エクストルーダとは
エクストルーダとは、食品や医薬品、プラスチックやゴム、セラミックスなどの原料に対して加工を行える加工機のことです。
原料を搬送しながら同時に加工できます。エクストルーダの加工処理としては、加熱、加圧、混錬、押し出し成形などがあります。特に押し出し成形は、原料を加熱して圧力をかけ、一定の形状に押し出せるため、プラスチックやゴムの製造に用いられます。また、エクストルーダは、豊富な種類のノズル形状を取り揃えており、ノズル形状を変えることによって、多様な形状や用途に使用可能です。そのため、需要に応じて簡単に生産ラインを変更でき、少量多品種の製造に適しています。
一方で、エクストルーダは、加工中に発生する摩耗、オーバーヒートなどの問題があります。そのため、特定の材料に対して使用する場合には、高度な技術や専門知識が必要です。また、加工後に洗浄する必要があるため、設備が大掛かりになる場合もあります。
エクストルーダの使用用途
エクストルーダは、食品や医薬品などの原料を加工し、形状や性質を調整するなど使用用途は多岐にわたります。
1. 食品加工分野
まず、食品加工分野でのエクストルーダの使用についてです。例えば、大豆ミートのようなたんぱく質の原料を組織化するための加工や、膨化食品の製造、飴の製造、ペットフードの製造などに使用されます。また、エクストルーダは、オートミールのような穀物製品の生産にも広く使用されています。
2. 医薬品製造分野
医薬品製造分野でも、エクストルーダは広く使用されています。エクストルーダを使用することで、医薬品の粉末成分を粘着性のある錠剤への変換が可能です。錠剤の形状やサイズを調整でき、薬の投与量を調整できます。
3. その他の分野
エクストルーダは、化粧品の製造、燃料の製造、塗料の製造、樹脂の製造など、幅広い分野で使用されています。使用する場所としては、研究所、食品工場、医薬品工場、化学工場、樹脂工場などが挙げられます。
エクストルーダの原理
エクストルーダは原料と水分を混ぜながら加工する機械であり、材料を内部に送り込みスクリューの回転によって材料を混ぜながら加圧し、ダイを通して外部に押し出すことで成り立ちます。
エクストルーダの機構は、投入部分、スクリュー部分、バレル、ダイから構成されています。材料は投入部分から入り、スクリューによって混合され、圧力がかかってバレル内を通り、ダイから外部に押し出されます。材料の運搬と同時に加工を行えるため、効率的な加工が可能です。
スクリューの種類や回転速度を調節することにより、材料が内部にとどまる時間を計算し、外部に出す圧力を変化させて調節できます。形状を自在に変えられ、薄いシート状や四角や円形などの形状の製品を製造が可能です。
エクストルーダの種類
エクストルーダは、シングルスクリューエクストルーダ、ツインスクリューエクストルーダ、バッチ式エクストルーダ、連続式エクストルーダ、低温エクストルーダの5種類が存在します。
1. シングルスクリューエクストルーダ
シングルスクリューエクストルーダは、1本のスクリューで原料を押し出すタイプのエクストルーダです。主に小規模な加工工場や研究機関で使用され、コストが比較的安価であることが特徴です。
2. ツインスクリューエクストルーダ
ツインスクリューエクストルーダは、2本のスクリューで原料を押し出すタイプのエクストルーダで、高い加工能力を持ち、製品の形状によっては、より均一に製造できます。このため、大量生産が必要な食品やペットフードなどの製造に使用されます。
3. バッチ式エクストルーダ
コンパクトな形状のバッチ式エクストルーダは、小規模な食品メーカーや研究機関などで使用されることがあります。簡単な構造で、加工過程が見えるため、研究開発に適しています。
4. 連続式エクストルーダ
連続式エクストルーダは、大量生産に適しており、高い加工能力を持っています。特に、連続式エクストルーダの中でも特に大型のものは、非常に高い生産性を発揮できる点が特徴です。
5. 低温エクストルーダ
圧力と温度を調整できる低温エクストルーダもあります。低温で押し出すため、原料の栄養素を保持でき、健康食品やスナック菓子などの加工に適しています。
参考文献
https://www.suehiroepm.co.jp/machine_twin.html
http://www.aichi-inst.jp/shokuhin/other/up_docs/news1201-3.pdf
http://www.cc.rim.or.jp/~nposaka/line/extruder.html
https://www.suehiroepm.co.jp/machine_twin.html