This work was supported by the Swedish governmental strategic research program Trees and Crops for the Future (TC4F), VINNOVA, and the EC FP7 project ICON. Hannah Rasel is gratefully acknowledged for performing most of the experiments in the previous paper (Reference 5).

הערה: זרעי Crambe (גלקטיקה זנים) נמסרו על ידי הבינלאומי לחקר הצמח, Wageningen, הולנד. שמן היה שחולצו מן הזרעים בשיטת Appelqvist 13. שניהם ארוחת crambe ואת גלוטן החיטה אוחסנו ב -18 ° C עד לשימוש נוסף. 1. הכנת בצק <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> crambe הסינון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסננת ארוחת crambe עם סיבוב, צפוף ודק מסנן מטבח נירוסטה (גודל נקבובי: ~ 1.5 מ&quot;מ, 14 רשת), כדי להסיר שברי סיבים גדולים וזרעי uncrushed. אחסן את הארוחה הסתננה ב -18 ° C כדי למנוע הזדקנות חומר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> crambe כרסום <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להקטין את גודל החלקיקים להפוך את החומר יותר הומוגנית, טחנת ארוחת crambe הסתננה בטחנת כדור סיבובית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיל 250 גרם של ארוחה crambe בכל פעם בצנצנת 7 L עם 21-25 מ&quot;מ קוטר כדורי קרמיקה שימוש בשיעור המהפכה צנצנת 53 סל&quot;ד ו זמן כרסום של 24 שעות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"><strong&gt; אוויר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני עיבוד נוסף, להתנות את כל האבקה ארוחה וגלוטן חיטה crambe הסתובבו הכדור בצנצנות פתוח למשך תקופה מינימלית של 48 שעות ב 23 מעלות צלזיוס, לחות יחסית של 50% בחדר אקלים מבוקר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ערבוב הרכיבים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טוחנים את אבקת אוריאה (מאוחסן מבחנה סגורה בכל תנאי הסביבה) לחלקיקים קטנים עם ובמכתש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Blend אוריאה גליצרול (25.5 גרם של גליצרול ו 15 גרם של אוריאה לכל 100 גרם של התערובת הסופית). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים את גליצרול עד 65 מעלות צלזיוס בבקבוק זכוכית באמבט שמן ומוסיפים את אבקת אוריאה לאט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבב את התערובת עם בוחש מגנטי על 65 מעלות צלזיוס עד שאבקת האוריאה נמסה לגמרי. </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ערבוב גלוטן crambe וחיטה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טוחן את אבקת ארוחת crambe ואבקת החיטה גלוטן במכונת ערבוב במטבח למשך 5 דקות. לדוגמה, עבור 60/40 (w / w) crambe / g חיטהיחס luten, השתמש 35.7 גרם של ארוחת crambe ו -23.8 גרם של גלוטן חיטה לכל 100 גרם של התערובת הסופית. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גליצרול / אוריאה ערבוב עם crambe / חיטה גלוטן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאט לאט מוסיפים את תערובת גליצרול / אוריאה אל תערובת גלוטן crambe / חיטה במטבח מכונת ערבוב תוך ערבוב לתערובת. המשך ערבוב במשך כ -2 דקות, עד לקבלת בצק אחיד מתקבלת. כן 500 גרם של התערובת בכל פעם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת החומר עם 60/40 (w / w) גלוטן crambe והחיטה, להשתמש בתכנים ביחס הבאים של המרכיבים השונים: 35.7 גרם של ארוחת crambe, 23.8 גרם של גלוטן חיטה, 25.5 גרם של גליצרול, ו -15 גרם של אוריאה ( ל -100 גרם). עבור שני שילובים חומר אחר (כלומר, 70/30 ו 80/20), לשנות רק את תוכן גלוטן crambe וחיטה. שמור את תוכן גליצרול אוריאה זהה בשילוב 60/40. </li></ol></li></ol> 2. שחולות סרטים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פרופיל בעלי טמפרטורה נמוכה &lt;ol&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצעו את שחול הסרט בתוך מכבש דו-מדחפית. אזורי סט 1-10 (כל 80 מ&quot;מ באורך) לאורך לחבית מכבש על פרופיל בטמפרטורה נמוכה (שנקרא מאוחר יותר &quot;פרופיל נמוך-T&quot;), כדלקמן: 75-75-75-80-80-80-80-85 -85-85 מעלות צלזיוס. הדבר מונע את גלוטן החיטה מן crosslinking בחבית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש למות גיליון שטוח (45 מ&quot;מ x 0.7 מ&quot;מ) כדי למתוח את הסרטים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר מהירות בורג בין 30 סל&quot;ד ו -200 סל&quot;ד ולהקליט את הלחץ למות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאכיל את הבצק ידנית דרך הופר בעזרת דוחף עץ לתמוך זרימת החומר לקראת ברגים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באותו למות, להרים את extrudate עם מסוע ההפעלה במהירות של 2.0 מ &#39;/ דקה. מניחים קירור ואוורור (אוהדים) לאורך החגורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל בטמפרטורות למות שונות (105 ° C- (105 מעלות צלזיוס), 110 ° C- (110 מעלות צלזיוס), 125 ° C- (115 מעלות צלזיוס), 130 ° C- (120 מעלות צלזיוס), ו -140 ° C- (125 ° C)) כדי לבחור את התנאים שנותנים את extruda החלקהte עם כמות של חללי מינימום. הערה: הערכים בסוגריים מתאימים הטמפרטורה באזור 11, ליד הקובייה. זה מותאם להגיע לטמפרטורת היעד למות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שחול, לאחסן את extrudates בשקיות פוליאתילן אטום עד עיבוד נוסף או ניתוח כדי למנוע ספיגת מים הזדקנות אטמוספרי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחול סרטים באמצעות הפרופיל בטמפרטורה הגבוהה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Extrude סרטים כמפורט בסעיף 2.1, אבל להשתמש בפרופיל בטמפרטורה גבוהה (שנקרא מאוחר יותר &quot;פרופיל גבוה-T&quot;), כדלקמן: 85-85-85-100-100-100-110-110-120-120-120 ° C עבור אזורי 1 עד 11 מתוך המכבש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בטמפרטורות למות של 125 ° C ו -130 ° C. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחול סרטים לאחר pelletization <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת לקבל כדורים, extrude חומר קווצות מתמשכות המכבש באמצעות למות שני גדיל. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש הפרופיל הנמוך-T עבור לשעברחבית truder, כמתואר לעיל, וכן 60-סל&quot;ד בורג מהירות הסיבוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש תמות, שונים (אזור 11) טמפרטורות (130 ° C- (125 מעלות צלזיוס), 125 ° C- (115 מעלות צלזיוס), 105 ° C- (100 מעלות צלזיוס), ו -85 ° C- (85 ° C) ) כדי לקבל את הגדילים עם משטחי ההחלקה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Pelletization <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי שעברה את המסוע (החגורה ממוקם לאחר מכבש המסייע להאכיל חומר מתוך מכבש), להאכיל את קווצות לתוך pelletizer פעולה עם מהירות חיתוך של 7 מ &#39;/ דקה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחול סרטים מהכדוריים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאכיל את הכדורים ידניים לתוך המכבש וסרטי extrude עם הפרופיל הנמוך-T בתוך החבית עם 125 ° C- (115 מעלות צלזיוס) טמפרטורה למות שטוח גיליון. השתמש מהירות סיבוב בורג של 30 סל&quot;ד. </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחול סרטים באמצעות האכלת נפח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת לדמות להזנה אוטומטית (נפוץ בתעשייה), שימושאת כדורי הנמתח בעבר על 85 מעלות צלזיוס (צעדים 2.3.1-2.3.2.1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המזין אל המכבש ולבחור את מצב מזין הנפח של הופר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש נפח האכלה של 35 ק&quot;ג / שעה ו הופר ובורג מכבש במהירויות של 16 ו -120 סל&quot;ד, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Extrude עם פרופיל הטמפרטורה הנמוך של החבית ולהשתמש טמפרטורה תמה, (אזור 11) של 125 ° C- (115 מעלות צלזיוס). </li></ol></li></ol> 3. תהליך פוסט-שחול (דפוס דחיסה) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחיצה עם המסגרת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור ההתקנה הראשונה, לחתוך שני extrudates לחתיכות של 4.4 ס&quot;מ x 7.0 ס&quot;מ ו -2.6 ס&quot;מ x 7.0 ס&quot;מ. הערה: זה נחוץ כי המסגרת היא רחבה יותר extrudates. