एकल बनाम जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर प्लास्टिक प्रसंस्करण में मुख्य अंतर

इस परिदृश्य की कल्पना करें: एक प्लास्टिक निर्माण कंपनी उत्पादन का विस्तार करने की योजना बना रही है और उसे नए एक्सट्रूज़न उपकरण खरीदने की आवश्यकता है। बाजार में विभिन्न प्रकार के एक्सट्रूडर उपलब्ध होने के कारण, प्रबंधक दुविधा में है: सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर किफायती और संचालित करने में आसान हैं लेकिन उनमें मिश्रण क्षमता की कमी प्रतीत होती है। ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर बेहतर मिश्रण और व्यापक प्रयोज्यता प्रदान करते हैं लेकिन अधिक लागत और अधिक जटिल रखरखाव के साथ आते हैं। कौन सा एक्सट्रूडर कंपनी की वास्तविक आवश्यकताओं के लिए बेहतर अनुकूल है? यह उपकरण चुनते समय कई प्लास्टिक प्रोसेसरों के सामने आने वाली एक सामान्य चुनौती है।

जैसा कि नाम से पता चलता है, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में बैरल के अंदर दो स्क्रू होते हैं। सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर की तुलना में, ट्विन-स्क्रू डिज़ाइन अधिक लचीलापन प्रदान करते हैं—स्क्रू शंक्वाकार या समानांतर हो सकते हैं, एक ही (सह-घूर्णन) या विपरीत (विपरीत-घूर्णन) दिशाओं में घूम सकते हैं, और उनमें इंटरमेशिंग की विभिन्न डिग्री हो सकती है। यह बहुमुखी प्रतिभा ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर को सामग्री और प्रक्रिया आवश्यकताओं की एक विस्तृत श्रृंखला के अनुकूल बनाने की अनुमति देती है।

ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर का कार्य सिद्धांत सिंगल-स्क्रू मॉडल के समान है: हॉपर के माध्यम से सामग्री बैरल में प्रवेश करती है, और स्क्रू का घूर्णन इसे आगे बढ़ाता है। इस प्रक्रिया के दौरान, सामग्री को संपीड़ित, गर्म, पिघलाया और समान रूप से मिश्रित किया जाता है ताकि एक सजातीय पिघल बन सके। हालांकि, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर सामग्री परिवहन, मिश्रण और प्लास्टिसाइज़ेशन में अपने सिंगल-स्क्रू समकक्षों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

आमतौर पर, समानांतर ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर सामग्री प्रसंस्करण को चार प्रमुख चरणों में विभाजित करते हैं:

• परिवहन चरण: यह चरण संभावित रुकावटों की निगरानी करते हुए स्थिर सामग्री परिवहन पर केंद्रित है ताकि बाद के चरणों में सुचारू प्रगति सुनिश्चित हो सके।
• पिघलने का चरण: यहां, सामग्री बैरल हीटिंग और स्क्रू शियर बलों के तहत पूरी तरह से पिघल जाती है, जबकि प्रारंभिक मिश्रण से गुजरती है। पिघलने की एकरूपता और गति सीधे बाद के प्लास्टिसाइज़ेशन और उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करती है।
• प्लास्टिसाइज़ेशन चरण: ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न का मुख्य भाग, यह चरण सामग्री को और पिघलाता और मिश्रित करता है, जो इष्टतम प्लास्टिसाइज़ेशन के लिए समान फैलाव और महीन मिश्रण पर जोर देता है। स्क्रू डिज़ाइन और पैरामीटर सेटिंग्स महत्वपूर्ण हैं।
• निर्वहन चरण: सामग्री को संपीड़ित किया जाता है, स्क्रू परिवहन द्वारा दबाव डाला जाता है, और अंत में डाई के माध्यम से बाहर निकाला जाता है। यह चरण डाउनस्ट्रीम निर्माण के लिए स्थिर पिघल आपूर्ति के लिए सामग्री घनत्व और एकरूपता सुनिश्चित करता है।

उत्कृष्ट मिश्रण क्षमता, सटीक प्रक्रिया नियंत्रण, उच्च दक्षता और अनुकूलन क्षमता के साथ, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर प्लास्टिक एक्सट्रूज़न में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• कंपाउंडिंग: विशेष गुणों के साथ विशेष प्लास्टिक बनाने के लिए पॉलिमर, फिलर्स और एडिटिव्स को मिश्रित करना। ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर लगातार संशोधन के लिए कुशल, समान मिश्रण प्राप्त करते हैं।
• पीईटी एक्सट्रूज़न: बोतलों, शीट्स आदि के लिए पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी) को संसाधित करना, उत्पाद की गुणवत्ता बढ़ाने के लिए गिरावट को नियंत्रित करना।
• प्रत्यक्ष शीट एक्सट्रूज़न: मध्यवर्ती पेलेटाइजेशन के बिना सीधे कच्चे माल से प्लास्टिक शीट का उत्पादन करना, लगातार मोटाई और सतह की गुणवत्ता सुनिश्चित करना।
• फोम एक्सट्रूज़न: सटीक फोमिंग एजेंट समावेश और समान विस्तार के साथ फोमेड प्लास्टिक उत्पादों (जैसे, पैनल, प्रोफाइल) का निर्माण।

सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर, बैरल में केवल एक स्क्रू के साथ, विश्वसनीयता, स्थायित्व, सादगी और सामर्थ्य के लिए जाने जाते हैं। विशिष्ट मॉडल में 25-150 मिमी (1-6 इंच) के स्क्रू व्यास और 20-30 के लंबाई-से-व्यास (एल/डी) अनुपात होते हैं, जिसमें 24 सबसे आम है।

उनका संचालन सीधा है: ठोस सामग्री हॉपर के माध्यम से प्रवेश करती है, और स्क्रू का घूर्णन इसे आगे बढ़ाता है। बैरल की गर्मी और यांत्रिक कतरनी ठोस को डाई एक्सट्रूज़न के लिए समान पिघल में बदल देती है। एक सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर में तीन मुख्य प्रणालियाँ होती हैं:

• एक्सट्रूज़न प्रणाली: मशीन का मुख्य भाग, जिसमें फीड सिस्टम, स्क्रू, हेड, डाई और बैरल शामिल हैं, ठोस पॉलिमर को सजातीय पिघल में परिवर्तित करता है। स्क्रू इस प्रक्रिया का दिल है।
• ड्राइव प्रणाली: आम तौर पर आवश्यक स्क्रू गति और टॉर्क प्रदान करने के लिए मोटर, गियरबॉक्स और बीयरिंग शामिल होते हैं। लगातार स्क्रू घूर्णन उत्पाद की स्थिरता सुनिश्चित करता है, हालांकि समायोज्य गति (10-100 आरपीएम) विभिन्न सामग्रियों को समायोजित करती है।
• हीटिंग/कूलिंग प्रणाली: इष्टतम तापमान बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण। इलेक्ट्रिक हीटिंग (प्रेरण या प्रतिरोध) बैरल को गर्म करता है, जबकि पानी या हवा का शीतलन अत्यधिक गरम होने से रोकता है जो प्लास्टिक को खराब कर सकता है।

मुख्य रूप से घर्षण पर निर्भर सामग्री परिवहन फीडिंग प्रदर्शन को सीमित करता है, जिससे ग्लास फाइबर, अकार्बनिक फिलर्स या पाउडर को शामिल करना मुश्किल हो जाता है। इसके अलावा, परिवहन, पंपिंग, पिघलने और मिश्रण एक साथ और परस्पर निर्भरता में होते हैं, जिससे प्रक्रिया नियंत्रण जटिल हो जाता है और दक्षता कम हो जाती है—विशेषकर उच्च दबाव में। फिर भी, सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं:

• बुनियादी कंपाउंडिंग: कम मांग वाली मिश्रण आवश्यकताओं के लिए।
• शीट एक्सट्रूज़न: ऐसी शीट का उत्पादन करना जहां मोटाई की एकरूपता और सतह की गुणवत्ता कम महत्वपूर्ण हो।
• प्रोफाइल एक्सट्रूज़न: प्लास्टिक प्रोफाइल का निर्माण (जैसे, खिड़की/दरवाजे के फ्रेम, सजावटी ट्रिम)।
• पाइप एक्सट्रूज़न: प्लास्टिक पाइप का उत्पादन (जैसे, पानी की आपूर्ति, जल निकासी आदि के लिए)।

कुल मिलाकर, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर कई पहलुओं में सिंगल-स्क्रू मॉडल से बेहतर प्रदर्शन करते हैं:

• मिश्रण क्षमता: ट्विन-स्क्रू इंटरमेशिंग और शियर के कारण संपूर्ण, समान मिश्रण प्रदान करते हैं।
• वेंटिंग प्रदर्शन: सह-घूर्णन ट्विन-स्क्रू बेहतर डीगैसिंग के लिए सामग्री की सतहों को लगातार नवीनीकृत करते हैं।
• दक्षता: प्रति यूनिट आउटपुट तेज एक्सट्रूज़न गति और कम ऊर्जा खपत।
• स्व-सफाई: स्वचालित सफाई अवशेषों के निर्माण को कम करती है।

हालांकि, सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर इनके लिए फायदेमंद बने हुए हैं:

• प्रक्रिया नियंत्रण: सरल नियंत्रण के साथ संचालित करना आसान है।
• लागत: सरल डिजाइन के कारण काफी सस्ता।
• बहुमुखी प्रतिभा: अभी भी कई मानक प्रक्रियाओं में लागू।

प्रत्येक एक्सट्रूडर प्रकार अंतर्निहित डिजाइन सिद्धांतों के कारण विभिन्न अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट है:

सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर:

• बुनियादी कंपाउंडिंग
• शीट एक्सट्रूज़न
• प्रोफाइल एक्सट्रूज़न
• पाइप एक्सट्रूज़न

ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर:

• उच्च-प्रदर्शन कंपाउंडिंग
• पीईटी प्रसंस्करण
• प्रत्यक्ष शीट एक्सट्रूज़न
• फोम एक्सट्रूज़न