Introduction aux extrudeuses

Introduction aux extrudeuses

La machine d'extrusion, souvent appelée simplement extrudeuse, est une pièce maîtresse de l'équipement industriel qui a révolutionné la transformation des aliments, la production d'aliments pour animaux et l'industrie des plastiques. En appliquant la chaleur, la pression et le cisaillement mécanique, elle transforme les matières premières en produits expansés et structurés. Voici un aperçu complet de son histoire, de sa fonctionnalité et de son entretien.

1. Brève histoire de l'extrudeuse

Le développement de l'extrudeuse est l'histoire d'une innovation progressive. Ses origines remontent au milieu du XIXe siècle avec l'invention des premières extrudeuses à piston pour la fabrication de tuyaux et de fils en plomb. Toutefois, la technologie a véritablement commencé à s'épanouir dans les années 1930, lorsqu'elle a été adaptée à la transformation des aliments. Les premières extrudeuses à vis unique ont été utilisées pour fabriquer des pâtes et des produits céréaliers.

Une avancée significative a eu lieu dans les années 1940 avec l'invention du expandeurL'extrudeuse à double vis est une machine à haut cisaillement utilisée pour l'alimentation animale. L'extrudeuse moderne à double vis, qui offre un meilleur contrôle du processus et peut traiter une plus grande variété d'ingrédients, a été développée et commercialisée dans les années 1970. Depuis lors, les progrès réalisés en matière d'ingénierie de précision, d'automatisation et de systèmes de contrôle ont fait des extrudeuses des machines très efficaces, polyvalentes et essentielles dans d'innombrables secteurs.

2. La fonction d'un extrudeur

La fonction essentielle d'une extrudeuse est de transformer une matière première pulvérulente ou granuleuse (par exemple, farine de maïs, farine de soja, granulés de plastique) en un produit cuit, texturé et façonné. Ce résultat est obtenu grâce à un processus continu qui combine plusieurs opérations unitaires :

• Mélange et pétrissage : Les ingrédients sont mélangés pour obtenir une pâte uniforme.
• La cuisine : La matière est soumise à une température et à une pression élevées à l'intérieur du tonneau, ce qui gélatinise les amidons, dénature les protéines et élimine les micro-organismes nocifs.
• Cisaillement : Les vis génèrent un cisaillement mécanique qui décompose encore davantage la structure moléculaire du matériau.
• Formage et mise en forme : La masse fondue est forcée à travers une filière située à l'extrémité du tonneau, qui donne au produit sa forme finale (par exemple, des sphères, des étoiles, des tubes, des feuilles).
• Expansion ("Puffing") : Lorsque le produit chaud et pressurisé sort de la filière, la chute soudaine de la pression atmosphérique provoque la transformation de l'humidité emprisonnée en vapeur, ce qui fait rapidement gonfler le produit et crée sa texture légère et aérée caractéristique.

3. Comment utiliser un extrudeur

L'utilisation d'une extrudeuse nécessite une attention particulière à la procédure, tant pour la qualité du produit que pour la sécurité de l'opérateur.

1. Contrôle préalable au démarrage : Assurez-vous que la machine est propre et que toutes les protections sont en place. Vérifier que la matrice et le mécanisme de coupe sont correctement installés.
2. Le chauffage : Démarrer les zones de chauffage des fûts, en leur permettant d'atteindre les températures cibles prédéterminées pour la recette spécifique du produit.
3. Alimentation : Démarrer le moteur d'entraînement principal à faible vitesse. Commencez à introduire les matières premières pré-mélangées dans la trémie d'alimentation à un rythme régulier et contrôlé.
4. Stabilisation du processus : Au fur et à mesure que le matériau remplit le cylindre, surveillez l'ampérage (charge), la température et la pression du moteur. Ajustez la vitesse d'alimentation, la vitesse de la vis et les réglages du chauffage jusqu'à ce que le produit sortant de la filière ait la texture, la forme et la couleur souhaitées. Il s'agit souvent d'un exercice d'équilibre délicat.
5. Découpage : Engager le couteau rotatif pour couper l'extrudat à la longueur souhaitée.
6. Fermeture : Pour terminer un cycle, il faut d'abord arrêter l'alimentation. Une fois que l'extrudat cesse d'émerger, arrêtez le moteur principal et les éléments chauffants.

4. Nettoyage d'une extrudeuse

Un nettoyage minutieux est essentiel pour prévenir la contamination croisée entre les lots de produits, maintenir l'hygiène et éviter la croissance microbienne.

• Purge après utilisation : Après l'arrêt, faites passer un "matériau de purge" (souvent un grain à haute teneur en fibres comme le son de riz ou un produit de nettoyage spécifique) dans la machine pour expulser le produit résiduel.
• Démontage : Une fois refroidie, déconnectez et retirez la tête de filière, l'ensemble de coupe et, si possible, les vis.
• Nettoyage manuel : Nettoyez toutes les pièces démontées, l'intérieur du tonneau et la trémie d'alimentation à l'aide de brosses, de grattoirs et de produits de nettoyage adaptés aux denrées alimentaires. Évitez les outils abrasifs qui peuvent endommager les surfaces.
• Assainissement : Après le lavage et le rinçage, désinfectez toutes les pièces pour vous assurer qu'elles sont microbiologiquement propres avant le prochain cycle de production.
• Remontage : Remontez soigneusement la machine en veillant à ce que tous les composants soient correctement fixés.

5. Maintenance et entretien d'une extrudeuse

La maintenance proactive assure la longévité, minimise les temps d'arrêt et garantit une qualité constante des produits.

• Contrôles quotidiens/avant le travail : Inspecter visuellement la machine pour détecter les fuites, les bruits inhabituels ou les vibrations. Vérifiez les niveaux de lubrification des boîtes de vitesses et des roulements.
• Lubrification programmée : Respectez le calendrier strict du fabricant pour le graissage des roulements et la vidange de l'huile du réducteur principal.
• Inspection de l'usure : Inspectez régulièrement les vis, les revêtements des cylindres et la matrice pour détecter tout signe d'usure ou d'abrasion. Les pièces usées peuvent affecter considérablement l'efficacité du traitement et la qualité du produit.
• Vérification du système d'entraînement : Surveiller la tension et l'alignement des courroies sur les moteurs utilisant un système d'entraînement par courroie.
• Étalonnage : Étalonner périodiquement les capteurs de température et les transducteurs de pression pour s'assurer que les données du processus sont exactes.

L'extrudeuse est une merveille d'ingénierie qui a beaucoup évolué depuis ses humbles débuts. Comprendre son histoire, respecter sa fonctionnalité et adhérer à des protocoles stricts pour son fonctionnement, son nettoyage et son entretien sont les clés pour libérer tout son potentiel de production d'une vaste gamme de produits qui définissent la vie moderne.