Name: film extrusion of crambe abyssinica/wheat gluten blends
Uploaded: 2017-01-17T12:30:00
Duration: 6 min 51 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends at JoVE.com

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 border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="889">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<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 height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Wheat gluten</td>
			<td>Lantm&#228;nnen Reppe AB</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>It contains 77 % (w/w) gluten, 8.1 % (w/w) starch and 1.34 % (w/w) fat.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Glycerol</td>
			<td>Karlshamn Tefac AB</td>
			<td style="width:119px;">99.5 % purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Urea</td>
			<td style="width:169px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">purity &#8805; 99.5 %</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">The dough&#160;</td>
			<td style="width:169px;"></td>
			<td style="width:119px;"></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 height="21">
			<td colspan="2" height="21" style="height:21px;">Round, fine meshed stainless steel kitchen sieve</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Sieve the crambe meal</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Rotary ball mill</td>
			<td>Pascal Engineering</td>
			<td style="width:119px;"></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 mm.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Mortar and pestle</td>
			<td style="width:169px;"></td>
			<td></td>
			<td>Grinding urea</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Kitchen machine Cloer 660</td>
			<td>Cloer</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Blending crambe and wheat gluten</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Twin-screw extruder Type LTE20-48</td>
			<td style="width:169px;">Labtech Engineering LTD</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Compounding and film extrusion</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Flat sheet die</td>
			<td style="width:169px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Produce extruded flat films with a cross-section of 45 mm x 0,7 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Air Cooling Conveyor Unit type LAC-2.6</td>
			<td>Labtech Engineering LTD</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Used in the extrusion</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:307px;">Pelletizer Type LZ-120</td>
			<td>Labtech Engineering LTD</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Making pellets</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polystat 200T Hot Press&#160;</td>
			<td>Servitec Machine GmbH</td>
			<td style="width:119px;"></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 ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

A Chitosan Based, Laser Activated Thin Film Surgical Adhesive, 'SurgiLux': Preparation and Demonstration

Chitosan מבוסס, דבק הליזר הופעל סרט דק כירורגים, &#39;SurgiLux&#39;: הכנה והפגנה

Sutures are a 4,000 year old technology that remain the 'gold-standard' for wound closure by virtue of their repair strength (~100 KPa). However, sutures ...

Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design

Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design

סרט משי תרבות מערכת במבחנה ניתוח ביולוגי עיצוב

Silk films are promising protein-based biomaterials that can be fabricated with high fidelity and economically within a research laboratory environment ...

Combinatorial Synthesis of and High-throughput Protein Release from Polymer Film and Nanoparticle Libraries

סינתזה קומבינטורית של שחרור חלבון ותפוקה גבוהה מסרט הפולימר וספריות Nanoparticle

Polyanhydrides are a class of biomaterials with excellent biocompatibility and drug delivery capabilities. While they have been studied extensively with ...

High-throughput Synthesis of Carbohydrates and Functionalization of Polyanhydride Nanoparticles

תפוקה גבוהה סינתזה של פחמימות functionalization של חלקיקים Polyanhydride

Transdisciplinary approaches involving areas such as material design, nanotechnology, chemistry, and immunology have to be utilized to rationally design ...

Constant Pressure-controlled Extrusion Method for the Preparation of Nano-sized Lipid Vesicles

שחול קבוע לחץ שבשליטת שיטה להכנת בגודל ננו שלפוחית ​​שומנים

Liposomes are artificially prepared vesicles consisting of natural and synthetic phospholipids that are widely used as a cell membrane mimicking platform ...

Automated Lipid Bilayer Membrane Formation Using a Polydimethylsiloxane Thin Film

גיבוש ליפידים אוטומטי bilayer ממברנה באמצעות סרט polydimethylsiloxane רזה

An artificial lipid bilayer, or black lipid membrane (BLM), is a powerful tool for studying ion channels and protein interactions, as well as for ...

Fabricating Degradable Thermoresponsive Hydrogels on Multiple Length Scales via Reactive Extrusion, Microfluidics, Self-assembly, and Electrospinning

בדיית Thermoresponsive Hydrogels מתכלה-פיסיקליות מרובים באמצעות שחול תגובתי, מיקרופלואידיקה, הרכבה עצמית, Electrospinning

While various smart materials have been explored for a variety of biomedical applications (e.g., drug delivery, tissue engineering, bioimaging, etc.), ...

Synthesis of Cationized Magnetoferritin for Ultra-fast Magnetization of Cells

סינתזה של Cationized Magnetoferritin עבור המגנטיזציה אולטרה-מהירה של תאים

Many important biomedical applications, such as cell imaging and remote manipulation, can be achieved by labeling cells with superparamagnetic iron oxide ...

Dry Film Photoresist-based Electrochemical Microfluidic Biosensor Platform: Device Fabrication, On-chip Assay Preparation, and System Operation

פלטפורמה מבוססת Photoresist ביוסנסור אלקטרוכימי Microfluidic הסרט יבש: ייצור המכשיר, הכנה על שבב Assay, ותפעול המערכת

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An ...