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים אותם אחד ליד השני בתוך מסגרת מלבנית אלומיניום (70 x 70 x 0.5 מ&quot;מ 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנדוויץ המסגרת בין שתי צלחות אלומיניום באמצעות פולי (אתילן terephthalate) סרטים (PET) משני הצדדים כדי למנוע הידבקות, ולאחר מכןולהכניס אותם לתוך העיתונות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את מד הלחץ על העיתונות לבר 200 או 400. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל לחץ דפוס, לחץ על הסרטים עם טמפרטורת צלחת של 110, 120, ו -130 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות ו -20. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כהתייחסות דגימות מראש מעוקם, סרטי העיתונות מחומר unextruded. 7.2 גרם מרכז של חומר טרי (מסעיף 1.6) בתוך מסגרת אלומיניום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ עם אותן הגדרות פרמטר ובאשר הסרטים מראש המעוקם מעל (שלבי 3.1.4- 3.1.5). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחיצה ללא מסגרת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגזור דגימות מלבני כריך (4.4 ס&quot;מ X 4.4 ס&quot;מ) בין שתי צלחות אלומיניום באמצעות סרטים PET משני הצדדים כדי למנוע הידבקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים אותם בעיתונות. הגדר את מד לחץ 50 בר, 75 בר, או 100 בר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל לחץ דפוס, סרטי עיתונאים דקים 5 או 10 באמצעות 110 ° C, 120 ° C ו -130 ° בטמפרטורות צלחת C. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Aeschelmann, F., Carus, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bio-based building blocks and polymers in the world. Capacities, production and applications: Status quo and trends towards 2020. , (2015).</li><li>T&#252;re, H., G&#228;llstedt, M., Kuktaite, R., Johansson, E., Hedenqvist, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+network+structure+and+properties+of+wheat+gluten+extrudates+using+a+novel+solvent-free+approach+with+urea+as+a+combined+denaturant+and+plasticizer.">Protein network structure and properties of wheat gluten extrudates using a novel solvent-free approach with urea as a combined denaturant and plasticizer.</a> Soft Matter. 7, 9416-9423 (2011).</li><li>Belyea, R. L., Steevens, B. J., Restrepo, R. J., Clubb, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variation+in+Composition+of+By-Product+Feeds.">Variation in Composition of By-Product Feeds.</a> J. Dairy. Sci. 72 (9), 2339-2345 (1989).</li><li>G&#243;mez-Estaca, J., Gavara, R., Catal&#225;, R., Hern&#225;ndez-Mu&#241;oz, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+of+proteins+for+producing+food+packaging+materials:+A+review.">The potential of proteins for producing food packaging materials: A review.</a> Packag. Technol. Sci. , (2016).</li><li>Lazzeri, L., Leoni, O., Conte, L. S., Palmieri, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+technological+characteristics+and+potential+uses+of+Crambe+abyssinica+products.">Some technological characteristics and potential uses of Crambe abyssinica products.</a> Ind. Crops and Prod. 3, 103-112 (1994).</li><li>Lalas, S., Gortzi, O., Athanasiadis, V., Dourtoglou, E., Dourtoglou, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Full+Characterisation+of+Crambe+abyssinica+Hochst+Seed+Oil.">Full Characterisation of Crambe abyssinica Hochst Seed Oil.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 89, 2253-2258 (2012).</li><li>Carlson, K. D., Tookey, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crambe+Meal+as+a+Protein+Source+for+Feeds.">Crambe Meal as a Protein Source for Feeds.</a> J. Am. Oil Chem.Soc. 60, 1979-1985 (1983).</li><li>Massoura, E., Vereijken, J. M., Kolster, P., Derksen, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteins+from+Crambe+abyssinica+oilseed.+II.+Biochemical+and+functional+properties.">Proteins from Crambe abyssinica oilseed. II. Biochemical and functional properties.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 75, 323-335 (1988).</li><li>Quispea, C. A. G., Coronadoc, C. J. R., Carvalho, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycerol:+Production,+consumption,+prices,+characterization+and+new+trends+in+combustion.">Glycerol: Production, consumption, prices, characterization and new trends in combustion.</a> Renew. Sust. Energ. Rev. 27, 475-493 (2013).</li><li>Kuktaite, R., Plivelic, T. S., T&#252;re, H., Hedenqvist, M. S., G&#228;llstedt, M., Marttila, S., Johansson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+the+hierarchical+protein+polymer+structure:+urea+and+temperature+effects+on+wheat+gluten+films.">Changes in the hierarchical protein polymer structure: urea and temperature effects on wheat gluten films.</a> RSC Advances. 2, 11908-11914 (2012).</li><li>Bennion, B. J., Daggett, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+basis+for+the+chemical+denaturation+of+proteins+by+urea.">The molecular basis for the chemical denaturation of proteins by urea.</a> Proc.Natl.Acad.Sci. 100, 5142-5147 (2003).</li><li>Rasel, H., Johansson, T., G&#228;llstedt, M., Newson, W., Johansson, E., Hedenqvist, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+bioplastics+based+on+agricultural+side-stream+products:+Film+extrusion+of+Crambe+abyssinica/wheat+gluten+blends+for+packaging+purposes.">Development of bioplastics based on agricultural side-stream products: Film extrusion of Crambe abyssinica/wheat gluten blends for packaging purposes.</a> J. Appl. Polym. Sci. 133, 42442 (2016).</li><li>Appelqvist, L. -. &. #. 1. 9. 7. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Further+studies+on+a+multisequential+method+for+determination+of+oil+content+in+oilseeds.">Further studies on a multisequential method for determination of oil content in oilseeds.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 44, 209-214 (1967).</li><li>Verbeek, C. J. R., van den Berg, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extrusion+Processing+and+Properties+of+Protein-Based+Thermoplastics.">Extrusion Processing and Properties of Protein-Based Thermoplastics.</a> Macromol. Mater. Eng. 295, 10-21 (2010).</li><li>Ralston, B. E., Osswald, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscosity+of+Soy+Protein+Plastics+Determined+by+Screw-Driven+Capillary+Rheometry.">Viscosity of Soy Protein Plastics Determined by Screw-Driven Capillary Rheometry.</a> J Polym. Environ. 16, 169-176 (2008).</li><li>Nur Hanani, Z. A., Beatty, E., Roos, Y. H., Morris, M. A., Kerry, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manufacture+and+characterization+of+gelatin+films+derived+from+beef,+pork+and+fish+sources+using+twin+screw+extrusion.">Manufacture and characterization of gelatin films derived from beef, pork and fish sources using twin screw extrusion.</a> J. Food Eng. 113, 606-614 (2012).</li></ol>

