पॉलीमर प्रसंस्करण के लिए ट्विनस्क्रू एक्सट्रूडर के लिए गाइड

रिपोर्ट आईडीः2024-EXT-001

तिथिः27 अक्टूबर, 2024

द्वारा तैयार किया गयाःपोलीमर सामग्री एक्सट्रूज़न विशेषज्ञ टीम

सार

यह तकनीकी रिपोर्ट बहुलक प्रसंस्करण उद्यमों के लिए द्वि-स्क्रू एक्सट्रूडर चयन के बारे में पेशेवर मार्गदर्शन प्रदान करती है।ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर सीधे उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैंइस रिपोर्ट में सह-परिक्रमा और प्रति-परिक्रमा वाले जुड़वां पेंच वाले एक्सट्रूडरों का गहन विश्लेषण किया गया है, जिसमें उनके कामकाजी सिद्धांतों, विशेषताओं,लाभ, सीमाओं और अनुप्रयोग क्षेत्रों को शामिल करना।रिपोर्ट में उद्यमों को उत्पादन प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने और बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाने में मदद करने के लिए चयन सिफारिशें और भविष्य के विकास की संभावनाएं दी गई हैं.

कीवर्ड

ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर, सह-परिक्रमा, काउंटर-परिक्रमा, पॉलिमर सामग्री, प्लास्टिसाइजेशन, कंपाउंडिंग, फिलर संशोधन, प्रोफाइल एक्सट्रूज़न, केबल कंपाउंड, पीवीसी प्रसंस्करण, चयन गाइड,तकनीकी नवाचार

1परिचय

बहुलक सामग्री, जिसे मैक्रोमोलेक्यूलर सामग्री के रूप में भी जाना जाता है, प्लास्टिक, रबर, फाइबर, कोटिंग और चिपकने वाले पदार्थों में व्यापक अनुप्रयोगों के साथ आधुनिक उद्योग के आवश्यक घटक हैं।विभिन्न पॉलिमर प्रसंस्करण विधियों के बीचएक्सट्रूज़न मोल्डिंग सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक बनी हुई है, जिसमें पेंच रोटेशन के माध्यम से गर्मी और दबाव के तहत पॉलिमर सामग्री के प्लास्टिसाइजेशन और पिघलने शामिल हैं।इसके बाद निरंतर प्रोफाइल या उत्पाद बनाने के लिए मर के माध्यम से आकार दिया जाता है.

एक्सट्रूडर एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं में मुख्य उपकरण के रूप में कार्य करते हैं, उनके प्रदर्शन के साथ सीधे उत्पाद की गुणवत्ता, उत्पादन दक्षता और लागत प्रभावीता निर्धारित करते हैं। पेंच विन्यास के आधार पर,एक्सट्रूडर को सिंगल स्क्रू और ट्विन स्क्रू वेरिएंट में वर्गीकृत किया गया हैसिंगल स्क्रू एक्सट्रूडर की तुलना में, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर मिश्रण, परिवहन और डीगैसिंग क्षमताओं का प्रदर्शन करते हैं, जो पॉलिमर प्रसंस्करण की जटिल आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा करते हैं।

ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर को स्क्रू रोटेशन दिशा के आधार पर सह-रोटेटिंग और काउंटर-रोटेटिंग कॉन्फ़िगरेशन में और वर्गीकृत किया जाता है।इन विन्यासों में कार्य सिद्धांतों में महत्वपूर्ण अंतर हैं।उत्पादन की दक्षता बढ़ाने, उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर कॉन्फ़िगरेशन का चयन महत्वपूर्ण है।और परिचालन लागत को कम करना.

2ट्विन स्क्रू एक्सट्रूडर के मूल सिद्धांत

ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर एक बैरल के अंदर घूमने वाले दो समानांतर स्क्रू का उपयोग पॉलीमर सामग्री को गर्म करने, दबाव बनाने और मिश्रण करने के लिए करते हैं।कार्य प्रक्रिया में कई चरण शामिल हैं:

• भोजन का चरणःबहुलक सामग्री एक हॉपर के माध्यम से एक्सट्रूडर में प्रवेश करती है और पेंच रोटेशन द्वारा बैरल में पहुंचाई जाती है।
• परिवहन चरण:निरंतर पेंच घूर्णन पूर्व ताप और संपीड़न प्रदान करते हुए सामग्री को आगे बढ़ाता है।
• प्लास्टिसिजेशन चरणःबैरल को गर्म करने और स्क्रू शीयर करने से धीरे-धीरे सामग्री पिघल जाती है और एक समान पिघलने में प्लास्टिक बन जाती है।
• मिश्रण चरण:विशेष स्क्रू डिजाइन समान घटक वितरण के लिए तलना को अच्छी तरह से मिलाते और फैलाते हैं।
• मापने का चरणःमीटरिंग सेक्शन स्थिर आउटपुट सुनिश्चित करने के लिए तलना प्रवाह दर को सटीक रूप से नियंत्रित करता है।
• एक्सट्रूज़न चरणःपिघलने से अंतिम उत्पाद बनते हैं।

