Ekstruderiai

 


1. Įvadas

Įmonė „Farmet“ projektuoja ir gamina aliejaus spaudimo ir pašarų gamybos kompleksinę technologinę įrangą (ekstruderiai, presai). Visos gamybinės technologijos (gamyklos) planavimas, įskaitant suskirstymus į atskiras gamybines sekcijas, aprašytas skyriuje „Aliejaus spaudimo gamyklos projektas“ (toliau tekste Gamyklos „Farmet“ projektas). Aprašyta techninė informacija skirta pašarų ekstruzijos gamybinės sekcijos PS2 kompleksiniam sprendimui .

PAŠARŲ EKSTRUZIJA

Įmonė „Farmet“ gamina platų spektrą sraigtinių ekstruderių, kurie skiriasi našumo rodikliais bei panaudojimo galimybėmis. Yra galimybė ekstruderius sujungti į bendrą ekstrudavimo liniją, kurios bendras našumas nustatomas pagal naudojamų ekstruderių kiekį ir tipą.

Lentelėje nurodoma galimos ekstruderių grupavimo kombinacijos:

 

Ekstrudavimo linijos našumas*

Ekstruderio tipas

100

kg/val.

250

kg/val.

500

kg/val.

1000

kg/val.

1500

kg/val.

2000

kg/val.

4000

kg/val.

FE 100
1xFE100
2xFE100
 
 
 
 
 
FE 250
 
1xFE250
2xFE250
 
 
 
 
FE 500
 
 
1xFE500
2xFE500
3xFE500
 
 
FE 1000
 
 
 
1xFE1000
 
2xFE1000
4xFE1000

 

 
Rekomenduojamos konfigūracijos

*Nurodomi duomenys yra orientaciniai, gali skirtis priklausomai nuo ekstruduojamos medžiagos ir/ar nuo pasirenkamų opcijų. Su mūsų gaminamais ekstruderiais ir jų modifikacijomis patenkinami įvairūs pašarų ar atskirų pašarinių komponentų bei mišinių gamybos ir perdirbimo reikalavimai.

                                                                     1pav.  Ekstruderis FE500

 

2. Sprendimų diapazonas

Technologinį kompleksą galima modifikuoti daugeliui pašarinių komponentų apdorojimui – grūdinių, ankštinių augalų bei jų mišinių su kitomis biologinėmis priemaišomis ( pašariniais augalais, mėsa bei mėsos atliekomis, žuvimis ir pan.). Mūsų patirtis daugelio pašarų ir mišinių rūšių ekstrudavime, padės rasti optimalų sprendimą konkrečiu atveju. Mūsų ekstrudavimo ir aliejaus spaudimo laboratorijoje galime atlikti bandymus su Jūsų numatoma ekstruduoti ar spausti aliejų žaliava.

Prie pagrindinės ekstruderių komplektacijos, pagal kliento poreikį, (kaip papildoma OPCIJA), yra galimybė prijungti kitus įrengimus. Kaip papildomą įrangą (OPCIJĄ), prie ekstrudavimo linijos prijungti įrengimą ekstruduojamos žaliavos paruošimui prieš ekstrudavimą, ekstrudato formavimui, aušinimui, esant reikalui transportavimui į sandėlį.

Siūloma technologinė įranga susideda iš:

  • Ekstruderiai  (įrengimų, pažymėtų „OPCIJA“, kaina pateikiama atskirai prie bazinės pasiūlymo kainos, arba nustatoma įvertinus vietos sąlygas);
  • Elektros įranga;
  • Valdymo sistema ir proceso vizualizacija (pagal pasirinktą automatizavimo lygį);
  • Dokumentacija – vartotojo instrukcija, technologinės ir elektros schemos, slėginių indų dokumentacija;
  • ES atitikties deklaracija.

 Projektas pateikiamas tik tuo atveju, jei užsakoma visa technologinė linija, jis neįeina į atskiro ekstruderio komplektaciją. Ši kategorija apima:

  • Priešprojektinis technologijos ištyrimas;
  • Pradinė dokumentacija dėl dokumentų paketo paruošimo statybos leidimui gauti;
  • Dokumentacija technologijos įgyvendinimui;
  • Dokumentacija apie faktinę būklę.

Į siūlomą technologinę įrangą neįtraukiama:

  • Statybos projektas – numatomas bendradarbiavimas su užsakovo projektuotoju;
  • Bet kokie statybos darbai;
  • Transportavimo paslaugos;
  • Elektros kabelių atvedimas iki technologinės įrangos elektros paskirstymo spintos;
  • Garo šaltinis – katilinė gaminanti reikiamą kiekį garų, atitinkamai su reikalaujamais parametrais;
  • Atitikties sertifikatai ne ES šalims;
  • Montavimas

3. Technologijos ir proceso aprašymas

3.1 Technologijos principas

Ekstruzija – tai mechaninis ir terminis medžiagos perdirbimo procesas. Ekstruderyje padidintame slėgyje  medžiaga kaitinama, gniuždoma, vėliau išstumiama angą. Ekstruzija dažnai vadinama „HTST“ (High Temperature Short Time) metodu, nes kalbama apie trumpalaikį poveikį aukštoje temperatūroje. Ekstruderis – tai sraigtinis gniuždymo įrenginys.

Pašarų gamybos srityje ekstruderiai naudojami dėl:

  • Pašarų maistinių savybių pagerinimo (dėl mechaninio ir terminio medžiagos perdirbimo ekstruderyje);
  • Pašarų formavimo (ekstruderyje medžiaga išspaudžiama pro tam tikrą matricą, kuri suformuoja granules.

