Wissenschaftsbasis

Energiesparende Extruder der neuen Generation

05.12.2015

Die moderne Konstruktion der Extruder für Kunststoff hat sich unter anderem durch maximal kleinen Verbrauch der elektrischen Energie auf eine Einheit des hergestellten Erzeugnisses zu charakterisieren. Der Verbrauch der elektrischen Energie, die für die Erwärmung des Plastifizierungssystems bis zu der Arbeitstemperatur nötig ist,  sowie die Wärmeverluste in die Umgebung während des Produktionsprozesses bilden die wesentlichen Kosten, die auf die Ökonomie während des Extrusionsprozesses Einfluss haben.

Die neusten Konstruktionslösungen der Extruder, so der Industrie-Einschnecken-Extruder, wie auch der Labor-Zweischnecken-Extruder, die sich im Angebot der Firma ZAMAK MERCATOR Sp. z o.o. aus Skawina befinden, zeichnen sich durch beispiellos niedrigen Verbrauch der elektrischen Energie, so während des Erwärmungsprozesses, wie auch während der Arbeit, aus.

In der neuen Linie der Einschnecken-Extruder wurden Lösungen verwendet, die bis zu einem Minimum die Erwärmungszeit des Plastifizierungssystems auf die Arbeitstemperatur verkürzen. Die Erwärmungszeit beträgt ca. 15 Minuten im Temperaturenbereich von  21oC bis 250oC (Diagramm 1). In den klassischen und älteren Modellen beträgt diese Zeit von 30 bis 45 Minuten. Diese Lösung, die in der Verwendung von neuen Materialien und Konstruktionsinnovationen, sowie in der Optimalisierung des Steuerungssystems des Erwärmungsprozesses besteht, ermöglicht zum einen die Sparung der Zeit, die für die Inbetriebnahme der Produktion nötig ist, und zum anderen - die Ermäßigung der Kosten der elektrischen Energie.

Die oben angeführten Lösungen vermindern auch die Wärmeverluste in die Umgebung während des Produktionsprozesses. Die Untersuchungen mit einer Thermovisionskamera zeigen, dass die Temperatur der Abdeckung des Plastifizierungssystems, das in einer Temperatur von 250oC arbeitet, den Wert von 40oC nicht überschreitet (Bild 1). Den wesentlichen Vorzug der neusten Extruder der Firma ZAMAK MERCATOR bildet die Sicherheit des Operateurs im Kontakt mit dem erwärmten Plastifizierungssystem, und das vermindert bedeutend das das Verbrennungsrisiko.

In den Einschnecken-Extrudern wurd auch das System der Wasserkühlung der Füllzone geändert. Die Lösung minimalisiert den Wasserverbrauch zum Kühlen des Systems bis zu ein paar Liter pro Stunde, und das bei einer Temperatur der ersten Zone von 190oC..

Ähnliche energiesparende Lösungen wurden auch in den Labor-Zweischnecken-Extrudern verwendet. Bei ihrer Konstruktion  konzentrierte man sich vor allem auf der Verkürzung der Erwärmungszeit des Plastifizierungssystems, sowie auf der Stabilisierung der Temperatur während der Arbeit des Extruders.

Während der Proben mit dem Zweischnecken-Extruder mit einem Schneckendurchmesser von 2x24 mm, erreichte der Zylinder die Temperatur von 200oC in der Zeit von 8 Minuten (bei der Umgebungstemperatur von 20oC), die Temperatur von 300oC in der Zeit von 14 Minuten, und die Temperatur von 400oC nach 21 Minuten (Diagramm 2). Solche Ergebnisse ermöglichen eine bedeutende Verkürzung der Vorbereitungen zur Durchführung von verschiedenen Testen, und im Effekt - die Ausführung einer größeren Anzahln von Untersuchungen (Forschungen). Eine nicht unbedeutende Sache bildet auch die Stabilisierung der Temperatur während des Extrusionsprozesses. Die Schwankungen der Temperatur überschreiten den Wert von 0,2oC nicht. Das wird möglich dank der Verwendung eines innovativen Steuerungssystems, das von den Ingenieuren der Firma ZAMAK MERCATOR bearbeitet wurde.

Die Entwicklungsrichtung der Extruder, die von der Firma Zamak Mercator im Bereich der energiesparenden Lösungen gewählt wurde, stimmt mit der Markttendenz des Baus von Geräten, die weniger Energie pro Produkteinheit benutzen, überein. Solche Strategie, überträgt sich auf die realen Einsparungen für das Unternehmen. Sie unterstützt auch den Umweltschutz über die Verminderung der Emission von Treibhausgasen.

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