3. सह घूर्णन जुड़वां पेंच extruders

3.1 कार्य सिद्धांत

सह घूमने वाले दो-स्क्रू एक्सट्रूडर में एक ही दिशा में घूमने वाले स्क्रू होते हैं (या तो घड़ी की दिशा में या घड़ी के विपरीत दिशा में),कुशल मिश्रण और प्लास्टिसिजेशन के लिए पेंच के बीच निरंतर और समान सामग्री प्रवाह बनानाइंटरमेचिंग जोन एक "सी" आकार का चैनल बनाता है जहां सामग्री तीव्र कतरनी और लम्बाई के अधीन होती है, फैलाव को बढ़ावा देती है।एक समान घूर्णन दिशा के परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत कम सामग्री निवास समय होता है, उत्पादन दक्षता को लाभान्वित करता है।

3.2 विशेषताएं और फायदे

• उच्च मिश्रण दक्षताःइंटरमेशिंग जोन में तीव्र कतरनी और लम्बाई पूरी तरह से मिश्रण को सुविधाजनक बनाती है,सह-परिक्रमा करने वाले एक्सट्रूडरों को गहन मिश्रण और समान फैलाव की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाना जैसे कि मिश्रण, भराव संशोधन, और रंग।
• उत्कृष्ट प्लास्टिसिजेशन:दक्षता से हीट ट्रांसफर सामग्री को तेजी से प्लास्टिसाइज करता है जबकि कम रहने का समय थर्मल डिग्रेडेशन को रोकता है।
• उच्च उत्पादनःचिकनी सामग्री प्रवाह तेज एक्सट्रूज़न दरों को सक्षम करता है, बड़े पेंच व्यास और उच्च गति के साथ क्षमता में और वृद्धि होती है।
• साफ करने में आसानःसरल पेंच संरचना तेजी से असेंबलिंग और सफाई की अनुमति देती है, डाउनटाइम को कम करती है।
• मॉड्यूलर डिजाइनःलचीले पेंच और बैरल विन्यास विभिन्न उत्पादन आवश्यकताओं के अनुकूल हैं।

3.3 सीमाएँ

• उच्च चिपचिपाहट वाली सामग्री के लिए अपेक्षाकृत कमजोर वाहक क्षमता
• आवश्यक मिश्रण गति के कारण ऊर्जा की अधिक खपत
• गर्मी-संवेदनशील या आसानी से अपघटनीय बहुलक के लिए संकीर्ण सामग्री अनुकूलनशीलता

3.4 आवेदन क्षेत्र

सह-परिक्रमा करने वाले एक्सट्रूडर निम्नलिखित में उत्कृष्ट हैंः

• पोलीमर कंपाउंडिंग:शक्ति, कठोरता और गर्मी प्रतिरोध जैसे गुणों को बढ़ाने के लिए कई बहुलकों का मिश्रण (उदाहरण के लिए, बेहतर प्रभाव शक्ति के लिए पीपी/ईपीआर मिश्रण, बेहतर प्रसंस्करण के लिए पीसी/एबीएस मिश्रण) ।
• भरने का परिमार्जनःलागत को कम करने या गुणों को संशोधित करते हुए संचय को रोकने के लिए भराव (कैल्शियम कार्बोनेट, टल्क) को शामिल करना (उदाहरण के लिए, पीवीसी में कैसीओ 3, पीपी में टल्क) ।
• रंगःएक समान रंग के लिए रंगद्रव्य/रंगों का समान फैलाव (जैसे पीई में TiO2, पीपी में कार्बन ब्लैक) ।
• प्रतिक्रियाशील एक्सट्रूज़न:एक्सट्रूज़न के दौरान पॉलीमराइजेशन, क्रॉसलिंकिंग या अपघटन प्रतिक्रियाओं का संचालन (जैसे, बेहतर प्रवाह के लिए पीपी अपघटन, थर्मल स्थिरता बढ़ाने के लिए पीई क्रॉसलिंकिंग) ।
• खाद्य पदार्थों का एक्सट्रूज़नःमिश्रण, ताप और आकार के माध्यम से विस्तारित स्नैक्स और पालतू भोजन का उत्पादन।