Ekstruderių naudojimo privalumai:

  • Mechaninis smulkinimas. Gaunama labai smulki pašarų struktūra, kuri geriau įsisavinama. Pašarai, išspaudžiami iš ekstruderio išsiplečia, tuo būdų pasikeičia vidinė pašarų struktūra, padidėja paviršiaus plotas, medžiagos greičiau patenka į virškinamąjį traktą.
  • Baltymų skaidymas. Trumpalaikis medžiagos temperatūros pakėlimas ekstruderyje daugiau kaip 100o C aukštame slėgyje, sukelia labai efektyvų baltymų pokytį (išvirimo, denatūracijos), tuo pačiu pagerinama pašarų energetinė vertė.
  • Daugelio enzimų deaktyvavimas.
  • Radikalus nemaistinių ir natūralių toksinų sumažinimas. Ekstruzijos būdu panaikinama visa eilė nemaistinių savybių. Pavyzdžiui ekstruduojant soją žymiai sumažinamas ureazės aktyvumas. Inhibitoriaus tripsino sumažinimas yra labai teigiamas veiksnys monnogastrinių gyvūnų pašarams.
  • Sterilizavimas.  Aukšta temperatūra ir slėgis ekstruderyje sunaikina bakterijas, pelėsius ir kitus organizmus. Pelėsio ir kitų mikroorganizmų augimas nutrūksta, todėl pailgėja pašarų galiojimo laikas.
  • Krakmolo perdirbimas. Krakmolas –  dažnai pasitaikanti ir svarbi pašarų sudedamoji dalis. Ekstruzijos metu krakmolo ir cukraus junginiai išskaidomi, todėl pagerėja pašarų įsisavinimas.
  • Homogenizavimas ir formavimo galimybė. Ekstruderyje visos pašarų sudedamosios dalys susimaišo. Išstumiant pašarus pro formuojančią matricą, galima gauti įvairios formos granules (tai yra naudojama šunų ir kitų naminių gyvūnų pašarų gamyboje). Norimos formos ekstrudato gavybos sąlyga yra pakankamas rišamosios medžiagos kiekis (dažniausiai krakmolo)

Kai kurios ekstruzijos proceso savybės yra unikalios, ir jų negalima pakeisti jokiais kitais perdirbimo būdais.

3.2 Ekstruzijos proceso parašymas

Perdirbama medžiaga nepertraukiamai dozuojama į ekstruderį. Todėl būtina, kad ekstruderis būtų aprūpintas  dozuojančiu  konvejeriu, ekstruderio negalima užkrauti pilnai! Ekstruderio sraigtas yra kūgio formos su kintančiu vijos aukščiu, tam kad vyktų spaudimas, gniuždymas, ir tuo pačiu metu trinties pagalba įkaistų daugiau kaip 100o C. Vanduo, esantis sėklose, dėl aukšto spaudimo, lieka skystoje būsenoje net virš 100o C temperatūroje. Plonas medžiagos sluoksnis įkaista greitai ir tolygiai. Trumpalaikis įkaitimo tarpsnis ir aukštas slėgis pakeičia baltymų, krakmolo struktūrą, slopina nemaistines savybes.

Įkaitusi ir suspausta medžiaga tolygiai išspaudžiama iš ekstruderio per formuojančią matricą. Ekstruderio išmetimo angoje vyksta labai intensyvus medžiagos plėtimasis. Kai tik medžiaga išstumiama per ekstruderio formuojančias angas, vanduo, esantis medžiagos ląstelėse, akimirksniu išgaruoja ir medžiaga išsiplečia. Todėl vyksta intensyvus medžiagos ląstelių struktūros, baltymų ir krakmolo skaidymas, kas žymiai padidina pašarų maistines savybes.

Jeigu perdirbamoje medžiagoje yra rišančiųjų medžiagų (krakmolo ir kt.), atitinkamos formos matricos, prie ekstruderio išėjimo angos,  pagalba galima efektyviai gaminti įvairios formos pašarų granules.

                                                         2 pav. Temperatūros ir slėgio didėjimas ekstruderyje

 

3.3. Ekstruduojamos medžiagos

Ekstruzija gali būti naudojama daugeliui biologinių augalinės ir gyvulinės kilmės medžiagų, tačiau kiekvienu atskiru atveju būtina ištirti konkrečią medžiagą, nustatyti drėgmės, aliejaus kiekį medžiagoje.

Tam, kad ekstrudavimas vyktų sklandžiai, medžiagoje turi būti pakankamas drėgmės kiekis dėl „baltymų virimo“, ir vėliau sekančios ekspansijos, taip pat minimalus kiekis aliejaus  dėl ekstruderio „sutepimo“. Paprasčiau tariant, tam, kad ekstruzijos procesas vyktų stabiliai, būtina „tepimo medžiaga“, t.y. apie 20 – 30%  vanduo ir aliejus. Optimalaus ekstruzijos taikymo pavyzdžiu gali būti soja, kurios perdirbimui  ekstruzija taikoma dažniausiai. Jeigu sojos  drėgnumas yra apie 8%, o aliejingumas apie 18-22%, tai sumoje gauname 26 – 30% - tai yra idealus santykis ekstruzijai.

Jeigu sėklų aliejingumas yra didesnis, tuomet medžiaga ekstruderyje  tampa per daug skysta (košinė), ir ekstruderis nefunkcionuoja tinkamai. Todėl ,prieš ekstruziją, sėkloms, kurių aliejingumas didesnis kaip 25%, dalinai išspaudžiamas aliejus. Pirmos pakopos aliejaus spaudimo metu, išspaudose paliekama apie 20% aliejaus, drėgnumas apie 10%. Tokiu būdu gaunami optimalūs parametrai ekstruzijai.

Jeigu sėklų aliejingumas yra žemas, ekstruzija yra galima, tačiau dėl pakankamo ekstruderio „tepimo“, reikia padidinti drėgmės kiekį. To galima pasiekti  pridedant vandens ar garų į ekstruduojamą medžiagą.

