Vad är fuktinnehållet i den extruderade produkten i en lab -skala extruder och hur man kontrollerar den?

Fuktinnehåll är en kritisk parameter i extruderingsprocessen, vilket avsevärt påverkar kvaliteten, egenskaperna och prestandan för extruderade produkter. Som leverantör av laboratorieextruder kan man förstå fuktinnehållet i extruderade produkter och hur man kontrollerar det är viktigt för våra kunder att uppnå optimala resultat i deras forsknings- och utvecklingsarbete.

Vad är fuktinnehållet i den extruderade produkten?

Fuktinnehållet i en extruderad produkt hänvisar till mängden vatten som finns i produkten, vanligtvis uttryckt i procent av den totala vikten. Det spelar en viktig roll för att bestämma de fysiska och kemiska egenskaperna hos det extruderade materialet. Till exempel påverkar fuktinnehållet i livsmedelsindustrin strukturen, hyllan och smaken av extruderade snacks. Inom plastindustrin kan det påverka den mekaniska styrkan, dimensionella stabiliteten och bearbetningsegenskaperna för de extruderade plastdelarna.

Fuktinnehållet i en extruderad produkt kan variera mycket beroende på de använda råvarorna, extruderingsprocessparametrarna och den avsedda tillämpningen av slutprodukten. Till exempel, vid produktion av torra husdjursmat, hålls fuktinnehållet vanligtvis relativt lågt, cirka 8 - 12%, för att säkerställa långvarig lagringsstabilitet. Å andra sidan, i vissa färska pastprodukter, kan fuktinnehållet vara så högt som 30 - 35% för att upprätthålla den önskade mjuka och böjliga strukturen.

Faktorer som påverkar fuktinnehållet i extruderade produkter

Råvaror

Råmaterialets fuktinnehåll är den primära faktorn som påverkar fuktinnehållet i den extruderade produkten. Olika råvaror har olika inneboende fuktnivåer. Till exempel kan korn ha ett fuktinnehåll som sträcker sig från 10 - 15%, medan färsk frukt och grönsaker kan ha fuktinnehåll över 80%. Vid formulering av råmaterialet för extrudering är det avgörande att mäta och justera fuktinnehållet i råvarorna. Om råvarorna är för torra kan de inte bilda en homogen smälta under extrudering, vilket leder till dålig produktkvalitet. Omvänt, om fuktinnehållet är för högt, kan det orsaka problem som skumning, ångexplosioner och inkonsekvent produktdensitet.

Extruderingsprocessparametrar

• Temperatur: Temperaturen i extruderfatet har en betydande inverkan på fuktinnehållet i den extruderade produkten. När temperaturen ökar förångas vattnet i råmaterialet snabbare. Under extrudering får de höga skjuvkrafterna och förhöjda temperaturer att vattnet förvandlas till ånga, som sedan ventileras ut från extrudern genom matrisen eller ventilationsöppningarna. Högre extruderingstemperaturer resulterar i allmänhet i lägre fuktinnehåll i slutprodukten.
• Skruvhastighet: Skruvhastigheten påverkar materialets uppehållstid i extrudern. En högre skruvhastighet innebär en kortare uppehållstid, som kanske inte tillåter tillräckligt med tid för vattnet att avdunsta. Som ett resultat kan den extruderade produkten ha ett högre fuktinnehåll. Omvänt ger en lägre skruvhastighet mer tid för vattenindunstning, vilket potentiellt minskar fuktinnehållet.
• Matningshastighet: Matningshastigheten för råvarorna i extrudern påverkar också fuktinnehållet. En högre matningshastighet kan leda till ett högre fuktinnehåll i den extruderade produkten eftersom extrudern kanske inte har tillräckligt med tid att ta bort vattnet från den ökade materialvolymen.

Mätning av fuktinnehållet i extruderade produkter

Det finns flera metoder tillgängliga för att mäta fuktinnehållet i extruderade produkter.

Ugn - torkningsmetod

Detta är den mest traditionella och mest använda metoden. Ett prov av den extruderade produkten vägs, placeras i en ugn vid en specifik temperatur (vanligtvis cirka 105 ° C) under en viss period tills en konstant vikt har uppnåtts. Skillnaden i vikt före och efter torkning representerar fuktinnehållet. Formeln för att beräkna fuktinnehållet med ugns torkningsmetoden är:

[Fukt \ innehåll (%) = \ frac {initial \ vikt - final \ vikt} {initial \ vikt} \ times100]

Fuktmätare

Fuktmätare är snabba och praktiska verktyg för att mäta fuktinnehållet. Det finns olika typer av fuktmätare, såsom kapacitiva fuktmätare och infraröda fuktmätare. Kapacitiva fuktmätare mäter materialets dielektriska konstant, som är relaterad till dess fuktinnehåll. Infraröda fuktmätare använder infraröd strålning för att värma provet och mäta viktminskningen på grund av avdunstning.