4. काउंटर-रोटिंग ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर

4.1 कार्य सिद्धांत

काउंटर-रोटिंग एक्सट्रूडर में विपरीत दिशाओं में घूमने वाले पेंच होते हैं, जो बढ़े हुए प्लास्टिसाइजेशन और कन्वेयरिंग के लिए एक मजबूत संपीड़न क्षेत्र बनाते हैं।इंटरमेचिंग क्षेत्र एक "डी" के आकार का चैनल बनाता है जहां सामग्री तीव्र संपीड़न और कतरनी से गुजरती है, लंबे समय तक रहने के साथ प्लास्टिसिजेशन में सुधार होता है।

4.2 विशेषताएं और फायदे

• उच्चतर परिवहन:उच्च चिपचिपाहट वाली सामग्रियों और उच्च दबाव वाले अनुप्रयोगों को मजबूत धक्का देने वाली क्रिया संभालती है।
• उत्कृष्ट प्लास्टिसिजेशन:तीव्र संपीड़न और कतरनी से पूर्ण पिघलना सुनिश्चित होता है।
• स्थिर दबाव:न्यूनतम दबाव उतार-चढ़ाव सटीक आयामी नियंत्रण की अनुमति देता है।
• पीवीसी के लिए आदर्शःप्रभावी रूप से पीवीसी की उच्च चिपचिपाहट और कम थर्मल स्थिरता को संसाधित करता है।

4.3 सीमाएँ

• अपेक्षाकृत कम मिश्रण दक्षता के लिए सहायक मिश्रण उपकरणों की आवश्यकता होती है
• स्क्रू के बीच घर्षण को दूर करने के लिए अधिक ऊर्जा की खपत
• उत्पन्न गर्मी के कारण थर्मल स्थिरता की सख्त आवश्यकताएं

4.4 आवेदन क्षेत्र

काउंटर-रोटेटिंग एक्सट्रूडर में विशेषज्ञताः

• प्रोफाइल एक्सट्रूज़नःआयामी सटीकता के साथ खिड़की/दरवाजा प्रोफाइल, पाइप और शीट का उत्पादन।
• केबल यौगिक:एक समान इन्सुलेशन और कवरिंग परतें बनाना।
• शीट एक्सट्रूज़नःएक समान मोटाई के साथ पैकेजिंग और सजावटी शीट का निर्माण।
• पीवीसी प्रसंस्करण:पीवीसी पाइप, प्रोफाइल, शीट और फिल्मों को बाहर निकालना, जिन्हें सटीक ताप नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

5प्रदर्शन तुलना

6मुख्य चयन कारक

सह-परिक्रमा और प्रति-परिक्रमा विन्यास के बीच चयन करने के लिए निम्नलिखित का व्यापक मूल्यांकन करना आवश्यक हैः

भौतिक गुण

• चिपचिपाहट:उच्च चिपचिपाहट वाली सामग्री के साथ काउंटर-रोटेटिंग उत्कृष्ट है; सह-रोटेटिंग कम चिपचिपाहट वाले मिश्रण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• थर्मल स्थिरता:सह-परिक्रमा के कम रहने के समय से गर्मी-संवेदनशील सामग्री को लाभ होता है।
• प्रवाह की विशेषताएं:काउंटर-रोटेटिंग का जबरन परिवहन खराब प्रवाह वाली सामग्री को संभालता है।
• रचना:सह-परिक्रमा का गहन मिश्रण बहु-घटक प्रणालियों के अनुरूप है।

उत्पाद आवश्यकताएँ

• आयामी परिशुद्धताःकाउंटर-रोटेटिंग का स्थिर दबाव सटीकता सुनिश्चित करता है।
• सतह की गुणवत्ता:प्रभावी प्लास्टिसाइजेशन सतह की समाप्ति को निर्धारित करता है।
• यांत्रिक गुण:बारीकी से मिलाकर ताकत और कठोरता बढ़ जाती है।
• रंग एकरूपता:सह-परिक्रमा से बेहतर रंग विसारण प्राप्त होता है।

उत्पादन पर विचार

• आउटपुट आवश्यकताएंःबड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए विश्वसनीय, उच्च क्षमता वाले एक्सट्रूडरों की आवश्यकता होती है।
• स्वचालन स्तरःउन्नत नियंत्रण प्रणाली श्रम आवश्यकताओं को कम करती है।
• पंक्ति लेआउटःउपकरण के आयाम और स्थापना उत्पादन स्थान के अनुरूप होनी चाहिए।