Kai kuriais atvejai, tam , kad ekstruzijos procesas vyktų sklandžiai, į ekstruduojamą medžiagą reikia pridėti aliejaus.

Dažniausiai ekstruduojami  įvairūs grūdinių augalų mišiniai, aliejingos sėklos, taip pat pridedama  ir  gyvulinės kilmės atliekų (mėsos, kaulų ir pan.).

Atsižvelgiant į skirtingus atskirų pašarų parametrus (skaidulų kiekiu, krakmolo, aliejaus, drėgmės ir kt.), būtina optimizuoti technologiją kiekvienai konkrečiai medžiagai ar medžiagų grupei.

Prieš ekstruziją medžiaga turi būti sumalta ar kitu būdu susmulkinta, kad tolygiai patektų į ekstruderį. Kuo medžiaga kokybiškiau sumalta ir išmaišyti medžiagos komponentai, tuo tolygiau ir kokybiškiau vyksta ekstruzija.

Mažiems ekstruderiams FE100 ir FE250, medžiagos dalelės neturi būti didesnės kaip 10 mm. Ekstruderiams FE500 ir FE1000 medžiagos dalelės gali būti iki 25 mm.

Optimalaus ekstruzijos proceso galima pasiekti šiais būdais:

  • Drėgmės keitimas (džiovinimas /drėkinimas);
  • Aliejingumo keitimas (dalinis aliejaus spaudimas / pridėjimas aliejaus);
  • Mechaninis apdirbimas – smulkinimas, lukštų pašalinimas ir pan.;
  • Temperatūros keitimas kaitinimu  arba  garais;
  • Keičiant spaudimo ir trinties jėgas ekstrudryje, pakeičiant sraigtus arba įdėklus;
  • Keičiant spaudimo jėgą išėjimo angos reguliavimu arba galvutės diametru.

Bendra apžvalga:

Ekstruduojama medžiaga
Aliejingumas, %
Pavyzdys
Technologija
Rekomendacijos
<16%

Grūdai, pupelės, miltai, manų kruopos, įvairūs mišiniai

Drėgna ekstruzija, padidinamas aliejaus kiekis

Reikia naudoti OPCIJĄ dėl drėgnos ekstruzijos arba dėl pradinės medžiagos perdirbimo

16 – 22%

Soja, aliejingos sėklos po pirminio presavimo

Sausa ekstruzija

Pasirenkama OPCIJA atitinkamai su reikalavimais aliejaus kiekiui ekstrudate

>22%
Aliejingos sėklos

Pirminis aliejaus spaudimas, po to sausa ekstruzija

Užsakykite mūsų pasiūlymą dėl presavimo su ekstruzija

 Jeigu Jus domina nestandartinės medžiagos ekstrudavimas, susisiekite su mumis dėl konkretesnės informacijos.

3.4 Ekstruzijos technologijos aprašymas (technologinė schema pavaizduota priede Nr. 3)

Pagrindinis ekstruzijos elementas yra ekstruderiai FARMET  FE100, FE250, FE500 ir FE1000, kurie sudaro plačią našumų gamą. Dar daugiau našumų variantų galima gauti jungiant ekstruderius lygiagrečiai. Žemiau lentelėje pateikiami orientaciniai atskirų ekstruderių našumo parametrai sausai ir drėgnai ekstruzijai, priklausomai nuo naudojamų OPCIJŲ: 

Ekstruderio tipas

Našumas sausai ekstruzijai*, kg/val.
Našumas drėgnai ekstruzijai*, kg/val.
Galia, kW
FE 100
100
90-130
15
FE 250
250
225-325
22
FE 500
500
450-650
55
FE 1000
1000
900-1300
110
  * Duomenys yra orientaciniai, gali skirtis priklausomai nuo ekstruduojamos medžiagos ir/ar nuo naudojamų opcijų. 

 Medžiagos padavimas

Tam, kad ekstruderis tinkamai veiktų, reikia pasirūpinti, kad ekstruduojama medžiaga būtų tolygiai dozuojama į ekstruderį. To galima pasiekti su automatizuotu padavimo konvejeriu, kurio dozavimą galima keisti priklausomai nuo ekstruderio darbo. Todėl dozuojantis konvejeris visada įtraukiamas į bazinį pasiūlymą.

Priklausomai nuo konkrečių sąlygų galimi šie medžiagos padavimo būdai:

  1. Medžiagos užkrovimas rankiniu būdu. Rekomenduojama mažiems ekstruderiams FE100 ir FE250. Ekstruderyje įrengtas dozuojantis konvejeris su nedidele padavimo talpa (OPCIJA), kurioje numatomas rankinis užkrovimas.
  2. Talpa su davikliu ankstesnės technologijos valdymui. Kaip ir prieš tai buvusiu atveju, ekstruderyje įrengta talpa su dozuojančiu konvejeriu (OPCIJA). Talpoje  įmontuotas lygio daviklis, kurio pagalba galima valdyti prieš tai einančias technologijas (transporterius ir kt.)
  3. Centrinis medžiagos užkrovimas. Numatomas bendras medžiagos padavimas keletui ekstruderių ar technologinei linijai su opcijomis dėl medžiagos pradinio perdirbimo. Šiuo atveju mediaga paduodama į tarpinę talpą (OPCIJA), o dozuojantis ekstruderio konvejeris gali būti įmontuotas į prieš tai esantį komplekso elementą.

 Medžiagos apdirbimas prieš ekstruziją

Technologinę liniją pagal poreikį ir kliento pageidavimą  galima aprūpinti  įranga (OPCIJOMIS) pirminiam medžiagos perdirbimui. Optimalių opcijų parinkimas priklauso nuo kliento reikalavimų ir sąlygų, perdirbamos medžiagos rūšies ir ekstrudato kokybės reikalavimų. Kai kurios opcijos tiesiogiai įtakoja technologijos našumui.