Kontrollera fuktinnehållet i extruderade produkter

Före behandling av råvaror

• Torkning: Om råvarorna har ett högt fuktinnehåll kan de torkas före extrudering. Detta kan göras med olika torkningsmetoder, såsom varmlufttorkning, vakuumtorkning eller frystorkning. I produktion av extruderade plastpellets kan till exempel plasthartset torkas i en torkmedel för att minska fuktinnehållet till en acceptabel nivå.
• Fukttillägg: I vissa fall kan råvarorna vara för torra och fukt måste läggas till. Detta kan uppnås genom att spruta vatten på råvarorna eller använda en pre -balsam för att blanda råvarorna med ånga. I livsmedelsindustrin kan till exempel vid extrudering av spannmålsprodukter tillsättas mjölet för att justera degens fuktinnehåll.

Justera extruderingsprocessparametrar

• Temperaturkontroll: Genom att noggrant kontrollera temperaturprofilen längs extruderfatet kan fuktinnehållet i den extruderade produkten regleras. För produkter som kräver ett högre fuktinnehåll kan extruderingstemperaturen ställas in relativt låg för att minimera vattenindunstning. Omvänt, för produkter som måste vara torra kan en högre extruderingstemperatur användas.
• Skruvhastighet och matningshastighetsoptimering: Att hitta rätt balans mellan skruvhastigheten och matningshastigheten är avgörande för fuktkontroll. En lägre skruvhastighet och en måttlig matningshastighet kan ge tillräcklig tid för vattenindunstning, vilket resulterar i ett lägre fuktinnehåll. Detta måste emellertid optimeras baserat på de specifika egenskaperna hos råvarorna och extrudern.

Post - extruderingsbehandling

• Torkning: Efter extrudering kan produkten torkas ytterligare för att minska fuktinnehållet till önskad nivå. Detta kan göras med hjälp av en kontinuerlig torktumlare, till exempel en bältet torktumlare eller en fluidiserad - sängtorkare. Vid produktion av extruderade snacks passeras ofta de ny extruderade produkterna genom en torktumlare för att ta bort överskott av fukt och förbättra hyllan.
• Fukt: I vissa fall kan den extruderade produkten behöva ha en viss fuktnivå för att bibehålla sin kvalitet. Till exempel, i produktionen av vissa farmaceutiska tabletter, kan tabletterna utsättas för en kontrollerad luftfuktighetsmiljö för att förhindra att de blir för torra och spröda.

Våra laboratorieextruder för fuktkontroll

Som en ledande leverantör av Lab Scale Extruders erbjuder vi en rad högkvalitetLAB SCALE Twin Screw ExtruderochLAB SPEAL SINGLE SCREW EXTRUDERsom är utformade för att ge exakt kontroll över extruderingsprocessen, inklusive fuktinnehållskontroll.

Våra tvillingstruder är utrustade med avancerade temperaturkontrollsystem, vilket möjliggör exakt reglering av extruderingstemperaturen. Den modulära skruvkonstruktionen gör det möjligt för oss att anpassa blandning och skjuvningsverkan, vilket är viktigt för att säkerställa enhetlig fuktfördelning och effektiv vattenindunstning. Våra enstaka skruvextruder är å andra sidan kända för sin enkelhet och tillförlitlighet, vilket gör dem idealiska för grundläggande extruderingsapplikationer där fuktkontroll kan uppnås genom korrekt anpassning av råmaterial och processparameter.

Kontakta oss för köp och konsultation

Om du är intresserad av att lära dig mer om hur våra laboratorieextruder kan hjälpa dig att styra fuktinnehållet i dina extruderade produkter, inbjuder vi dig att kontakta oss. Vårt team av experter är redo att ge dig detaljerad information, teknisk support och anpassade lösningar baserade på dina specifika krav. Oavsett om du bedriver forskning inom mat, plast eller läkemedelsindustri, kan våra extruder vara ett värdefullt verktyg i din utvecklingsprocess.

Referenser

• Guy, RC (2001). Principer för extruderingsmatlagning. CRC Press.
• Harper, JM (1981). Extrudering av livsmedel. CRC Press.
• Mercier, C., Linko, P., & Harper, JM (Eds.). (1989). Extrusion matlagning. American Association of Cereal Chemists.