השיטות והתוצאות הוצגו בעבר מאמר של אל Rasel et. 5.

הסיבה לחץ למות הייתה בעל חשיבות גבוהה כזה הייתה כנראה בשל העובדה כי החומר דרוש לחץ מסוים על מנת למנוע היווצרות בועה. עם זאת, המרכיבים השונים יכולים שלבו בפני עצמו אם הלחץ היה גבוה מדי. כאשר לשיחול נמוך מדי טמפרטורה, את הלכידות היו עניות, ככל הנראה בשל רמה נמוכה של crosslinking, תוך גבוהה מדי טמפרטורה הביאה לשחרור הגז (כנראה ללחות יחד עם מוצרים פגומים אוריאה וחלבון). שחול שני הצעד (כלומר כאלה בם גדילים היו ראשונים מעוקמים, pelletized, ולאחר מכן נמתחים שוב) הביאו extrudate הומוגנית יותר בגלל המיזוג הנרחב יותר שהצעד שהחול מספק לראשונה. לכידות הבצק העניות כאשר ומקטינים את ריכוז האוריאה 15 ל 10% WT היו ככל הנראה בשל צפיפות crosslink נמוכה. באנלוגיה לכך, ריכוז גליצרול נמוך, ובכך יכולת נמוכהלפזר את האוריאה, הביא סרטים עניים אלא אם כן יושם בלחץ למות גבוה. הגדלת ריכוז ארוחת crambe, ובכך להקטין את ריכוז גלוטן החיטה, הביא תואר תחתון של היווצרות צבירה / רשת. זה הוריד את הצמיגות של החומר extrudate, וכתוצאה מכך את הצורך להעלות את הטמפרטורה למות עד 130 מעלות צלזיוס כדי להעלות את הצמיגות וליצור סרטים הומוגנית. קשה, אם לא בלתי אפשרי, כדי למתוח crambe הפלסטי לתוך סרטים באיכות מספקת לכל שימוש. ונביא כאן כי זו ניתן להתגבר על ידי ערבוב crambe עם חלבון extrudable בקלות יותר כמו גלוטן חיטה. לקבלת האיכות הטובה ביותר, את extrudates צריך להיות יצוק דחיסה בשלב נפרד לאחר שחול. זה מוצג כאן כי שחול עובד בקנה מידה קטן יותר, ו upscaling צפוי להיות תובעניים יותר. שחול, יחד עם הזרקה, הם most שיטות מסחריות חשובות לייצור פלסטיק. כדי להחליף פלסטיק קונבנציונלי קיים, יש צורך שחומר החלבון יכול להיות מיוצר עם אותן הטכניקות 14-16. ומביאים כאן כי אפשר extrude ארוחת זרעים להפקת שמן crambe בעזרת גלוטן חיטה. יישומים אפשריים כוללים אריזה ויישומים עבור פרופילים משוחלים שונים (למשל, מוטות וגלילים). אנו רואים את השלב הקריטי ביותר במהלך תקופת ההכנה של הדגימות כדי להיות צעד שהחול. האיכות הסופית של הסרטים תלויים בחום על הפרמטרים שחלו ואת תכונות החומר לפני שהחול.

