W produkcji żywności dmuchanej ekstruder stanowi kluczowe urządzenie, a jego wydajność bezpośrednio decyduje o smaku, kształcie i wydajności produkcji wyrobów. Jako dwa główne typy maszyn, ekstrudery jednoślimakowe i dwuślimakowe różnią się znacznie pod względem zastosowań i efektów przetwarzania ze względu na odmienne konstrukcje. Poniżej najpierw przedstawimy podstawowe cechy obu typów ekstruderów, a następnie porównamy ich różnice pod kątem kluczowych parametrów.
I. Podstawowe omówienie dwóch typów wytłaczarek
(1) Wytłaczarka jednoskrętowa
Wytłaczarka jednoślimakowa jest najprostszym i najczęściej stosowanym urządzeniem do wytłaczania, składającym się z centralnego ślimaka archimedesowego oraz cylindra grzewczego. Działa ona głównie w oparciu o jednokierunkowy obrót ślimaka w połączeniu z zewnętrznym ogrzewaniem cylindra, co pozwala na realizację całego procesu transportu materiału, sprężania, topienia, plastyfikacji oraz wytłaczania z rozdmuchem. Ślimak jest zazwyczaj podzielony na sekcję transportową, sekcję sprężającą i sekcję dozującą. Po wprowadzeniu materiału przez otwór zasilający jest on popychany do przodu pod wpływem oporu tarcia powstającego podczas obrotu ślimaka, osiąga stan stopiony w wyniku ogrzewania i ścinania, a na koniec jest wytłaczany i formowany przez matrycę w celu uzyskania efektu spienienia. Urządzenie to charakteryzuje się prostą budową i jest łatwe w produkcji, co sprawia, że jest powszechnie wybierane do podstawowej produkcji spienionych produktów spożywczych; nadaje się ono szczególnie do prostego spieniania pojedynczych surowców.
Wytłaczarka jednoskrętna
(2) Wytłaczarka dwuślimakowa
Wytłaczarka dwuślimakowa to wysokowydajne urządzenie opracowane w oparciu o wytłaczarkę jednoślimakową, którego rdzeń składa się z dwóch zazębiających się ślimaków równoległych lub stożkowych oraz cylindra o przekroju w kształcie znaku “∞”. W zależności od sposobu zazębiania się ślimaków i kierunku ich obrotu można go podzielić na typy o zazębianiu współbieżnym, przeciwbieżnym oraz inne, spośród których typ samoczyszczący o ścisłym zazębieniu jest dominujący w produkcji żywności dmuchanej. Zasada działania polega na skoordynowanym obrocie dwóch ślimaków, co zapewnia transport materiałów metodą wyporową. W połączeniu z ogrzewaniem cylindra i ścinaniem przez ślimaki surowce mogą w krótkim czasie przejść proces równomiernego mieszania, topienia i spieniania. Jednocześnie zazębione ślimaki mogą się wzajemnie oczyszczać, co zapobiega gromadzeniu się materiału i jego zwęglaniu. Urządzenie to charakteryzuje się wysoką precyzją przetwarzania i wszechstronnością funkcji, dzięki czemu nadaje się do produkcji produktów spożywczych typu puffed o złożonych recepturach i wysokiej jakości.
Wytłaczarka dwuślimakowa
II. Podstawowe różnice między wytłaczarkami dwuślimakowymi a jednoślimakowymi
1. Różnice w budowie i mechanizmie przenoszenia
Wytłaczarka jednoskrętna posiada tylko jeden ślimak i wykorzystuje transport oparty na oporze tarcia. Skuteczność transportu materiałów zależy od właściwości tarcia między materiałami a ślimakiem i cylindrem. Jeśli materiał charakteryzuje się słabym tarciem, występuje ryzyko zablokowania podawania. Wytłaczarka dwuślimakowa posiada dwa zazębiające się ślimaki i wykorzystuje transport wyporowy, który charakteryzuje się bardziej stabilną wydajnością transportową, nie zależy od współczynnika tarcia materiałów i pozwala skutecznie uniknąć nierównomiernego podawania. Ponadto ślimaki mają przeważnie modułową konstrukcję, co umożliwia elastyczne dostosowywanie parametrów przetwarzania.
2. Różnice w efektach mieszania i plastyfikacji
Wytłaczarka jednoskrętna charakteryzuje się słabą zdolnością mieszania, opierając się głównie na działaniu mieszającym rowków ślimaka. Jednorodność wymieszania materiału i efekt plastyfikacji są przeciętne; urządzenie nadaje się do spulchniania pojedynczych surowców (takich jak czysta skrobia kukurydziana), natomiast trudno jest mu radzić sobie z recepturami wieloskładnikowymi i o wysokim stopniu wypełnienia. Obszar zazębienia wytłaczarki dwuślimakowej może generować silne efekty ścinania i rozciągania, zapewniając doskonałe mieszanie i dyspersję. Umożliwia ona równomierne mieszanie różnych surowców (takich jak skrobia, ziarna, dodatki), wysoką wydajność plastyfikacji oraz pozwala uzyskać bardziej jednolity smak spienionych produktów spożywczych i stabilniejszą jakość.
