Extruder-Grundlagen

Extruder sind Schneckenpressen, die nach dem Funktionsprinzip des Fleischwolfes feste bis dickflüssige Massen unter hohem Druck und hoher Temperatur (je nach Produkt von (10 bis zu 300 (700) bar) und 120 bis 300° C) gleichmäßig aus einer Öffnung herauspressen.
Es gibt Extruder mit einer oder auch zwei Schneckenwellen. Die Förderung und der Druckaufbau werden bewirkt durch die Friktion der mit der Schnecke rotierenden Masse an der stehenden Gehäusewand(Zylinder). Die so in der Rotation zurückbleibende Masse wird von den wendelförmigen Schneckegängen zur Auslassdüse geschoben.

Als Ursprung der Extrudertechnik ist die Herstellung nahtloser Bleirohre mittels einer handbetriebenen Kolbenpresse durch Joseph Bramah 1797 in England anzusehen. 1845 wurden bereits warmplastische Massen auf den ersten, nach dem Prinzip der Archimedischen Schraube arbeitenden Schneckenpressen verarbeitet, die ca. 10 Jahre später mit einem mechanischem Antrieb versehen wurden.

1873 wurden bei den Phönix - Gummiwerken zur Herstellung nahtloser Überseetelefonkabel Einschneckenextruder eingesetzt, 1869 soll bereits der erste Doppelschneckenextruder zur industriellen Wurstwarenfabrikation verwendet worden sein. Damit war der Schritt getan, neben der Kunststofftechnologie auch der Lebensmitteltechnologie die Extrudertechnik zu erschließen. Ein weiterer Schritt zur Anwendung der Extrudertechnik auch in der Getreidetechnologie war die industrielle Teigwaren- Produktion durch Lühotzky 1935 sowie die Herstellung direkt expandierter Maiscollets 1936. Die daraus entwickelten "Erdnussflips" kamen nach dem 2. Weltkrieg durch die Adams Corp. in den Vereinigten Staaten von Amerika auf den Markt.

Extruder-Produkte sind:

• Tone und Keramische Massen
• Gummi und Kautschuk
• Thermoplastische Polymere: PVC, PE, PP, PET, PA etc.
• Lebensmittel: Teigwaren, Knabberprodukte, Cornflakes, Karamel etc.
  

Aufbau und Funktionsweise des Extruders

Ein Extruder besteht aus einem beheizten Zylinder, mit einer oder mehreren darin befindlichen Schnecken, einem aufgesetzten Einfülltrichter und einem Urformwerkzeug (Düse).

Beim Extruder sind verschiedene Zonen zu unterscheiden. In der Eintrittszone wird das Material im wesentlichen vermischt und erwärmt. In der Umwandlungszone wird das Material homogenisiert, aufgeschlossen und verdichtet. In der Ausstoßzone (Zumeß- oder Pumpzone) wird es in einem konstanten, homogenen Strom unter gleichmäßigen Druck in das Werkzeug gepreßt.

Die Extruderschnecke

Der notwendige Druckaufbau der Masse vor deren Düsenaustritt wird durch die Bildung von in sich geschlossenen, von der Extruderschnecke einerseits und dem Extrudergehäuse andererseits begrenzten Räumen erreicht, die durch die Drehung der Schneckenwelle zur Düse hin immer kleiner werden

Dies kann bei einem Einschneckenextruder durch ein konisch ausgerichtetes Gehäuse sowie durch einen abnehmenden Steigungswinkel oder durch einen zunehmenden Kerndurchmesser der Extruderschnecke erfolgen. Zweischneckenextruder werden sowohl mit konstanten Gehäuse- und Schneckendurchmessern als auch in konischen Bauformen eingesetzt, wobei die beiden Schnecken ganz, teilweise oder gar nicht ineinander greifen sowie gleich- oder gegenläufig drehen können.

Der Aufbau einer Extruderschnecke ist prinzipiell in drei Zonen einteilbar, wie dies am Beispiel der kernprogressiven Schnecke eines Einschneckenextruders dargestellt ist.