בעת שדרוג חומר מתוך ערך נמוך לערך גבוה, בשני נושאים עיקריים צריכים להילקח בחשבון: הסוג של מוצר סופי פוטנציאל (ים) ואת המאפיינים הנדרשים. מחקר זה מתמקד שהחול של פלסטיק מבוסס חלבון לשימוש פוטנציאלי באריזה משתי סיבות. המגוון הנוכחי של חבילות הוא נרחב, אך בקשת חומר אריזה מתחדש מתכלה בעלות הנמוכה גדלה במהירות בעשור האחרון. מגמה זו נראה כי המשך, כבעלים ומחוקקים מותג ביותר מחפשים אפשרויות ליצור פלסטיק מנפט 1. המאפיינים המהותיים הדרושים האריזה, במקרים רבים, תובעניים יותר עבור מוצרי פלסטיק אחרים. עם זאת, אם חומר מוצלח מתקבל, השוק הפוטנציאלי הוא גדול מאוד. מכולות צריכות למלא מספר הקריטריונים מתאימים. הקריטריונים המדויקים משתנים בהתאם לסוג החבילה, מילוי / איטום מערכות, transport, אחסון, תוכן, מראה, עיצוב מוצר, וכו &#39;כל הפרמטרים האלה צריכים להיחשב על ידי יזם אריזה, אבל לא הכול יכול להיות בראש סדר העדיפויות בעת ובעונה אחת כאשר ייזום והפיתוח של חומר חדש לא מוכר. המאפיינים בפוקוס למחקר זה היו ההופעות המכנות מכשול. שחול הוא העיבוד של בחירה משתי סיבות: שחול הוא שיטה נפוצה ויעילה להכנת אריזות פלסטיק, וזה בדרך כלל אינו כרוך ממס, כמו ליהוק פתרון. לפיכך, שום צעד ייבוש נדרש בסוף התהליך 2. גלוטן חיטה הוא גם חומר זרם לוואי המגיעים עמילן המוצר 3. הוא הוכיח פוטנציאל כמו פלסטיק אריזה במספר מחקרים. למרות זאת, כמה אתגרים להישאר 4. Crambe abyssinica הוא צמח זרעים להפקת שמן מעניין בכך שהוא אינו משאב מזון ניתן לגדל AG רב ושונהתנאי ronomic 5,6. כמו עם גלוטן חיטה, חלבון crambe הוא תוצר לוואי, במקרה הזה, מייצור נפט. זה מתקבל כארוחת crambe נטולה שומן, עם חלבון כמו הרכיב הגדול ביותר. הוא מכיל גם כמות גדולה למדי של תמציות ללא חנקן, כגון פחמימות 7,8 סיבים. יש הארוחה דל יחסית נכסים מלוכדים צריכה להיות מעורבב עם חומר של לכידות גבוהות. במחקר זה, גלוטן החיטה משמש כתוסף תומכת ארוחת crambe. כדי לשפר את הקשיחות / הרחבה של חומר החלבון, plasticizer הוא נפוץ כתוסף גם כן. במחקר זה, גליצרול משמש, שהוא מוצר לוואי של תעשיית הנפט צמח (למשל, דלקים מתיל אסטר זרע אונס) והוא זמין בקלות ובעלות נמוכה 9. אוריאה, גם מתחדש, משמש denaturant כדי לתת extrudate הלכידות הראויות 2,10,11. זה גם יכול לעבוד בתור plasticizer. חומרים מתחדשיםאלה, במיוחד המשמשים ישירות מהטבע, ללא טיהור, שינוי, או סינתזה כימית, הם, ברוב המקרים, לא מתאימים לטיפול בטמפרטורה גבוהה. האתגר הוא למצוא פרמטרי עיבוד מתאימים ויצירות כי לגרום extrudate עם מאפיינים המאפשרים לה להתחרות עם מוצרים מנפט. מחקר זה מתמקד באפיון התכונות המכאניות מחסום של חומר ביו מבוסס חדש המופק ארוחת crambe מעובדת עם תוספים שונים בתנאים שונים 12. הפרטים המלאים של תכונות מחסום המכאניות וחמצן נמצאים באל Rasel et. 12.

<table><tbody><tr><td>Crambe meal</td><td>Plant Research International</td><td></td><td>Defatted crambe meal, Residual from oil extraction of cultivar Galactica seeds</td></tr><tr><td>Wheat gluten</td><td>Lantm&amp;auml;nnen Reppe AB</td><td></td><td>It contains 77% (w/w) gluten, 8.1% (w/w) starch and 1.34% (w/w) fat.</td></tr><tr><td>Glycerol</td><td>Karlshamn Tefac AB</td><td>99.5% purity</td><td></td></tr><tr><td>Urea</td><td>Sigma Aldrich</td><td>purity &amp;ge; 99.5%</td><td></td></tr><tr><td>The dough</td><td></td><td></td><td>(per 100 g) prepared with 35.7 g crambe meal, 23.8 g wheat gluten, 25.5 g glycerol and 15 g urea, hence with a liquid (glycerol/urea) to solid (crambe/wheat gluten) ratio of 0.342.</td></tr><tr><td>Round, fine meshed stainless steel kitchen sieve (pore size: ~1.5&amp;nbsp;mm, 14 mesh)</td><td></td><td></td><td>Sieve the crambe meal</td></tr><tr><td>Rotary ball mill</td><td>Pascal Engineering</td><td></td><td>Milling crambe/The volume of the mill house is 7 L and it contained 215 ceramic balls, each with a diameter of 25&amp;nbsp;mm.</td></tr><tr><td>Mortar and pestle</td><td></td><td></td><td>Grinding urea</td></tr><tr><td>Kitchen machine Cloer 660</td><td>Cloer</td><td></td><td>Blending crambe and wheat gluten</td></tr><tr><td>Twin-screw extruder Type LTE20-48</td><td>Labtech Engineering LTD</td><td></td><td>Compounding and film extrusion</td></tr><tr><td>Flat sheet die</td><td></td><td></td><td>Produce extruded flat films with a cross-section of 45 mm x 0.7 mm</td></tr><tr><td>Air Cooling Conveyor Unit type LAC-2.6</td><td>Labtech Engineering LTD</td><td></td><td>Used in the extrusion</td></tr><tr><td>Pelletizer Type LZ-120</td><td>Labtech Engineering LTD</td><td></td><td>Making pellets</td></tr><tr><td>Polystat 200T Hot Press&amp;nbsp;</td><td>Servitec Machine GmbH</td><td></td><td>Hot press to press extrudates</td></tr></tbody></table>

film extrusion of crambe abyssinica/wheat gluten blends

Crambe abyssinica is a plant with potential for use in industrial (non-food) plant oil production. The side stream from this oil production is a high-protein crambe meal that has limited value, as it is not fit for food or feed use. However, it contains proteins that could potentially make it a suitable raw material for higher-value products. The purpose of this study was to find methods of making this side stream into extruded films, showing that products with a higher value can be produced. The study mainly considered the development of material compositions and methods of preparing and extruding the material. Wheat gluten was added as a supportive protein matrix material, together with glycerol as a plasticizer and urea as a denaturant. The extrudate was evaluated with respect to mechanical (tensile testing) and oxygen barrier properties, and the extrudate structure was revealed visually and by scanning electron microscopy. A denser, more homogeneous material had a lower oxygen transmission rate, higher strength, and higher extensibility. The most homogeneous films were made at an extruder die temperature of 125-130 &#176;C. It is shown here that a film can be extruded with promising mechanical and oxygen barrier properties, the latter especially after a final compression molding step.

