Diese Doppelschneckenextrusionstechnologie kann verwendet werden, um die Vorbehandlung von lignozellulosehaltigen Biomassen vor dem Faserplattenformen kontinuierlich und effizient durchzuführen. Die homogenen thermomechanischen Zellstoffe werden kostengünstig und mit einem reduzierten Wasservolumen hergestellt. Und die Vielseitigkeit der Extrusion ermöglicht die Zugabe eines natürlichen Bindemittels in einem einzigen Durchgang.
Die Verwendung eines kombinierten Temperaturfeuchtegehalts ist ein Schlüssel für eine erfolgreiche Doppelschneckenextrusion von lignozellulosehaltigen Fasern. Sie beginnen also immer mit einem Überschuss an Wasser, dann verringern Sie die Mengen, bis Sie die gewünschte Textur erhalten. Da der Prozess sehr sensibel ist, müssen wir uns auf alle Sinne verlassen.
So fügt das Video dem Papier in naher Zukunft Sehen und Hören hinzu, riecht und berührt. Laurent Labonne, Ingenieur in meinem Labor, demonstriert das Verfahren. Laurent wird von Saif Ullah Khan, einem Doktoranden im Labor, unterstützt.
Beginnen Sie mit der Verwendung von Halbklemmen, um die Doppelschneckenextrudermodule in der richtigen Konfiguration nur für die Faserdefibration anzuschließen. Positionieren Sie das Wassereinlassrohr seitlich am Ende von Modul zwei, um die Kolbenpumpe mit der Maschine zu verbinden, und überprüfen Sie den Typ, die Länge, die Neigung und den Staffelwinkel des Schraubenelements. Setzen Sie die Schraubenelemente paarweise entlang der beiden Verzahnungswellen ein und achten Sie darauf, dass die Gewinde jedes eingesetzten Schraubenelements immer perfekt auf die zuvor montierten Elemente ausgerichtet sind.
Sobald das gesamte Schraubenprofil montiert ist, schrauben Sie die Schraubenpunkte an den Enden der beiden Wellen manuell. Schließen Sie den Zylinder der Maschine vollständig und ziehen Sie die beiden Schraubenpunkte mit einem Drehmomentschlüssel auf das vom Hersteller empfohlene Anzugsmoment an. Wenn der Lauf der Maschine teilweise wieder geöffnet und die Wellen über eine Strecke von etwa einer Dimension in den Lauf eingezogen sind, drehen Sie die Schrauben mit maximal 25 Umdrehungen pro Minute, um sicherzustellen, dass das gesamte Schraubenprofil korrekt montiert ist.
Wenn beide Wellen vollständig im Lauf eingeschlossen sind, verwenden Sie halbe Klemmen, um den Lauf an der Maschine zu befestigen, und verwenden Sie einen Füllstandstester, um zu bestätigen, dass der Lauf perfekt horizontal ist. Geben Sie für die Doppelschneckenextrusionsbehandlung die eingestellten Temperaturen jedes der Module ein und starten Sie die Temperaturregelung des Zylinders. Wenn sich die Temperatur stabilisiert hat, drehen Sie die Schnecken mit maximal 50 Umdrehungen pro Minute und befördern Sie den Doppelschneckenextruder vorsichtig mit Wasser bei einer Durchflussrate von fünf Kilogramm pro Stunde.
Warten Sie etwa 30 Sekunden, bis Wasser aus dem Ende des Fasses kommt, bevor Sie die ölhaltigen Flachsschälte mit einer Durchflussrate von drei Kilogramm pro Stunde in Modul eins einführen. Warten Sie etwa eine Minute, bis der Feststoff aus dem Extruder kommt, bevor Sie die Geschwindigkeit der Schnecken, des Wassers und der Shive-Durchflussraten in mindestens drei Erfolgsschritten schrittweise erhöhen, bis die gewünschten Sollpunkte erreicht sind. Lassen Sie die Maschine 10 bis 15 Minuten lang stabilisieren, bis der vom Motor im Laufe der Zeit verbrauchte elektrische Strom nicht mehr als 5% vom Durchschnittswert von 125 Ampere abfliegt.