Valymas – Opcija, rekomenduojama grūdinėms ir aliejinėms kultūroms, kurios išvalomos nuo nepageidaujamų priemaišų (akmenų, šiaudų, piktžolių ir pan.), tuo pačiu apsaugomas ekstruderis nuo priešlaikinio susidėvėjimo.

Nepertraukiamas svėrimas – Opcija, rekomenduojamabyrančioms medžiagos; eksploatuotojui pateikiami duomenys apie perdirbamos medžiagos kiekį.

Medžiagos smulkinimas, veleninis smulkintuvas sutrupina ekstruduojamą medžiagą, pagerindamas medžiagos kokybę bei ekstruderio našumą. Pasirenkant šią Opciją sėklų smulkinimui, montuojamas priverstinis dulkių išsiurbimas į cikloną. Į įrangą neįtraukiamas iš ciklono išpučiamo oro filtras. Cikloną rekomenduojame įrengti ekstrudato sandėlyje.

Dalinis lukštų pašalinimas, (saulėgrąžoms, sojai)

 

Ekstruderio įranga sausai / drėgnai ekstruzijai. Drėgmės kiekis yra labai svarbus ekstruzijos proceso parametras. Pašarų ekstruzija skirstoma į sausą ekstruziją ir drėgną ekstruziją.

Sausa ekstruzija: Biologinės medžiagos ekstrudavimui tam tikras drėgmės kiekis yra būtinas bet kokiu atveju. Sąvoka „sausa ekstruzija“ reiškia, kad į procesą vanduo nėra pridedamas, t. y. ekstruduojamoje medžiagoje yra pakankamas drėgmės kiekis. Tipinis pavyzdys yra soja (drėgmė 10-12%, aliejingumas 18-20%). Sausos ekstruzijos technologija yra labai paprasta – ekstruduojama medžiaga tiesiog praeina pro ekstruderį (prieš tai gali būti susmulkinta.

Drėgna ekstruzija: sąvoka „drėgna ekstruzija“ reiškia, kad į procesą pridedamas tam tikras vandens kiekis. Tą padaryti galima keliais būdais:

  1. Įpurškiant vandenį tiesiogiai į ekstruderio kamerą
  2. Įpurškiant vandens garus tiesiogiai į ekstruderio kamerą
  3. Medžiagos drėkinimas prieš ekstruziją kaitinamajame kondicionieriuje.

Visi pateikti variantai yra kaip atskiros Opcijos.

Kaitinamasis kondicionierius – tai įrenginys medžiagos kaitinimui ir drėkinimui prieš ekstruziją kartu su pamaišymu.

Antras sraigtų komplektas sausai / drėgnai ekstruzijai – tai Opcija į kurią įtraukiamas alternatyvus sraigtų ir tarpinių komplektas. Turint šį komplektą tą patį ekstruderį galima naudoti ir sausai ir drėgnai ekstruzijai.

Ekstruderio našumas priklauso nuo perdirbamos medžiagos rūšies, drėgmės kiekio medžiagoje, medžiagos ir aplinkos temperatūros. Našumas nustatomas pagal tai kaip ekstruderis trinties jėga įkaitina ekstruduojamą medžiagą iki 110 – 140o C (priklausomai nuo medžiagos). Todėl tas pats ekstruderis gali perdirbti didesnį medžiagos kiekį, jei ta medžiaga yra pakaitinta. Atkreipiame dėmesį į tai, kad vandens įkaitinimui reikia daugiau energijos negu sausos medžiagos įkaitinimui, todėl, esant dideliam medžiagos drėgnumui, ekstrudavimo našumas sumažėja. Todėl našumas priklauso ir nuo temperatūros ir nuo drėgmės kiekio medžiagoje.

Gamybos sąnaudas galima sumažinti naudojant patį pigiausią energijos šaltinį. Todėl medžiagos pakaitinimui rekomenduojame vietoj elektros energijos naudoti pigesne šilumos energija (dujų, kieto kuro katiline ar pan.).  Todėl, ypač didelės galios įrenginiams rekomenduojame naudoti garų kondicionierių.

Orientacinė įvairių medžiagos perdirbimo būdų įtaka ekstruderio našumui pateikiama priede Nr.1 „Parametrai“.

Ekstrudato perdirbimas. Ekstruduota medžiaga (ekstrudatas) iš ekstruderio išstumiamas pro nedidelę angą. Lipnioms medžiagoms (paprastai turinčioms krakmolo) išeinantį srautą reikia nutraukti, nes susidaro ilgos ekstrudato „virvelės“. Tam reikalinga Opcija „Pjovimo galvutė“, kuri montuojama prie ekstruderio išmetimo angos. Reguliuojant pjovimo galvutės peilio sūkius, gaunamos skirtingo ilgio granulės.

 
                                                              3 pav. Opcija „Pjovimo galvutė“

 Iškart po ekstrudavimo proceso ekstrudatas yra karštas, lengvai subyrantis. Todėl, norint išsaugoti produkto formą, rekomenduojama ekstrudatą ataušinti (Opcija „Ekstrudato aušintuvė“)

Drėgnos ekstruzijos atveju, padidinamas medžiagos drėgnumas prieš ekstruziją. Didžioji drėgmės dalis išgaruoja išėjusi iš ekstruderio, tačiau dažniausia ekstrudato drėgmė būna didesnė nei leidžiama sandėliavimui. Todėl reikia naudoti Opciją „Ekstrudato džiovykla“.

 Kaip išsirinkti tinkančią įrangą ir technologiją.