החומרים המעורבבים (60% WT ארוחת crambe ו -40% WT גלוטן חיטה) הביאו בצק קשה לאחר הליך הערבוב הראשוני. החומר היה נח כמה דקות לפני שהחול הראשון. עם זאת, היה את הבצק גבוה מדי צמיג להיות מסוגל להיות מוזן לתוך הופר המכבש באופן קבוע. לכן, זה היה נמאס פיסה-ידי חלקים, ישירות לתוך הבורג. הבורגיים הייתה במהירות קבועה, ואת extrudate וכתוצאה מכך הסרט הייתה רציפה הייתה חלקה חזותית. דוגמא סרט extruded- מוצגת באיור 1. הלחץ למות והטמפרטורה נמצאו שני פרמטרי העיבוד החשובים ביותר לשלוט על מנת לקבל extrudates סרט הומוגנית וחלק. נמוך מדי טמפרטורה למות, בדרך כלל מתחת 110 מעלות צלזיוס, לא לגרום extrudates הסרט רצוף, ואילו בטמפרטורה מעל 130 ° C הביא ההיווצרות דואר של בועות בחומר. הטמפרטורה למות המתאימה ביותר להשיג סרטים הומוגנית וחלקים נמצאה להיות סביב 125 מעלות צלזיוס. כדי להשיג את extrudates הומוגנית ביותר, תהליך בן שני שלבים נמצא להיות יתרון, שם, בשלב הראשון, קווצות היו הנמתח על טמפרטורה נמוכה יותר (בדרך כלל 85 מעלות צלזיוס) ו pelletized. הכדורים אז הואכלו אל הופר עבור שלב שהחול השני. כאשר תוכן האוריאה היה ירד מ 15 כדי 10% WT 12, המארג של בצק ירד באופן משמעותי, וכתוצאה מכך חומר אבקה דמוית; לא סרט רצוף יכול להיות נמתח 12. כאשר ריכוז גליצרול הוקטן (עם אוריאת% שימור 15 wt), את הבצק נמצא יותר שביר, ואת האוריאה לא לפזר באופן מלא גליצרול. כמו כן, ניכר<html> לחץ למות גבוה נדרש לקבל סרטים הומוגנית. עם זאת, הסרטים האלה נמצאו חלקים יותר הומוגניות מאשר אלה עם תוכן גליצרול גבוה. כאשר מגדילים את crambe ארוחת ריכוז אבקה, ולהקטין את ריכוזיות גלוטן החיטה, סרטי extruded הופיעו כהים, אבל גם חלק יותר הומוגנית 5. שיעור ההאכלה גם יכול להיות מוגבר 12. החסרון היה כי הסרטים היו רק חלקית רציפים, ו שבר סרט הופיע כמה מטרים זה מזה. עם זאת, כאשר הגדלת הטמפרטורה למות כ 130 מעלות צלזיוס, סרטים רציפים יכולים להיות מוכנים, אם כי עם כמה כתמים 12. דפוס דחיסה ללא מסגרת הניב דק (עובי: 0.1-0.2 מ&quot;מ) סרטים שהיו מאוד גמישים שקופים (איור 2). <html> ithin-page = &quot;1&quot;&gt; בהתאם לאופן שבו extrudates נעשה ומה הן מכילות, הנוקשות נעות בין 4.9-5.6 מגפ&quot;ס ואת כוח 0.3-0.7 מגפ&quot;ס, ואילו הרחבה נעה בין 7 ל -16% 12. הערכים המקבילים עבור extrudates לאחר דפוס דחיסה היו 6.4-15.0 מגפ&quot;ס, 0.3-1.1 מגפ&quot;ס, ו 8-19% 5. פרטים של מדידות מכניות מקבלים התייחסות 12. 64 דגימות המשקולת מ&quot;מ באורך היו נבדק מתיחה פי D882-02 ASTM ב 23 ± 1 ° C ו- 50 ± 1% לחות יחסית, עם מהירות crosshead של 10 מ&quot;מ / דקה. איור 3 מראה את החשיבות של לשיחול crambe בתוספת גלוטן חיטה. כוחו, ובעיקר הרחבה, ירד עם ירידת תוכן גלוטן החיטה. חדירות החמצן נעות בין 17 כדי 39 סנטימטר 3 מ&quot;מ / (יום מ 2 ATM), תלויים בהרכב והאם צעד דפוס דחיסה (עם מסגרת) שמש או לא. ther.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54770/54770fig1.jpg" /> איור 1: חומר מוסגר. סרט Extruded באמצעות טמפרטורה למות של 130 מעלות צלזיוס. הוא מכיל 35.7% WT crambe, 23.8% WT גלוטן חיטה, 25.5% WT גליצרול, ו -15% WT אוריאה. רוחבו של הסרט הוא 44 מ&quot;מ. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54770/54770fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54770/54770fig2.jpg" /> איור 2: סרטי יצוק דחיסה. חומר מוסגר דחיסה יצוקה, ללא מסגרת, לתוך שכבות דקות, שקופות באמצעות טמפרטורת עיתונות C 130 ° ב 75 בר למשך 10 דקות. הסרטים השטוחים ומקומטים הם מאותו החומר. רוחבו של הסרט שנותר הוא ~ 17 מ&quot;מ. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54770/54770fig2large.jpg" target="_blank">בבקשה תלחץ</a>כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/54770/54770fig3.jpg" /> איור 3: תכונות מכניות כפונקציה של תוכן crambe. לחץ מקסימאלי (עיגולים מלאים) ומתח בבית לחץ מקסימאלי (עיגולים פתוחים) כפונקציה של תוכן crambe בתערובת גלוטן crambe / החיטה. הברים שגיאה מייצגים את סטיית התקן. מתח מקסימאלי התקבל הכח המקסימאלי לכל חתך מדגם הראשוני של חלק הצר של דגימת המשקולת (גזרה צרה: באורך 16 מ&quot;מ ו 4 מ&quot;מ רחב). הפרופיל בטמפרטורה הנמוכה שמש עם טמפרטורה למות ראשונית של 125 מעלות צלזיוס, טמפרטורת 11 אזור של 115 מעלות צלזיוס. מהירות הבורג הייתה 30 סל&quot;ד, ו שהחול בוצע ללא pelletization המוקדמת. נתונים שהתקבלו בהפניה 12. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54770/54770fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ אותה</a>דואר כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Watch this Scientific Journal Video about Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends at JoVE.com

Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

זרם לוואי מייצור שמן צמח של abyssinica Crambe הגביל ערך. מטרת המחקר הנוכחי הייתה למצוא שיטות לשיחול חומרים המבוססים על הנחל בצד הזה, הוכחת כי מוצרים עם ערך גבוה יותר יכול להיות מיוצר. Extrudates נמצא כבעלי תכונות מבטיחות.