आर्थिक कारक

• आरंभिक निवेश:बजट की बाधाओं के साथ प्रदर्शन की जरूरतों को संतुलित करना।
• परिचालन व्यय:ऊर्जा दक्षता और रखरखाव आवश्यकताओं पर विचार करें।
• स्पेयर पार्ट्स:प्रतिस्थापन घटकों की उपलब्धता और मूल्य निर्धारण का आकलन करें।

आपूर्तिकर्ता मूल्यांकन

मजबूत तकनीकी सहायता और सेवा क्षमताओं वाले प्रतिष्ठित आपूर्तिकर्ताओं का चयन करें।

7तकनीकी नवाचार

ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर प्रौद्योगिकी में हालिया प्रगति में शामिल हैंः

पेंच डिजाइन अनुकूलन

• नए ज्यामिति (पृथक, बाधा, मिश्रण शिकंजा)
• समायोज्य संवहन/संपीड़न के लिए परिवर्तनीय पिच के पेंच
• लचीली संरचनाओं के लिए समायोज्य शिकंजा

नियंत्रण प्रणाली उन्नयन

• पीएलसी आधारित स्वचालन
• टचस्क्रीन इंटरफेस
• वास्तविक समय में पैरामीटर निगरानी

ऊर्जा दक्षता

• उच्च दक्षता वाले मोटर
• स्मार्ट तापमान नियंत्रण
• गर्मी वसूली प्रणाली

स्मार्ट मैन्युफैक्चरिंग

• आईओटी सक्षम दूरस्थ निगरानी
• एआई-संचालित दोष निदान
• स्व-अनुकूलन नियंत्रण प्रणाली

8केस स्टडीज

8.1 पॉलिमर कंपाउंडिंग लाइन का चयन

परिदृश्य:एक प्लास्टिक निर्माता को ऑटोमोटिव घटकों के लिए उच्च शक्ति वाले पीपी यौगिकों के लिए एक लाइन की आवश्यकता थी।

विश्लेषण:पीपी/रबर मिश्रण को 5,000 टन वार्षिक क्षमता पर आवश्यक यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने के लिए समान फैलाव के लिए गहन मिश्रण की आवश्यकता थी।

अनुशंसाःसटीक तापमान नियंत्रण के साथ सह घूर्णन extruder को इसकी बेहतर मिश्रण क्षमता और थर्मल प्रबंधन के लिए चुना गया था।

8.2 पीवीसी केबल कंपाउंड उत्पादन

परिदृश्य:एक केबल निर्माता को वार्षिक 10,000 टन उत्पादन के साथ पीवीसी इन्सुलेशन/गर्दी के लिए उपकरण की आवश्यकता थी।

विश्लेषण:पीवीसी की उच्च चिपचिपाहट और ऊष्मा संवेदनशीलता के लिए मजबूत संवाहक और सटीक तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

अनुशंसाःपीवीसी के परिवहन शक्ति और स्थिर प्रसंस्करण के लिए काउंटर रोटेटिंग एक्सट्रूडर का चयन किया गया।

9निष्कर्ष और सिफारिशें

सह घूर्णन और प्रति घूर्णन दोहरे पेंच extruders प्रत्येक अलग अनुप्रयोगों के लिए सेवाः

• सह-परिक्रमा:कम चिपचिपाहट वाली सामग्रियों के लिए पसंद किया जाता है जिन्हें गहन मिश्रण (संमिश्रण, भराव संशोधन, रंग) की आवश्यकता होती है।
• काउंटर-रोटेटिंगःउच्च चिपचिपाहट वाली सामग्रियों के लिए आदर्श है जिन्हें मजबूत परिवहन की आवश्यकता होती है (प्रोफाइल, केबल, पीवीसी) ।

चयन के लिए सामग्री गुणों, उत्पाद विनिर्देशों, उत्पादन पैमाने और आर्थिक कारकों पर संतुलित विचार करना आवश्यक है जबकि तकनीकी प्रगति को शामिल किया जाता है।

10. भविष्य के दृष्टिकोण

ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर के विकास पर ध्यान केंद्रित किया जाएगाः

• प्रदर्शन में सुधारःउन्नत सामग्रियों के लिए मिश्रण, प्लास्टिसिजेशन और परिवहन में सुधार।
• स्मार्ट विनिर्माण:पूर्वानुमान रखरखाव और अनुकूलन के लिए उद्योग 4.0 प्रौद्योगिकियों के साथ एकीकरण।
• स्थिरता:ऊर्जा कुशल डिजाइन और पर्यावरण के अनुकूल सामग्री।
• मॉड्यूलरताःविभिन्न उत्पादन आवश्यकताओं के लिए लचीली संरचनाएं।