  1. Pirmiausia reikia nuspręsti kokia technologija bus naudojama (sausa ar drėgna ekstruzija).
  2. Konkrečiu atveju reikia išsirinkti reikalingas Opcijas.
  3. Nuspręsti  koks reikalingas automatizavimo ir vizualizacijos lygis – žr. 6 Skyrius.

Įragos pagrindas yra ekstruderis ir dozuojantis konvejeris (jo tipas priklauso nuo technologijos rūšies ir naudojamų opcijų)

Pavyzdys:
 
            4 pav. Mažas ekstruderis FE100 su rankiniu medžiagos užkrovimu (variantas sausai ekstruzijai)

 

 
         5 pav. Ekstruderis FE250 su rankiniu medžiagos užkrovimu (variantas drėgnai ekstruzijai)

 

6 pav. Ekstruderis FE500 (variantas drėgnai ekstruzijai), be bunkerio, paruoštas pastatymui į ekstrudavimo liniją

 

3.5   Proceso valdymas ir vizualizacija

Galima pasirinkti vieną iš trijų elektros instaliacijos, matavimų, reguliavimo ir proceso vizualizacijos variantų:

1.       CLASSIC. Įranga susideda iš elektros spintos su jungikliais priekinėje dalyje. Įrengtas dozuojančio konvejerio dažnio keitiklis su rankiniu sūkių reguliavimu. Panelėje rodomas srovės kiekis, naudojamas pagrindinio ekstruderio variklio.

2.       CLEVER. Šiame variante pateikiama matavimo sistema, visos technologijos reguliavimas ir vizualizacija FIC Farmet Inteligence Control.

3.       CLEVER MAX.  Funkcijos identiškos variantui CLEVER tik pridedamas dažnio keitiklis pagrindiniam ekstruderio varikliui. Tai atveria naujas proceso optimizavimo galimybes, technologinė sistema automatiškai reaguoja į pokyčius, padidėja variklio apsauga. Pasirinkus šį variantą pasiekiama gerų ekstruzijos proceso parametrų dėka sūkių parinkimo kiekvienai specifinei medžiagai.

Variantuose CLEVER ir CLEVER MAX visa technologija valdoma automatu (PLC) su vizualizacijos ir valdymo panele, sumontuota pagrindinėje paskirstymo spintoje. PLC gali komunikuoti su vizualizavimo kompiuteriu, esančiu operatorinėje (jeigu užsakyta Opcija PC Vizualizacija), čia vaizduojami visi matuojami parametrai, čia galima valdyti visą technologiją.

 
                             7 pav. Vizualizacijos proceso iliustracija pagrindiniame valdymo kompiuteryje

 

Valdymo sistema kontroliuoja ir vertina daugybę parametrų. Jeigu kurie nors parametrai viršija tam tikras nustatytas ribas, aptarnaujantis personalas valdymo panelėje mato perspėjantį optinį signalą, o kritiniu atveju girdimas ir garsinis signalas. Jeigu nukrypimai nuo normų yra svarbūs ir pavojingi,  sistema pati pradeda atjunginėti technologiją. Ypatingai pavojingais atvejais, visa technologija nedelsiant sustabdoma.

Reikia pažymėti tai, kad staigus ekstruderio išjungimas proceso metu yra labai kenksmingas veiksmas pačios įrangos atžvilgiu, todėl reikia kiek galima vengti  staigaus ekstruderio išjungimo, o naudoti valdomą ekstruderio išjungimą, kurio metu pirmiausia nutraukiamas medžiagos padavimas, ekstruderis išsivalo, ir tik po to išsijungia.

Bendrai įrangos priežiūra nereikalauja daug laiko sąnaudų. Siūlomas aptarnaujančio personalo skaičius nurodomas priede Nr.1, Svarbus aspektas yra kvalifikuotas personalo instruktažas ir technologijos ir valdymo sistemos žinojimas.

3.6   Pagalbinės sistemos

Garo šaltinis. Pirminiam medžiagos pašildymui kondicionieriuje (Opcija) reikalingas garo šaltinis su atitinkamais parametrais. Tai neįeina į bazinę komplektaciją, tačiau tai galima užsakyti kaip papildomą Opciją.  Kitu atveju užsakovas pats turi pasirūpinti garo privedimu iki vietos nurodytos projekte.

Vandens garų nusiurbimas.  Dalis sėklose esančios drėgmės išgaruoja ekstruderyje, kaistant medžiagai. Tačiau didžioji dalis drėgmės išsiskiria išspaudus produktą iš ekstruderio į aplinką, ekstrudato transporteryje ir aušintuvėje. Todėl prie ekstruderio, išėjimo iš ekstruderio, ekstrudato surinkimo transporterio ir aušintuvėje turi būti įrengti priverstiniai garo nusiurbimo įrenginiai. Opciją „Vandens garų nusiurbimas“  sudaro ventiliatorius ir vamzdynas nuo kiekvieno garų šaltinio. Prijungimas prie pagrindinės objekto kondicionavimo sistemos nenumatomas.

Dulkių aspiracija. Visi įrengimai suprojektuoti taip, kad dulkėtumas būtų sumažintas iki minimumo. Bet nepaisant to , transporteriuose, perpildymo vietose, prie įbyrėjimo bunkerio gali vykti dulkių išmetimas į aplinką. Jeigu šią problemą tokiose vietose reikia išspręsti, mes siūlome pasirinkti Opciją „Dulkių aspiracija“.

 

 4. Opcijos

 Visos išvardintos opcijos  tiekiamos su jų funkcionavimui reikalinga elektros instaliacija ir pajungimu prie valdymo, reguliavimo, vizualizacijos sistemų.  

