آشنایی با دستگاه گرانول ساز یا اکسترودر

گرانول

امروزه پلاستیک‌ها و مواد پلیمری در زندگی ما نقش کلیدی بازی می‌کنند و در بسیاری از لوازم اطراف ما از این ماده تاثیرگذار استفاده می‌شود. برای تولید پلاستیک به ماده اولیه نیاز است که آن همگرانولنام دارد. گرانول شکلی از مواد پلیمری است که بعنوان ماده اولیه در تولید پلاستیک و محصولات مشابه آن کاربرد دارد. گرانول در لغت به معنای دانه‌دانه است و پلاستیک‌هایی که وارددستگاه تزریق پلاستیکمی‌شوند به شکل دانه‌دانه یا همان گرانول هستند. گرانول‌ها در دو نوع گرانول خشک و گرانول رشته‌ای تولید می‌شوند.

دستگاهی کهمواد اولیه پلیمریدر آن تزریق می‌شوند فقط قادر به انجام عملیات بر روی گرانول یا پلاستیک‌های دانه‌دانه است.

گرانول در تولید کابل‌های برق، درب و پنجره، ورق‌آلات، روکش‌های صنعتی، لوازم خانگی، ساخت لوازم تزئینی و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دستگاه گرانول ساز چیست و چه کاربردی دارد؟

دستگاه گرانول سازوظیفه ساخت گرانول یا پلاستیک دانه دانه را برعهده دارد. پلیمرهای قابل بازیافت برای ساخت مواد جدید در دستگاه اکسترودر ذوب می‌شوند و به وسیله یک تیغ در خروجی دستگاه در قطعات کوچک بریده می‌شوند.

مواد اولیه پلیمری به وسیله پیچ‌های داخل دستگاه گرانول‌ساز فشرده شده و سپس ذوب می‌شوند. سپس از طریق پمپاژ کردن، آن‌ها را به سمت نقطه خروجی دستگاه هدایت می‌کنند. رشته‌های خروجی گرانول بعد از بریده شدن توسط تیغهدستگاه اکسترودربه صورت گرانول یا همان دانه‌های ریز درمی‌آیند. این دانه‌ها حرارت بالایی دارند و از طریق نیروی گریز از مرکز به سرعت چرخانده می‌شوند تا در تماس با هوا سرد شوند.

امروزه دستگاه‌های گرانول ساز به‌منظور بازیافت ضایعات پلاستیکی و انواع زباله‌ها طراحی و ساخته می‌شوند. درنتیجه دستگاه‌های گرانول ساز یا اکسترودر نقش بسزایی در تولید مواد اولیه پلاستیکی برای کارخانه‌ها و تولیدکنندگان محصولات پلاستیکی دارند.

انواع دستگاه گرانول ساز

دستگاه‌های گرانول ساز یا اکسترودر به طور کلی به دو نوع تک‌پیچه و دوپیچه طبقه‌بندی می‌شوند. دستگاه‌های گرانول ساز تک پیچه کاربرد بیشتری دارند، تنها یک پمپ دارند، کمتر خراب می‌شوند و به دلیل مکانیسم ساده‌ای که دارند، دارای قیمت پایین‌تری هستند.

از دستگاه گرانول ساز تک پیچ جهت پمپ کردن حجم بالای فرآورده‌ها در فشار بالا به منظور ساخت قطعات بزرگتر نظیر لوله‌های غول پیکر مورد استفاده قرار می‌گیرد. از دستگاه اکسترودر دو پیچ جهت ترکیب و میکس کردن، مورد استفاده قرار می‌گیرد که بسته به نوع فرآیند ترکیب، انواع مختلفی دارند.

مصرف انرژی در اکسترودر دوپیچ کمتر است، حرارت کمتری تولید می‌کند، سرعت انجام عملیات بالایی دارد و انواع مواد اولیه را در آن می‌توان گرانول کرد. اما اگر بخواهیم فرایند را در فشار زیاد انجام بدهیم، دستگاه‌های تک‌پیچ گزینه مناسب‌تری هستند.

انواع دستگاه گرانول ساز پلاستیک

دستگاه‌های گرانول ساز پلاستیکبه دو دسته کلی دستگاه گرانول ساز رشته‌ای و گرانول ساز عدسی تقسیم می‌شوند.دستگاه‌های گرانول ساز عدسیقیمت بالا و مکانیسم سخت‌تری دارند، از این رو کار کردن با آن‌ها مشکل‌تر بوده و به همین دلیل کاربرد کمتری دارند.

