Introduzione all'estrusione

di Mian N Riaz, Direttore del centro di ricerca e sviluppo di ingegneria di processo presso la Texas A&M University

L'estrusore è una macchina ideale che può essere progettata per elaborare mangimi acquatici galleggianti o affondanti regolando la formula. L'estrusione richiede umidità, calore, e pressione per elaborare il mangime acquatico. Sono necessarie temperature superiori a 100 per ottenere l'espansione dell'acqua man mano che lascia lo stampo.

Nell'estrusione, la temperatura viene raggiunta mediante precondizionamento e iniezione di vapore. Allo stesso tempo, il materiale subisce anche una pressione relativamente elevata. La differenza di pressione all'interno dell'estrusore e l'ambiente esterno causeranno l'estrusione del mangime acquatico. Quando il materiale viene schiacciato attraverso i fori della filiera all'estremità del cilindro dell'estrusore, parte dell'acqua nell'impasto surriscaldato vaporizza immediatamente e provoca espansione. Durante l'estrusione, I pellet di mangime per acqua di alta qualità sono prodotti dalla denaturazione delle proteine ​​e dalla gelatinizzazione degli amidi. L'industria di produzione di mangimi per acqua è ampiamente riconosciuta come una delle industrie di mangimi in più rapida espansione al mondo.

L'estrusione non è una nuova tecnologia. Da quando la tecnologia di estrusione è iniziata nel 1948, l'attrezzatura per produrre mangimi acquatici può avere un aspetto diverso, ma i principi del trattamento rimangono gli stessi; cuciniamo il mangime ad alte temperature. Quando un'azienda si impegna nella tecnologia di estrusione, si può essere certi che un estrusore durerà per più di 20-30 anni se mantenuto correttamente. La decisione su quale estrusore acquistare si basa sui costi, supporto e impegno dell'azienda. Un tipico estrusore di alimentazione ad acqua è costituito da dispositivi di alimentazione, precondizionatore, canna dell'estrusore, morire e tagliare.

Dispositivi di alimentazione (Sistema di erogazione del mangime)

Essenziali per qualsiasi operazione di estrusione sono i sistemi di erogazione del mangime. Le tramogge o contenitori sono parte integrante di un dispositivo di alimentazione e vengono utilizzate per contenere gli ingredienti secchi sopra gli alimentatori. Questi sistemi devono essere in grado di alimentare uniformemente sia un ingrediente secco e/o liquido che una miscela di ingredienti.

Precondizionatore

La fase di precondizionamento avvia il processo di riscaldamento mediante l'aggiunta di vapore e acqua nel mosto secco. La penetrazione uniforme e completa dell'umidità delle materie prime migliora notevolmente la stabilità dell'estrusore e migliora la qualità del prodotto finale. Gli obiettivi di una fase di precondizionamento sono idratare continuamente, calore, e mescolare uniformemente tutti i flussi di additivi insieme alla ricetta secca.

Il processo di precondizionamento è semplice. Le particelle di materia prima sono tenute in un ambiente caldo, umido, ambiente di miscelazione per un determinato tempo e quindi vengono scaricati continuamente nell'estrusore. Questo processo fa sì che le particelle di materia prima vengano idratate e riscaldate dal vapore e dall'acqua nell'ambiente.

Barilotto dell'estrusore

Il gruppo cilindro estrusore è costituito da un albero estrusore rotante e da elementi (viti segmentate e blocchi a taglio), un alloggiamento fisso della canna (composto da sezioni segmentate), e un gruppo di matrici e coltelli. Il rapporto tra lunghezza e diametro del cilindro dell'estrusore può essere variato così come l'effettivo design geometrico di ogni singolo componente.

Gli elementi a vite disponibili variano a seconda del produttore e dell'applicazione. Oltre al semplice trasporto del materiale dall'ingresso allo stampo, la geometria della vite può influenzare la miscelazione, impastare, riscaldamento e sviluppo della pressione. La vite rotante dell'estrusore e gli elementi di bloccaggio a taglio convogliano e riscaldano sequenzialmente il materiale attraverso la dissipazione dell'energia meccanica.

Il movimento e la trasformazione del materiale all'interno dell'estrusore può essere descritto come un'operazione a tre unità; alimentazione, impastatura o transizione, e le zone di cottura finali. Esistono tre tipi di estrusori più comunemente utilizzati nell'industria dei mangimi per acqua. Queste sono le singole viti, estrusori bivite corotanti ad assi paralleli ed estrusori bivite corotanti conici.

Design stampo/coltello

La tecnologia degli stampi e dei coltelli è simile per tutti gli estrusori di cottura. La camera di estrusione è ricoperta da uno stampo finale che svolge due funzioni principali. Fornisce una restrizione al flusso del prodotto facendo sì che l'estrusore sviluppi la pressione e il taglio richiesti. Inoltre, lo stampo finale modella l'estruso mentre il prodotto esce dall'estrusore. La quantità di espansione desiderata nel prodotto finale può essere controllata dalla manipolazione della formula e dall'area aperta nello stampo. non espansa, ma completamente cotto, i mangimi richiedono generalmente da 550 a 600 millimetri quadrati di area aperta per tonnellata di produttività. I mangimi altamente espansi richiedono da 200 a 250 millimetri quadrati di area aperta per tonnellata di produttività.