סרטים שחול של<em&gt; Crambe abyssinica</em&gt; / חיטה גלוטן תערובות

Crambe abyssinica is a plant with potential for use in industrial (non-food) plant oil production. The side stream from this oil production is a ...

film-extrusion-of-crambe-abyssinicawheat-gluten-blends

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

9.9K Views.  SIG Combibloc.  זרם לוואי מייצור שמן צמח של abyssinica Crambe הגביל ערך. מטרת המחקר הנוכחי הייתה למצוא שיטות לשיחול חומרים המבוססים על הנחל בצד הזה, הוכחת כי מוצרים עם ערך גבוה יותר יכול להיות מיוצר. Extrudates נמצא כבעלי תכונות מבטיחות. 

Video: Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

High-throughput Screening of Carbohydrate-degrading Enzymes Using Novel Insoluble Chromogenic Substrate Assay Kits

Carbohydrates active enzymes (CAZymes) have multiple roles in vivo and are widely used for industrial processing in the biofuel, textile, detergent, paper and food industries. A deeper understanding of CAZymes is important from both fundamental biology and industrial standpoints. Vast numbers of CAZymes exist in nature (especially in microorganisms) and hundreds of thousands have been cataloged and described in the carbohydrate active enzyme database (CAZy). However, the rate of discovery of putative enzymes has outstripped our ability to biochemically characterize their activities. One reason for this is that advances in genome and transcriptome sequencing, together with associated bioinformatics tools allow for rapid identification of candidate CAZymes, but technology for determining an enzyme's biochemical characteristics has advanced more slowly. To address this technology gap, a novel high-throughput assay kit based on insoluble chromogenic substrates is described here. Two distinct substrate types were produced: Chromogenic Polymer Hydrogel (CPH) substrates (made from purified polysaccharides and proteins) and Insoluble Chromogenic Biomass (ICB) substrates (made from complex biomass materials). Both CPH and ICB substrates are provided in a 96-well high-throughput assay system. The CPH substrates can be made in four different colors, enabling them to be mixed together and thus increasing assay throughput. The protocol describes a 96-well plate assay and illustrates how this assay can be used for screening the activities of enzymes, enzyme cocktails, and broths.

A high-throughput assay for enzyme screening is described. This multiplexed ready-to-use assay kit comprises of pre-chosen Chromogenic Polymer Hydrogel (CPH) substrates and complex Insoluble Chromogenic Biomass (ICB) substrates. Target enzymes are polysaccharide degrading endo-enzymes and proteases.

הקרנת תפוקה גבוהה של אנזימים פחמימות-משפיל שימוש רומן מסיסים chromogenic המצע Assay ערכות

Carbohydrates active enzymes (CAZymes) have multiple roles in vivo and are widely used for industrial processing in the biofuel, textile, detergent, paper ...

Biochemistry

Method to Produce Durable Pellets at Lower Energy Consumption Using High Moisture Corn Stover and a Corn Starch Binder in a Flat Die Pellet Mill

A major challenge in the production of pellets is the high cost associated with drying biomass from 30 to 10% (w.b.) moisture content. At Idaho National Laboratory, a high-moisture pelleting process was developed to reduce the drying cost. In this process the biomass pellets are produced at higher feedstock moisture contents than conventional methods, and the high moisture pellets produced are further dried in energy efficient dryers. This process helps to reduce the feedstock moisture content by about 5-10% during pelleting, which is mainly due to frictional heat developed in the die. The objective of this research was to explore how binder addition influences the pellet quality and energy consumption of the high-moisture pelleting process in a flat die pellet mill. In the present study, raw corn stover was pelleted at moistures of 33, 36, and 39% (w.b.) by addition of 0, 2, and 4% pure corn starch. The partially dried pellets produced were further dried in a laboratory oven at 70 &#176;C for 3-4 hr to lower the pellet moisture to less than 9% (w.b.). The high moisture and dried pellets were evaluated for their physical properties, such as bulk density and durability. The results indicated that increasing the binder percentage to 4% improved pellet durability and reduced the specific energy consumption by 20-40% compared to pellets with no binder. At higher binder addition (4%), the reduction in feedstock moisture during pelleting was &#60;4%, whereas the reduction was about 7-8% without the binder. With 4% binder and 33% (w.b.) feedstock moisture content, the bulk density and durability values observed of the dried pellets were &#62;510 kg/m3 and &#62;98%, respectively, and the percent fine particles generated was&#160;reduced to &#60;3%.

In this study, a protocol was developed to produce good quality pellets using a flat die pellet mill at reduced specific energy consumption testing high-moisture corn stover and a starch based binder. The results indicated that adding a corn starch binder improved the pellet durability, reduced percent fines and decreased specific energy consumption.

שיטה לייצר כדוריות עמידה צריכת אנרגיה נמוכה יותר שימוש סטובר תירס לחות גבוהה קלסר עמילן תירס בטחנת גלולת Die שטוחה

A major challenge in the production of pellets is the high cost associated with drying biomass from 30 to 10% (w.b.) moisture content. At Idaho National ...

Environment

Composition and Properties of Aquafaba: Water Recovered from Commercially Canned Chickpeas

Chickpea and other pulses are commonly sold as canned products packed in a thick solution or a brine. This solution has recently been shown to produce stable foams and emulsions, and can act as a thickener. Recently interest in this product has been enhanced through the internet where it is proposed that this solution, now called aquafaba by a growing community, can be used a replacement for egg and milk protein. As aquafaba is both new and being developed by an internet based community little is known of its composition or properties. Aquafaba was recovered from 10 commercial canned chickpea products and correlations among aquafaba composition, density, viscosity and foaming properties were investigated. Proton NMR was used to characterize aquafaba composition before and after ultrafiltration through membranes with different molecular weight cut offs (MWCOs of 3, 10, or 50 kDa). A protocol for electrophoresis, and peptide mass fingerprinting is also presented. Those methods provided valuable information regarding components responsible for aquafaba functional properties. This information will allow the development of practices to produce standard commercial aquafaba products and may help consumers select products of superior or consistent utility.

Aquafaba is a viscous juice from canned chickpea that, when stirred vigorously, produces a relatively stable white froth or foam. The primary research goal is to identify the components of aquafaba that contribute viscosifying/thickening properties using nuclear magnetic resonance (NMR), ultrafiltration, electrophoresis, and peptide mass fingerprinting.

ההרכב והמאפיינים של Aquafaba: מים התאוששה מסחרית שימורי חומוס

Chickpea and other pulses are commonly sold as canned products packed in a thick solution or a brine. This solution has recently been shown to produce ...