Pavadinimas
Aprašymas
Pastaba
BENDROS OPCIJOS
Nusiurbimas

Tai garų nusiurbimas nuo ekstruderių; prijungimas prie pagrindinės objekto kondicionavimo sistemos nenumatomas. Jeigu kartu užsakoma Opcija „Ekstrudato aušinimas“, aušintuvės ventiliatorius naudojamas ir garų nusiurbimui.

 
Dulkių aspiracija

Išsprendžia dulkių susidarymo galimybes prie transporterių, perpylimo vietų, medžiagos užpylimo bunkerių ir pan.

 
Antras sraigtų komplektas sausai / drėgnai eksrtuzijai

Pateikiamas alternatyvių sraigtų ir indėklų komplektas. Pakeitus šį komplektą įrenginį galima naudoti ir sausai ir drėgnai ekstruzijai (pastarajam ekstruzijos būdui reikalingos kitos papildomos Opcijos).

 
Garais šildomos ekstruderio kameros

Ekstruderio darbinės kameros pagaminamos su dvigubu korpusu, su galimybe kaitinti garais (maks 0,6 MPa). Papildomas šilumos šaltinis užtikrina gerą temperatūros valdymą (šioje Opcijoje numatyta kameros temperatūros valdymo sistema) ir ekstruzijos proceso tolygumą bei stabilumą, taip pat padidėja ekstruderio našumas, nes dalį šilumos ekstruduojama medžiaga gauna ne dėl trinties, o garų pagalba. Tuo pačiu pailgėja darbinių mazgų, detalių tarnavimo laikas, sumažėja eksploatavimo sąnaudos.

Tik ekstruderiams FE1000, FE4000.

Reikalavimas – garo šaltinis.
Aliejaus įpurškimas į ekstruderį

Ši Opcija rekomenduojama mažo aliejingumo medžiagų ekstrudavimui.

 
Spec. įrankių komplektas

Specialių įrankių ir pagalbinių prietaisų komplektas reikalingas ekstruderio  tech. aptarnavimui ir suderinimui

 
PC vizualizacija

Žr. 6 skyrių „Proceso valdymas ir vizualizacija“

 
OPCIJOS MEDŽIAGOS PADAVIMUI
Maža medžiagos įpylimo talpa

Atskiras bunkeris vienam ekstruderiui. Skirta FE100 ir FE250 tipo ekstruderiams.

 
Maža medžiagos įpylimo talpa su lygio davikliu

Atskiras bunkeris su  lygio davikliu vienam ekstruderiui. Lygio daviklio pagalba galima valdyti prieš tai einančią operaciją (pavyzdžiui transporterį, kuris užkrauna bunkerį ekstruduojama medžiaga)

 
Centrinis tarpinis bunkeris su dozuojančiu konvejeriu

Centrinis tarpinis bunkeris aprūpina keletą ekstruderių medžiaga.

Padidėja reikalavimai patalpos plotui.

Sėklų valymas

Vibrosietas atsijoja stambias pašalines medžiagas (akmenis, šiaudus ir pan.) ir smulkias daleles (smėlis ir pan.). Pasirinkus šią Opciją padidėja ekstruzijos kokybė ir technologinės įrangos apsauga, tuo pačiu prailgėja įrangos tarnavimo laikas.

Aliejingoms kultūroms. Padidėja reikalavimai patalpos plotui bei elektros įvado galiai.

Nepertraukiamas sėklų svėrimas

Nepertraukiamo veikimo tensometrinės svarstyklės informuoja apie perdirbamą medžiagos kiekį, t.y. apie momentinį našumą.

Aliejingoms kultūroms
Sėklų smulkinimas

Smulkinimas pagerina ekstruzijos proceso eigą, ir padidina bendrą linijos našumą.

Aliejingoms kultūroms. Padidėja reikalavimai patalpos plotui bei elektros įvado galiai.

Lukšto šalinimas

Pašalinama didžioji dalis sėklų lukštų prieš ekstruziją. Pagerėja ekstrudato kokybė, pašarai tampa didesnės vertės, su didesniu proteinų kiekiu. Šią Opciją reikia užsakyti kartu su Opcija „Sėklų smulkinimas“

Sojai, saulėgrąžoms.  Padidėja reikalavimai patalpos plotui bei elektros įvado galiai.

Pašildymas elektra

Tam, kad ekstruzijos procesas vyktų sklandžiai ir kokybiškai, paduodamos į ekstruderį medžiagos temperatūra turi būti ne žemesnė kaip 15oC (optimaliausia 20-40oC). Ši opcija užtikrina medžiagos pašildymą ≈ 20°C. Kuo paduodamos medžiagos temperatūra yra aukštesnė, tuo mažiau energijos bus išeikvota ekstruderyje sukeliant temperatūrą, tuo pačiu padidėja ekstruderio našumas.

Sausai ekstruzijai.

Aliejingoms kultūroms. Padidėja reikalavimai patalpos plotui bei elektros įvado galiai.

Pašildymas garais

Ši opcija užtikrina medžiagos pašildymą ≈ 20°C. Garų šaltinis šioje  Opcijoje nenumatomas. Pašildyma garais rekomenduojama pasirinkti sausos ekstruzijos atveju, drėgnai ekstruzijai geriau naudoti garinimo kondicionierių, kuriame medžiaga ir pašildoma ir sudrėkinama. Naudojant šią Opcją padidėja ekstruderio našumas.

Sausai ekstruzijai. Aliejingoms kultūroms. Padidėja reikalavimi patalpos plotui.

OPCIJOS DRĖGNAI EKSTRUZIJAI
Vandens dozavimas į ekstruderį

Šioje Opcijoje numatomas dozuojanti siurblys su dažnio keitikliu ir vandens purkštukai.

