اکسترودر مارپیچ

در حال حاضر اکسترودر هایی که در صنایع خوراک مورد استفاده قرار می‌گیرند از نوع مارپیچی هستند. با توجه به ساختار می توان آنها را به دو نوع تک مارپیچ و دو مارپیچ تقسیم بندی کرد. به دلایل ذیل اکسترودر مارپیچ در صنایع خوراک کاربرد بالایی دارد:

الف) پروسه مداوم و میزان تولید بالا

ب) کار با درجه حرارت بالا و زمان کوتاه و در نتیجه  اتلاف  ناچیز خوراک

پ) فرآیند اکسترودر در مخزن بسته انجام می شود

ت ) صرفه جویی در نیروی انسانی، نیاز به فضای کم و هزینه اجرایی  پایین

1-3) اکسترودر تک مارپیچ

این دستگاه عمدتاٌ از تغذیه ورودی، دستگاه کاندیشنر، مارپیچ اکسترودر، سیلندر، صفحه دای، برش دهنده و سیستم موتور تشکیل می‌شود ( شکل 23-6 ).

خوراک مش که دارای مقدار معینی نشاسته هستند ( بیش از 20 درصد ) به وسیله سيستم تغذیه مارپیچی ( فيدر ) به صورت یکنواخت وارد کاندیشنر می‌شوند تا مرطوب و گرم شوند و سپس داخل اکسترودر  می گردند و با حرکت چرخشی مارپیچ درون سیلندر به سمت جلو حرکت می‌کنند. از آنجایی که فضای درون سیلندر به تدریج کوچک می‌شود، نیروی اکسترودر کننده که بر خوراک وارد می‌شود به تدریج افزایش می‌یابد که با شکستن، آمیختن و اصطکاک شدید خوراک در طی حرکت همراه است. در ضمن گرمای بیرون از سیلندر و قرار داشتن خوراک در یک فضای بسته، فشار بسیار بالایی را در درون سیلندر ایجاد می‌کند. به دلیل دما و فشار بالا، یک سری واکنش های فیزیکوشیمیایی در خوراک مانند ژلاتینی شدن نشاسته و منعقد شدن پروتئین ها رخ می‌دهد. هنگامی که مواد از سوراخهای صفحه دای عبور می‌کند، فشار به طور ناگهانی افت می‌کند، در نتیجه رطوبت داغ از مواد خارج می‌شود و خوراک منبسط می‌گردد. سپس خوراک به وسیله یک برش دهنده به طولهای معینی بریده می‌شوند و به سمت مراحل بعدی مانند سرد کردن، خشک کردن و اسپری روغن فرستاده می‌شود.

در دستگاه اکسترودر تک مارپیچ، خوراک اطراف شیارهای مارپیچ  را به صورت پیوسته پر می‌کنند. اگر اصطکاک بین خوراک و مارپیچ بیشتر از اصطکاک بین خوراک و دیواره داخلی سیلندر باشد، خوراک همراه با مارپیچ خواهد چرخید و دستگاه نمی تواند درست کار کند. بنابراین، شیارهای متعددی در دیواره داخلی سیلندر ایجاد شده تا مقاومت افزایش یابد.

دستگاه اکسترودر تک مارپیچ دارای ساختار ساده، قیمت پایین و عملکرد آسان است و به وسعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال طیف کاربرد آن محدود است، بخصوص نمی‌توان آن را برای خوراک  پر چربی یا رطوبت بالا به کار برد.

2-3) اکسترودر دو مارپیچ

شکل 24-6  ساختار دستگاه اکسترودر دو مارپیچ را نشان می‌دهد. ساختار و اصول کارکرد آن از شبیه به اکسترودر تک مارپیچ است. عمده‌ترین تفاوت این است که این دستگاه دارای دو مارپیچ درون سیلندر است، در حالی که دستگاه دیگر بدین گونه نیست. با توجه به جهت چرخش دو مارپیچ، می توان آن را به دو نوع تقسیم کرد: یک جهتی و دو جهت مخالف. در حال حاضر اکثر اکسترودرهای دو مارپیچی در یک جهت هستند، زیرا تأثیر مخلوط کردن، میزان تولید به ازاء هر دستگاه و نیز تمیز شدن خود به خودی مارپیچها در این نوع بهتر است.

خصوصیات دستگاه اکسترودر دو مارپیچ عبارتند از:

الف)  ظرفیت زیاد انتقال مواد و بازگشت  بسیار کم آنها

ب)   تمیز شدن مطلوب خود به خودی مارپیچها

پ)   فرسایش کم مارپیچها و سیلندر

ت)   مناسب بودن برای خوراک دارای رطوبت کمتر یا بیشتر و سازگاری بیشتر با انواع خوراک

ث)  میزان تولید بالا و ثبات کارکرد

ج)  ساختمان پیچیده و نیاز به دقت پردازش بیشتر

کیفیت محصولات اکسترودر شده به خصوصیات ساختاری مارپیچ و سیلندر، دما، رطوبت خوراک مش، فشار درون سیلندر، زمان باقی ماندن مواد و شکل ساختاری و اندازه سوراخهای دای آن بستگی دارد. در حال حاضر انواع مختلفی از دستگاههای اکسترودر مارپیچی در جهان تولید شده اند که می توانند نیازهای مختلف خوراک متفاوت را برآورده کنند.  امروزه توسعه دستگاههای اکسترودر به سمت چند منظوره شدن، کارکرد با میزان بالا و اتوماسیون کامل به پیش می‌رود.