A Protocol for the Production of Gliadin-cyanoacrylate Nanoparticles for Hydrophilic Coating

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray coating. These nanoparticles are produced by the polymerization reaction of alkyl cyanoacrylate on the surface of cereal protein (gliadin) molecules. Alkyl cyanoacrylate is a monomer that instantly polymerizes at RT when it is applied to the surface of materials. Its polymerization reaction is initiated by the trace amounts of weakly basic or nucleophilic species on the surface, including moisture. Once polymerized, the polymerized alkyl cyanoacrylates show a strong affinity with the object materials because nitrile groups are in the backbone of poly (alkyl cyanoacrylate). Proteins also work as initiator for this polymerization because they contain amine groups that can initiate the polymerization of cyanoacrylate. If aggregated protein is used as an initiator, protein aggregate is surrounded by the hydrophobic poly(alkyl cyanoacrylate) chains after the polymerization reaction of alkyl cyanoacrylate. By controlling the experimental condition, particles in the nanometer range are produced. The produced nanoparticles readily adsorb to the surface of most materials including glass, metals, plastics, wood, leather, and fabrics. When the surface of a material is sprayed with the produced nanoparticle suspension and rinsed with water, the micellar structure of nanoparticle changes its conformation, and the hydrophilic proteins are exposed to the air. As a result, the nanoparticle-coated surface changes to hydrophilic.

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic. The produced nanoparticle is an assembly of gliadin-cyanoacrylate diblock copolymers. Spray coating with the produced nanoparticle changes the surface of target material to a hydrophilic surface.

פרוטוקול עבור ההפקה של חלקיקי גליאדין-cyanoacrylate לציפוי הידרופיליות

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray ...

Chemistry

Ammonia Fiber Expansion (AFEX) Pretreatment of Lignocellulosic Biomass

Lignocellulosic materials are plant-derived feedstocks, such as crop residues (e.g., corn stover, rice straw, and sugar cane bagasse) and purpose-grown energy crops (e.g., miscanthus, and switchgrass) that are available in large quantities to produce biofuels, biochemicals, and animal feed. Plant polysaccharides (i.e., cellulose, hemicellulose, and pectin) embedded within cell walls are highly recalcitrant towards conversion into useful products. Ammonia fiber expansion (AFEX) is a thermochemical pretreatment that increases accessibility of polysaccharides to enzymes for hydrolysis into fermentable sugars. These released sugars can be converted into fuels and chemicals in a biorefinery. Here, we describe a laboratory-scale batch AFEX process to produce pretreated biomass on the gram-scale without any ammonia recycling. The laboratory-scale process can be used to identify optimal pretreatment conditions (e.g., ammonia loading, water loading, biomass loading, temperature, pressure, residence time, etc.) and generates sufficient quantities of pretreated samples for detailed physicochemical characterization and enzymatic/microbial analysis. The yield of fermentable sugars from enzymatic hydrolysis of corn stover pretreated using the laboratory-scale AFEX process is comparable to pilot-scale AFEX process under similar pretreatment conditions. This paper is intended to provide a detailed standard operating procedure for the safe and consistent operation of laboratory-scale reactors for performing AFEX pretreatment of lignocellulosic biomass.

Ammonia Fiber Expansion AFEX Pretreatment of Lignocellulosic Biomass

Ammonia fiber expansion (AFEX) is a thermochemical pretreatment technology that can convert lignocellulosic biomass (e.g., corn stover, rice straw, and sugarcane bagasse) into a highly digestible feedstock for both biofuels and animal feed applications. Here, we describe a laboratory-scale method for conducting AFEX pretreatment on lignocellulosic biomass.

אמוניה הרחבת סיבים (AFEX) טרום טיפול של ליגנותאית ביומסה

Lignocellulosic materials are plant-derived feedstocks, such as crop residues (e.g., corn stover, rice straw, and sugar cane bagasse) and purpose-grown ...

Manufacturing Of Robust Natural Fiber Preforms Utilizing Bacterial Cellulose as Binder

A novel method of manufacturing rigid and robust natural fiber preforms is presented here. This method is based on a papermaking process, whereby loose and short sisal fibers are dispersed into a water suspension containing bacterial cellulose. The fiber and nanocellulose suspension is then filtered (using vacuum or gravity) and the wet filter cake pressed to squeeze out any excess water, followed by a drying step. This will result in the hornification of the bacterial cellulose network, holding the loose natural fibers together.
Our method is specially suited for the manufacturing of rigid and robust preforms of hydrophilic fibers. The porous and hydrophilic nature of such fibers results in significant water uptake, drawing in the bacterial cellulose dispersed in the suspension. The bacterial cellulose will then be filtered against the surface of these fibers, forming a bacterial cellulose coating. When the loose fiber-bacterial cellulose suspension is filtered and dried, the adjacent bacterial cellulose forms a network and hornified to hold the otherwise loose fibers together.
The introduction of bacterial cellulose into the preform resulted in a significant increase of the mechanical properties of the fiber preforms. This can be attributed to the high stiffness and strength of the bacterial cellulose network. With this preform, renewable high performance hierarchical composites can also be manufactured by using conventional composite production methods, such as resin film infusion (RFI) or resin transfer molding (RTM). Here, we also describe the manufacturing of renewable hierarchical composites using double bag vacuum assisted resin infusion.

We present a novel method of manufacturing rigid and robust short natural fiber preforms using a papermaking process. Bacterial cellulose acts simultaneously as the binder for the loose fibers and provides rigidity to the fiber preforms. These preforms can be infused with a resin to produce truly green hierarchical composites.

ייצור של תבניות ייצרו מראש חזקות סיבים טבעיים ניצול קטריאלי תאית כמו בינדר

A novel method of manufacturing rigid and robust natural fiber preforms is presented here. This method is based on a papermaking process, whereby loose ...

Molecular Entanglement and Electrospinnability of Biopolymers

Electrospinning is a fascinating technique to fabricate micro- to nano-scale fibers from a wide variety of materials. For biopolymers, molecular entanglement of the constituent polymers in the spinning dope was found to be an essential prerequisite for successful electrospinning. Rheology is a powerful tool to probe the molecular conformation and interaction of biopolymers. In this report, we demonstrate the protocol for utilizing rheology to evaluate the electrospinnability of two biopolymers, starch and pullulan, from their dimethyl sulfoxide (DMSO)/water dispersions. Well-formed starch and pullulan fibers with average diameters in the submicron to micron range were obtained. Electrospinnability was evaluated by visual and microscopic observation of the fibers formed. By correlating the rheological properties of the dispersions to their electrospinnability, we demonstrate that molecular conformation, molecular entanglement, and shear viscosity all affect electrospinning. Rheology is not only useful in solvent system selection and process optimization, but also in understanding the mechanism of fiber formation on a molecular level.