 
Vandens pašildymas prieš įpurškimą

Skirtas vandens pašildymui prieš įpurškimą į ekstruderio kamerą. Užsakomas kartu su Opcija „Vandens dozavimas į ekstruderį“

Padidėja reikalavimas elektros įvado galiai.

Garų įpurškimas į ekstruderį

Garai įpurškiami tiesiogiai į ekstruderio kamerą. Skirtas ekstruduojamos medžiagos drėkinimui ir pašildymui. Garus įmanoma įpurkšti tik ekstruderio vidurinėse kamerose, todėl medžiagą geriau drėkinti kondicionieriuje

Padidėja našumas
Garinimo kondicionierius be pašildymo

Skirtas ekstruduojamos medžiagos sudrėkinimui ir pašildymui. Kondicionieriaus korpusas yra be pakaitinimo elemento, šiluma susidaro tik tiesiogiai nuo garų.

 
Garais kaitinamas kondicionierius

Skirtas ekstruduojamos medžiagos drėkinimui ir pašildymui. Kondicionieriaus korpusas šildomas garais, ir tuo pačiu garai dozuojami į kondicionierių tiesiogiai į medžiagą.

Padidėja reikalavimai patalpos plotui. Reikalingas garų šaltinis.

Garų šaltinis - elektra

Tai kompaktiškas garų generatorius montuojamas tiesiogiai prie ekstruderio FE100

Tik ekstruderiui FE100. Žymiai padidėja reikalavimas elektros įvado galiai.

Garų šaltinis - dujos

Tai paprastas garų katilas, kaitinamas gamtinėmis dujomis

Ekstruderiams FE250, FE500, FE1000. Sumažėja energijos sąnaudos.

OPCIJOS EKSTRUDATO PARUOŠIMUI
Pjovimo galvutė

Pjovimo galvutė skirta ekstrudato granuliavimui. Reguliuojant pjovimo galvutės sūkius, gaunamos skirtingo ilgio granulės

Tinka ekstruduojamoms medžiagos, sudėtyje turinčioms krakmolo.

Formuojantis purkštukas (matrica)

Medžiagos išstūmimas pro matricą, suformuoja norimos formos ekstrudatą.

Tinka ekstruduojamoms medžiagos, sudėtyje turinčioms krakmolo.

Ekstrudato formos stabilizacija

Ši opcija naudojama, kai yra reikalavimas išlaikyti kuo geresnę ekstrudato formą. Paprastai naudojama su Opcijomis „Pjovimo galvutė“ ir „Formuojantis purkštukas (matrica)“

 
Ekstrudato aušinimas

Ši Opcija susideda iš ekstrudato transportavimo į aušintuvę (numatoma, kad atstumas iki aušintuvės yra apie 10 m.)  ir aušintuvės.

Pailgėja  ekstrudato galiojimo laikas.
Ekstrudato džiovinimas

Ekstrudato džiovinimas apsprendžiamas pagal konkrečias ekstrudavimo sąlygas, priklausomai nuo perdirbamos medžiagos, galios, išspausto ekstrudato  drėgmės ir reikalaujamos drėgmės produkto saugojimui. Reikalingos techninės įrangos pasirinkimas atliekamas individualiai

Žymiai padidėja reikalingas patalpų plotas ir elektros įvado galia.

 

 5. Įrangos parametrai

Lentelėje, Priedas Nr.1, pateikiami pagrindiniai našumo, kokybės, reikalavimų patalpos gabaritams ir energijai tipinių kultūrų sausai ir drėgnai ekstruzijai. Tai orientacinės reikšmės standartiniams, praktikoje patikrintiems atvejams. Tam, kad pasiekti nurodytus našumo ir kokybės parametrus, technologinė įranga turi įsidirbti keletą savaičių. Pagrindinis parametras yra technologijos našumas (perdirbamos medžiagos kiekis per laiko tarpsnį).

5.1 Perdirbamos medžiagos parametrai

Ekstruduoti galima beveik visas biologinės ir gyvulinės kilmės medžiagas. Žemiau nurodomi pagrindiniai reikalavimai medžiagoms, būtini tinkamam ekstrudavimui. Konkrečiu atveju,  reikia žinoti medžiagos, kurias ruošiatės ekstruduoti, savybes. Esant reikalui,  mūsų laboratorija atliks bandymus su Jūsų medžiaga.

Drėgmė ir aliejingumas. Drėgmės ir aliejingumas dalis negali būti mažesnė kaip 20 – 30 %. Pavyzdžiui, jeigu aliejingumas yra tik apie 6%, tuomet drėgnumas turi būti ne mažesnis kaip 20%. Tai pasiekiama dirbtinai drėkinant medžiagą vandeniu arba garais.

Paprastai pašarų riebumas priklauso nuo perdirbamos medžiagos aliejingumo, tačiau jeigu yra reikalavimas didesniam pašarų riebumui negu gauname natūraliai, tuomet reikia užsakyti Opciją „Aliejaus įpurškimas į ekstruderį“.

Drėgmė – tai pagrindinis ekstruduojamos mažo aliejingumo  medžiagos parametras. Tam yra numatyta drėgna ekstruzija. Esant mažiems galingumams, galima paprasčiausiai įpurkšti vandenį tiesiogiai į ekstruderį (prieš tai reikėtų vandenį pašildyti, kad nesumažėtų ekstruderio galia).

Drėgna ekstruzija su garų kondicionieriumi.  Kompleksinis drėgnos ekstruzijos su garų kondicionieriumi sprendimas – tai geriausias ir universalus variantas. Kondicionierius suprojektuotas tiesioginiam garų įpurškimui. Tai sudrėkina medžiagą, ir garų kondensato dėka, intensyviai šildo medžiagą. Medžiaga kondicionieriuje užlaikoma apie 3 min., dviejų pakopų kondicionieriuose – 7 min. Valdymo sistemomis CLEVER ir CLEVER MAX galima keisti medžiagos kiekį kondicionieriuose, tuo pačiu ir apdirbimo laiką.

