押出成形加工される素材とその利点

押出成形（おしだしせいけい）は、塑性（そせい）加工の一種で、耐圧性の型枠に入れられた素材に高い圧力を加え、一定断面形状のわずかな隙間から押出すことで、求める形状に加工する方法です。


▲押出成形したアルミニウム材。いくつか中空部分があり、側面のスロットに専用コネクタをはめ込めます。

素材を圧縮してダイスと呼ばれる金型から押し出し、必要な形状の断面を形成します。

製造プロセスとしての利点は、非常に複雑な断面形状を形成できる点と、素材にかかる応力が圧縮応力とせん断応力だけのため、もろい素材も成形できる点です。

また、押し出された表面は非常に滑らかになり仕上げが不要になります。

一般に押出成形される素材として金属、重合体、セラミックス、コンクリート、食品などがあり、アルミサッシの枠やレールや方立、ヒートシンクのようなアルミニウム製品の加工で多用されています。

食品では、パスタやビーフンなどの麺類、シリアル食品、お菓子、フライドポテト、ベビーフード、ペットフードなどが押出成形で作られ、一般に「エクストルーダー」と呼ばれる食品加工機が用いられます。

・まず原材料を適切な大きさにまで砕きます。

・乾いた材料に液糖、脂肪、着色料、食肉、水など必要な材料を混ぜ、調理プロセスを開始するため蒸気も加えて熱します。

・混合された原材料を押出し機に供給して金型を通し、出てきたものを適当な長さで切ります。

・押出し機内で摩擦と圧力（10から20気圧）によって加熱調理が進みます。

・このとき、デンプンの糊化という現象を利用します。

・エクストルーダーには１軸式と２軸式のものがあり、１軸式では押出工程だけを行いますが、２軸式では材料の混合工程を行った直後に連続的に押出し工程を行えるようになっています。

・このような装置は設計にもよりますが、一時間に１～２５トンの原材料を処理する能力があります。

押出成形で食品を製造すると、次のような効果が得られます。
・デンプンの糊化
・タンパク質の変性
・生の食品にある酵素の非活性化
・天然の毒素を破壊
・製品内の微生物の減少


▲中空のパスタを押出成形したマカロニ


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参考文献（wikipedia）；
押出成形（おしだしせいけい）
https://bit.ly/32tErhh

塑性加工（そせいかこう）
https://bit.ly/394Nisd

重合体（じゅうごうたい）
https://bit.ly/2I2eb4c

セラミックス（ceramic）
https://bit.ly/386b061

コンクリート（concrete）
https://bit.ly/2T2AUDi

アルミサッシ（sash）
https://bit.ly/3c9oBNj

ヒートシンク（heat sink）
https://bit.ly/2PtJ19L