3. Różnice w dostosowywalności materiałów
Wytłaczarka jednoskrętna charakteryzuje się wąskim zakresem dostosowania do materiałów i nadaje się głównie do przetwarzania pojedynczych surowców o dobrej płynności i umiarkowanej wrażliwości na ciepło. Wykazuje słabą wydajność przetwarzania materiałów o wysokim stopniu wypełnienia, wieloskładnikowych lub wrażliwych na ciepło, a także jest podatna na przypalanie się materiału i nierównomierne spulchnianie. Wytłaczarka dwuślimakowa charakteryzuje się szerszym zakresem dostosowania do materiałów i może przetwarzać materiały proszkowe, materiały o wysokim stopniu wypełnienia oraz materiały wrażliwe na ciepło (takie jak spieniona żywność z dodatkiem proszku owocowego i warzywnego oraz białka). Ponadto czas przebywania surowca w ekstruderze jest krótki, a regulacja temperatury precyzyjna, co pozwala skutecznie chronić składniki odżywcze surowców i ograniczyć zjawisko przypalania.
4. Różnice w wydajności i stabilności produkcji
Wytłaczarka jednoskrętna charakteryzuje się niską prędkością obrotową i stosunkowo niską wydajnością produkcyjną, a ciśnienie wytłaczania podlega wahaniom, co prowadzi do niejednolitych parametrów produktu; nadaje się ona zatem do produkcji małych i średnich partii prostych wyrobów. Wytłaczarka dwuślimakowa charakteryzuje się wyższą prędkością obrotową (do 300–600 obr./min), dużym momentem obrotowym oraz znacznie wyższą wydajnością produkcyjną w porównaniu z wytłaczarką jednoślimakową. Ponadto ciśnienie wytłaczania jest stabilne i nie ulega pulsacyjnym wahaniom, co pozwala na ciągłą produkcję na dużą skalę oraz zapewnia spójność parametrów produktu.
[fusion_youtube admin_label=”” id=”https://www.youtube.com/watch?v=QOwG3_FZ1w8&list=PL1nuKUd5BkxKxN-b2cVfSPzzsMtPThFz2&index=3″ alignment=”center” width=”1200″ height=”600″ start_time=”” end_time=”” autoplay=”false” mute=”false” loop=”false” controls=”true” api_params=”” title_attribute=”” video_facade=”” thumbnail_size=”auto” video_facade_no_cookie=”on” margin_top=”” margin_bottom=”” hide_on_mobile=”small-visibility,medium-visibility,large-visibility” class=”” css_id=”” render_logics=”” structured_data=”off” video_upload_date=”” video_upload_date_timezone=”-12:00″ video_duration=”” video_title=”” video_desc=””][/fusion_youtube]
5. Różnice w kosztach i stopniu trudności konserwacji
Wytłaczarka jednoskrętna charakteryzuje się prostą budową i sprawdzonym procesem produkcyjnym, niskimi kosztami zakupu i konserwacji sprzętu oraz niewielkimi trudnościami eksploatacyjnymi, co sprawia, że jest odpowiednia dla przedsiębiorstw o ograniczonych środkach finansowych i niewielkiej skali produkcji. Wytłaczarka dwuślimakowa charakteryzuje się złożoną budową i wysokimi wymaganiami co do precyzji obróbki, a także wysokimi kosztami zakupu i konserwacji oraz wymaga profesjonalnego personelu do obsługi i konserwacji. Jest ona jednak w stanie sprostać wymaganiom produkcji wysokiej jakości i na dużą skalę, a w dłuższej perspektywie jest bardziej opłacalna.
6. Różnice w temperaturze i ciśnieniu w lufie
Ze względu na to, że transport materiału w wytłaczarce jednoskrętnej opiera się na tarciu, rozkład temperatury w cylindrze jest stosunkowo nierównomierny – w pobliżu otworu zasilającego temperatura jest niższa, a na końcu wylotowym wyższa, przy czym ogólna różnica temperatur jest znaczna. Ponadto ciśnienie wytłaczania jest podatne na wahania spowodowane zmianami tarcia materiału, co skutkuje słabą stabilnością ciśnienia. Wytłaczarka dwuślimakowa wykorzystuje transport wyporowy, zapewniający równomierne ścinanie materiału. Temperaturę cylindra można precyzyjnie regulować w poszczególnych sekcjach, co pozwala uzyskać niewielką różnicę temperatur i uniknąć lokalnego przegrzania. Jednocześnie ciśnienie wytłaczania jest stabilne i pozbawione pulsacji, a ogólna wartość ciśnienia jest wyższa niż w przypadku wytłaczarki jednoskrętnej, co pozwala lepiej spełnić wymagania dotyczące formowania wysokiej jakości produktów spożywczych spienionych oraz ograniczyć deformację produktu, niedostateczne spienienie i inne problemy.
Podsumowując, wytłaczarka jednoskrętna nadaje się do podstawowej produkcji dmuchanych produktów spożywczych w małych partiach i z wykorzystaniem jednego surowca, a jej zaletami są niski koszt i prosta obsługa; wytłaczarka dwuślimakowa nadaje się do produkcji na dużą skalę, o wysokiej jakości i o złożonym składzie, charakteryzując się dobrym mieszaniem, wysoką wydajnością i dużą elastycznością. Przedsiębiorstwa mogą wybrać odpowiednią wytłaczarkę w zależności od własnej skali produkcji, pozycjonowania produktu i budżetu kosztowego, aby zmaksymalizować wydajność produkcji.
Czy wiesz, do produkcji których produktów potrzebne są zarówno wytłaczarki jednoślimakowe, jak i dwuślimakowe?
Autor: Lily Ding
WhatsApp:+8613573122583
E-mail:[email protected]