Pats idealiausias yra dviejų pakopų kondicionierių naudojimas. Pirmoje pakopoje įpurškiamas garų kiekis reikalingas medžiagos tam tikram drėgnumui pasiekti, tuo pačiu medžiaga šildoma, tačiau dėl kondensacijos temperatūra nebūtinai bus optimali. Antroje pakopoje dažniausiai garai neįpurškiami (esant reikalui galima įpurkšti), o naudojamas netiesioginis šildymas, kad pasiekti optimalią medžiagos temperatūrą. Tokiu būdu atskirai reguliuojama medžiagos drėgmė ir temperatūra, kas leidžia optimizuoti ekstruzijos procesą.

Perdirbamos medžiagos temperatūra įtakoja energijos sąnaudas. Numatoma, kad medžiagos temperatūra bus ne mažesnė kaip 20oC. Esant žemesnei temperatūrai , padidėja energijos sąnaudos medžiagos įkaitinimui, dėl to sumažėja technologijos galia.

 

  6. Reikalavimai technologijos įrengimui

 Reikia atsižvelgti į būtinas sąlygas technologijos įrengimui ir jos darbui. Žemiau nurodyti reikalavimai yra orientacinio pobūdžio, konkrečiu atveju jie yra tikslinami projektavimo stadijos metu.

6.1 Patalpos. Patalpa, kur bus montuojami įrengimai, turi būti šildoma. Minimalūs matmenys nurodyti Priede Nr.1 „Parametrai“. Daugeliu atveju patalpos turi būti gerokai didesnės – medžiagos sandėliavimui.

6.2 Energija.

  • Elektros energija. Technologinė įranga naudoja 3x400/230V 50Hz elektros srovę. Įvado galia kiekvienam įrenginiui nurodoma Priede Nr. 1 „Parametrai“.
  • Garas. Garų kiekis priklauso nuo medžiagos drėgnumo, reikalingo drėgmės medžiagoje pokyčio ir reikalingos pasiekti medžiagos temperatūros. Tikslus garų kiekis nustatomas tik eksploatacijos metu. Reikia turėti omenyje, kad gali būti medžiagos ar ekstrudato reikalavimų pasikeitimai, todėl rekomenduojame garo šaltinį įrengti apie 15 % galingesnį nei skaičiuojama projektavimo stadijoje.
  • Vanduo. Naudojama Opcijoje „Vandens įpurškimas į ekstruderį“. Vandens įpurškimui į ekstruderį naudojamas vandentiekio vanduo. Išeiga priklauso nuo ekstruduojamos medžiagos (drėgmės, aliejingumo).

6.3  Darbo aplinka. Ekstruzijos linijos eksploatavimas nereikalauja specifinės darbo aplinkos.

6.4 Specifinės sąnaudos 1000 kg ekstruduojamai medžiagai (duomenys orientaciniai)

Energijos tipas
Sausa ekstruzija

Drėgna ekstruzija su vandens įpurškimu

Drėgna ekstruzija su garais
Elektros energija, kW
80 - 120
90 - 130
50 - 110
Garas, kg/val.
-------
-------
50 - 200

6.5 Laboratorija. Eksploatacijos metu yra reikalingi laboratoriniai tyrimai, pagal kuriuos keičiami technologijos parametrai. Į tiekiamą įrangą laboratorija nenumatoma.

 

 7. Eksploatacija ir tech. aptarnavimas

Numatoma, kad  įranga nepertraukiamai dirbs visą parą 330 dienų per metus. Technologijos stabilizavimas (temperatūra ir kt. parametrai) užtrunka keletą valandų, todėl rekomenduojama ilgalaikis nepertraukiamas, su planuojamu servisu ir tech. aptarnavimu, eksploatavimas. Ekstruzijos procesas metu nesusidaro jokios atliekos, tačiau reikia atkreipti dėmesį į dulkes, vandens garus ir natūralias aromatine medžiagas.

Natūralios aromatinės medžiagos (kvapai, tipiniai kiekvienai perdirbamai medžiagai) išsiskiria perdirbant žaliavą, didelę įtaką tam turi temperatūra. Ekstruderio išėjime intensyviai vyksta garavimas, o medžiagoje esančios aromatinės medžiagos čia  ypatingai pasireiškia, todėl tai reikia turėti omenyje parenkant vietą technologijai.

Vandens garai. Garavimas vyksta ekstruderio išėjime, po jo esančiuose transporteriuose ir aušintuvėje (jeigu naudojamas). Todėl šiose vietose turi būti įrengta garų nusiurbimo sistema, kurią galima pasirinkti kaip Opciją. Sistemos pajungimas prie objekto bendros kondicionavimo sistemos arba nuvedimas į  aplinką šioje Opcijoje nenumatomas.

Dulkės. Pačios ekstruzijos proceso metu jokios dulkės nesusidaro, tačiau darbo metu transporterių perpylimuose, medžiagos užkrovimuose, išbyrėjimuose ir pan. gali susidaryti dulkėtumas. Sprendžiama pagal vietą.

Technologija numatyta nepertraukiamam gamybiniam procesui su automatiniu valdymu ir nuolatine aptarnaujančio personalo kontrole. Visai įrangai  būtinas bandomasis  periodas. Ekstruzijos technologija paremta slėgio ir temperatūros sukėlimu trinties jėgų pagalba, todėl būtina planuoti reguliarius tech. aptarnavimus  ne rečiau kaip vieną kartą per pusę metų.

 

Priedai:

  1. Technologinės įrangos parametrai
  2. Įrengimų ribos
  3. Technologinė schema
  4. Dispozicijos schema