Für die Zugabe von natürlichem Bindemittel beginnen Sie, sobald sich die Maschine stabilisiert hat, mit einer Geschwindigkeit von 0,5 Kilogramm pro Stunde mit dem Einführen des plastifizierten Leinsamenkuchens. Erhöhen Sie dann die Durchflussrate in mindestens drei aufeinanderfolgenden Schritten bis zum gewünschten Sollpunkt. Sobald der vom Doppelschneckenextrudermotor verbrauchte elektrische Strom vollkommen stabil ist, stellen Sie sicher, dass das entlang des Zylinders gemessene Temperaturprofil den vom Bediener angegebenen Sollwerten entspricht, und beginnen Sie mit der Probenahme der extrudierten Schäben am Auslass.
Schalten Sie am Ende der Produktion die beiden Feststoffdosierungseinheiten und die Kolbenpumpe aus und entleeren Sie die Maschine, während Sie die Drehzahl der Schrauben schrittweise auf 50 Umdrehungen pro Minute reduzieren. Wenn keine zusätzliche Probenahme aus dem Laufende kommt, reinigen Sie mit Wasser das Innere des Zylinders des Doppelschneckenextruders, während sich die Schnecken noch drehen, bis die festen Rückstände am Auslass des Laufs vollständig verschwinden. Stoppen Sie dann die Drehung der Schrauben und schalten Sie die Heizungssteuerung der Maschine aus.
Unmittelbar nach dem Doppelschneckenextrusionsprozess trocknen Sie die Extrudate mit Heißluftstrom auf eine Luftfeuchtigkeit zwischen 3% und 4%Wenn das Extrudat getrocknet ist, positionieren Sie das Material in einer vorgewärmten Form und erwärmen Sie das Material. Nach drei Minuten den entsprechenden Druck auf das Material ausüben und das Material für 150 Sekunden bei den bereits aufgestellten 200 Grad Celsius formen. Sobald die Presse geöffnet ist, entformen Sie die Platte und überprüfen Sie ihre Kohäsion.
Nach der Extrusionsraffinationsvorbehandlung kann die chemische Zusammensetzung der extrusionsraffinierten Fasern bestimmt werden. In Ermangelung der Erzeugung von flüssigem Extrakt während der Extrusionsraffinationsvorbehandlung wurde kein signifikanter Unterschied in der chemischen Zusammensetzung zwischen den rohen Schäben und den extrudierten Beobachteten beobachtet. In Bezug auf das Aussehen haben extrusionsveredelte Fasern eine flauschige Materialform, was darauf hindeutet, dass der Extrusionsprozess, insbesondere die hohe Scherrate, zu einer Modifikation der Flachschmesstruktur beiträgt.
Dies wird durch die geringeren scheinbaren und angezapften Dichten der extrudierten Schäbe im Vergleich zu den mit den Rohschälschen erhaltenen Werten bestätigt. Die morphologische Analyse der Fasern bestätigt diese Beobachtung auch als eine sehr signifikante Erhöhung ihres Seitenverhältnisses mit einem Fasermorphologie-Analysegerät. Platten aus extrudierten Fasern allein, ohne Zusatz von plastifiziertem Leinsamenkuchen als externes Bindemittel, sind nicht nur alle drei kohäsiv, sondern bieten vor allem deutlich verbesserte Gebrauchseigenschaften im Vergleich zu Platten, die durch Heißpressen der Rohschälte erhalten werden.
Insgesamt erhöht die Zugabe von plastifiziertem Leinsamenkuchen zu den extrusionsraffinierten Fasern die Biegeeigenschaften der erhaltenen Faserplatten. Tatsächlich hat die erhaltene Platte mit der Zugabe von 25% dieses Bindemittels eine Biegefestigkeit von 10,6 Mega-Pascal anstelle von nur 3,6. Zur Prozessintensivierung können die Faserraffination und die Bindemittelzugabe in einem Durchgang durchgeführt werden.
Dieser Prozess passt sich an alle Arten von Rohstoffen an.
