt, dort wäre zum Beispiel die Welle mit einer Rundnut oder einer Passfedernut, für höhere Drehmomente ist die Welle mit einer evolenten Form eher geeignet. (Siehe Bild)
- Das zweite Bauteile sind die Schneckenelemente, welche in drei Hauptgruppen unterteilt werden: Förderelemente, Knetelemente und Mischelemente. Mit den Schneckenelementen wird die Konfiguration bestimmt.
- Der Einfülltrichter wird nach Einsatz und Größe in den meisten Fällen induviduell gefertigt.
- Das Extrudergehäuse ist das Gegenstück für die Schnecke. Es dient dazu, den Prozess zu steuern und ist die Führung für die Schnecken.
- Die Heizung ist nahe an dem Gehäuse, entweder als Heizpatronen welche in das Gehäuse geführt werden oder mit Hilfe von Heizschallen welche aussen am Gehäuse anliegen.
- Die Kühlung dient als Gegenstück für die Heizung, sie kann durch Luft erfolgen oder Wasser, das mittels Kühlkanälen durch das Gehäuse gegeben wird.
- Die Düse findet sich am Ende eines jeden Extruders und dient für die Formgebung des Produkts.
Literatur
- Schwarz/Ebeling: Kunstoffverarbeitung (Vogel Buchverlag, 2009)
- Fachkunde Buch Kunststofftechnik (Europa-Lehrmittel-Verlag, 2009)
Weblinks
Quellen
- http://de.wikipedia.org/wiki/Extruder
- http://www.extruder-experts.com/
- Bilder von Dennis Pahl