Electrospinning is a fascinating technique used to fabricate micro- to nano-scale fibers from a wide variety of materials. Molecular entanglement of the constituent polymers in the spinning dope is essential for successful electrospinning. We present a protocol for utilizing rheology to evaluate the electrospinnability of two biopolymers, starch and pullulan.

מולקולרי הסתבכות וElectrospinnability של Biopolymers

Electrospinning is a fascinating technique to fabricate micro- to nano-scale fibers from a wide variety of materials. For biopolymers, molecular ...

Twin-Screw Extrusion Process to Produce Renewable Fiberboards

A versatile twin-screw extrusion process to provide an efficient thermo-mechano-chemical pre-treatment on lignocellulosic biomass before using it as source of mechanical reinforcement in fully bio-based fiberboards was developed. Various lignocellulosic crop by-products have already been successfully pre-treated through this process, e.g., cereal straws (especially rice), coriander straw, shives from oleaginous flax straw, and bark of both amaranth and sunflower stems.
The extrusion process results in a marked increase in the average fiber aspect ratio, leading to improved mechanical properties of fiberboards. The twin-screw extruder can also be fitted with a filtration module at the end of the barrel. The continuous extraction of various chemicals (e.g., free sugars, hemicelluloses, volatiles from essential oil fractions, etc.) from the lignocellulosic substrate, and the fiber refining can, therefore, be performed simultaneously.
The extruder can also be used for its mixing ability: a natural binder (e.g., Organosolv lignins, protein-based oilcakes, starch, etc.) can be added to the refined fibers at the end of the screw profile. The obtained premix is ready to be molded through hot pressing, with the natural binder contributing to fiberboard cohesion. Such a combined process in a single extruder pass improves the production time, production cost, and may lead to reduction in plant production size. Because all the operations are performed in a single step, fiber morphology is better preserved, thanks to a reduced residence time of the material inside the extruder, resulting in enhanced material performances. Such one-step extrusion operation may be at the origin of a valuable industrial process intensification.
Compared to commercial wood-based materials, these fully bio-based fiberboards do not emit any formaldehyde, and they could find various applications, e.g., intermediate containers, furniture, domestic flooring, shelving, general construction, etc.

A versatile twin-screw extrusion process to provide an efficient thermo-mechano-chemical pretreatment on lignocellulosic biomass was developed, which leads to an increased average fiber aspect ratio. A natural binder can also be added continuously after fiber refining, leading to bio-based fiberboards with improved mechanical properties after hot pressing of the obtained extruded material.

תהליך שחול טווין בורג לייצור סיבים מתחדשים

A versatile twin-screw extrusion process to provide an efficient thermo-mechano-chemical pre-treatment on lignocellulosic biomass before using it as ...

Engineering

Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer

Three-dimensional (3D) printing is an increasingly popular manufacturing technique that allows highly complex objects to be fabricated with no retooling costs. This increasing popularity is partly driven by falling barriers to entry such as system set-up costs and ease of operation. The following protocol presents the design and construction of an Additive Manufacturing Melt Extrusion (ADDME) 3D printer for the fabrication of custom parts and components. ADDME has been designed with a combination of 3D-printed, laser-cut, and online-sourced components. The protocol is arranged into easy-to-follow sections, with detailed diagrams and parts lists under the headings of framing, y-axis and bed, x-axis, extrusion, electronics, and software. The performance of ADDME is evaluated through extrusion testing and 3D printing of complex objects using viscous cream, chocolate, and Pluronic F-127 (a model for bioinks). The results indicate that ADDME is a capable platform for the fabrication of materials and constructs for use in a wide range of industries. The combination of detailed diagrams and video content facilitates access to low-cost, easy-to-operate equipment for individuals interested in 3D printing of complex objects from a wide range of materials.

The aim of this work is to design and construct a reservoir-based melt extrusion three-dimensional printer made from open-source and low-cost components for applications in the biomedical and food printing industries.

עיצוב של מקור פתוח, ביודיו בעלות נמוכה ומזון נמס ההבלטה מדפסת תלת-ממד

Three-dimensional (3D) printing is an increasingly popular manufacturing technique that allows highly complex objects to be fabricated with no retooling ...

רתימת Gracilaria gracilis: פוטנציאל ביו-אקטיבי לחדשנות בת-קיימא

Valorization of the Red Seaweed Gracilaria gracilis Through a Biorefinery Approach

The interest in seaweeds as an abundant feedstock to obtain valuable and multitarget bioactive ingredients is continuously growing. In this work, we explore the potential of Gracilaria gracilis, an edible red seaweed cultivated worldwide for its commercial interest as a source of agar and other ingredients for cosmetic, pharmacological, food, and feed applications.
G. gracilis growth conditions were optimized through vegetative propagation and sporulation while manipulating the physicochemical conditions to achieve a large biomass stock. Green extraction methodologies with ethanol and water were performed over the seaweed biomass. The bioactive potential of extracts was assessed through a set of in vitro assays concerning their cytotoxicity, antioxidant, and antimicrobial properties. Additionally, dried seaweed biomass was incorporated into pasta formulations to increase food&#39;s nutritional value. Pigments extracted from G. gracilis have also been incorporated into yogurt as a natural colorant, and their stability was evaluated. Both products were submitted to the appreciation of a semi-trained sensorial panel aiming to achieve the best final formulation before reaching the market.
Results support the versatility of G. gracilis whether it is applied as a whole biomass, extracts and/or pigments. Through implementing several optimized protocols, this work allows the development of products with the potential to profit the food, cosmetic, and aquaculture markets, promoting environmental sustainability and a blue circular economy.
Moreover, and in line with a biorefinery approach, the residual seaweed biomass will be used as biostimulant for plant growth or converted to carbon materials to be used in water purification of the in-house aquaculture systems of MARE-Polytechnic of Leiria, Portugal.

מחבר זרקור: חקר התרכובות הביו-אקטיביות של אצות לחידושים בני-קיימא בתעשיות 

Here, we describe several protocols aiming at an integrated valorization of Gracilaria gracilis: wild species harvesting, in-house growth, and extraction of bioactive ingredients. The extracts&#39; antioxidant, antimicrobial, and cytotoxic effects are evaluated, along with the nutritional and stability assessment of food enriched with whole seaweed biomass and pigments.

הערכה של אצה אדומה Gracilaria gracilis באמצעות גישה של זיקוק ביולוגי

The interest in seaweeds as an abundant feedstock to obtain valuable and multitarget bioactive ingredients is continuously growing. In this work, we ...

סרטים שחול של

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video