دستگاه‌های گرانول ساز رشته‌ای به سه دسته دستگاه گرانول کلگی ثابت که ارزان قیمت‌ترین دستگاه گرانول ساز است، دستگاه گرانول ساز جکی و نیز دستگاه گرانول زنده‌خور که گران قیمت‌ترین دستگاه گرانول ساز است، طبقه‌بندی می‌شوند.

جالب است بدانید ظرفیت دستگاه گرانول کلگی ثابت و نیز دستگاه گرانول جکی 120 کیلوگرم در ساعت برای تولید گرانول رشته‌ای است، در حالی که ظرفیت تولید دستگاه گرانول زنده‌خور 200 کیلوگرم در ساعت است.

پیش‌نیازهای استفاده از دستگاه گرانول ساز

• هموژنس ترانسپورت کردن ماده
• فرآوری بخشی که با استفاده از دما یا فشار مکانیکی هموژنس شده
• جلوگیری از پس‌رفت دمایی، مکانیکی و شیمیایی مواد
• محاسبه برای رسیدن به فرآیندی راحت و اقتصادی

بخش‌های مختلف دستگاه گرانول ساز یا اکسترودر

• قیف
• خمره:از خمره جهت تقویت فرآیند انتقال و کمپرس استفاده می‌شود.
• پیچ:پیچ مهم‌ترین بخش دستگاه اکسترودر است، زیرا فرآیندهای تامین ماده خام جامد، انتقال، کمپرس کردن و ذوب کردن به وسیله این بخش دستگاه گرانول ساز انجام می‌شود.
• تنظیم‌کننده دما: کنترل‌کننده‌های دما درحقیقت دمای خمره را تنظیم می‌کنند. در تمامی قسمت‌های خمره تنظیم‌کننده‌های دما، همواره فشار و دما را کنترل می‌کنند.
• همزن و ناقل: این دو بخش معمولا در دستگاه‌های گرانول بزرگ‌تر وجود دارند.

ویژگی‌های یک دستگاه گرانول ساز یا اکسترودر

• یک دستگاه گرانول یا اکسترودر باید دارای دست کم یک پمپ خلاء قوی جهت افزایش تاثیر گازگیری باشد. (در صورتی که دستگاه اکسترودر دارای دو تخلیه‌کننده باشد، نتیجه بهتری حاصل خواهد شد.)
• پرکاربردترین نوع اکسترودر یا دستگاه گرانول ساز مدل تک‌پیچه آن است. (اکسترودر تک‌پیچه دارای یک پمپ بوده، از نظر اجرا آسان‌تر است و به سختی دچار نقص می‌شود. همچنین از انواع دیگر اکسترودر قیمت پایین‌تری دارد، قابلیت فرآوری بیشتری دارد و هزینه نگهداری آن پایین‌تر است.)
• گازهاي شیمیایی و پرخطر از طريق جذب در سيستم خلاء از بين مي‌روند و گازهای ايجاد شده بعد از اين مرحله مطابق با استانداردهاي اروپايي و در نظر گرفتن بهداشت انسان‌ها، عاری از هر نوع ماده خطرناكي خواهد شد.

در دستگاه گرانول ساز یا اکسترودر چه اتفاقی می‌افتد؟

همانطور که پیش‌تر اشاره کردیم وظیفه دستگاه گرانول ساز یا اکسترودر پایان دادن به فرآیندی نیمه‌ تمام از طریق فرآیندهای شکل‌دهی پیشرفته است. انواع این فرآیندهای شامل چگال کردن، نرم کردن، هموژنیزه کردن، تغییر ماهیت شیمیایی مواد(باز فعال کردن) و ... هستند. پس از فرآیند شکل‌دهی، محصول تحت تاثیر سایر فرایندها از قبیل جامدسازی به وسیله فشار هوا یا برق انداختن، می‌تواند ویژگی‌های جدیدی کسب کند. وظیفه دستگاه گرانول‌ساز به طور کلی شکل‌دهی به مواد است.

پلیمرهای مختلفی می‌توانند وارد دستگاه اکسترودر شوند و فرآیند صورت گرفته روی آن‌ها چندان پیچیده نیست. از طریق حرارت دادن به پلیمر و ذوب کردن آن، آن را از میان سرپیچ شکل داده شده می‌گذرانیم. این فشار در نتیجه چرخش پیچ روی بدنه خمره ایجاد می­شود. چرخش پیچ موجب فراهم آمدن فشار مورد نیاز جهت رد کردن ماده مذاب از سرپیچ شده تا ماده در نهایت به شکل دلخواه ما در بیاید. هنگام کار با دستگاه اکسترودر، از طریق کنترل دما و فشار می‌توان نمونه دلخواه و مطلوب خود را تولید کرد.