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).

NOT: Crambe tohumları (çeşidinde Galactica) Bitki Research International, Wageningen, Hollanda tarafından sağlandı. Yağ Appelqvist 13 ile verilen yöntemle tohumlarından ekstre edilmiştir. Crambe unu, buğday glüteni Hem sonraki kullanıma kadar -18 ° C&#39;de saklandı. 1. Hamur Hazırlık <ol><li> eleme Crambe <ol><li> Büyük lif kesirler ve ezilmemiş tohum kaldırmak için: a yuvarlak Crambe yemek elek, paslanmaz çelik mutfak eleği (~ 1.5 mm, 14 meş gözenek boyutu) ince örgü. Malzeme yaşlanmayı önlemek için -18 ° C&#39;de elenmiş yemek saklayın. </li></ol></li><li> freze Crambe <ol><li> parçacık boyutunu azaltmak ve bir döner bilyalı değirmende elenmiş Crambe yemek malzemesi daha homojen bir tesis sağlamak. </li><li> Crambe yemek Değirmen 250 g 53 rpm kavanoz devrim oranı ve 24 saatlik bir öğütme süresi kullanılarak 21-25 mm çaplı seramik topları ile 7 L kavanoza her zaman. </li></ol></li><li><strong&gt; Klima <ol><li> Daha fazla işlenmeden önce 23 ° C&#39;de 48 saatlik bir minimum ve iklim kontrollü bir odada 50% bağıl nemde açık kutular tüm topu öğütülmüş Crambe unu, buğday gluten tozu şart. </li></ol></li><li> bileşenlerin karıştırılması <ol><li> bir havan ve havan tokmağı ile ince partiküllere (çevre koşullarında kapalı bir beher içinde saklanan) üre toz öğütün. </li><li> üre ve gliserol (gliserin 25.5 g ve son karışım, 100 g başına 15 g üre) karıştırın. <ol><li> bir yağ banyosu içinde, bir cam şişe içinde 65 ° C&#39;ye kadar gliserol ısıtın ve yavaş yavaş üre tozunun ekleyin. </li><li> üre, toz tamamen eriyene kadar 65 ° C sıcaklıkta bir manyetik karıştırıcı ile karıştırın. </li></ol></li></ol></li><li> Crambe ve buğday gluteni Karıştırma <ol><li> 5 dakika için bir mutfak makinesinde, karıştırma Crambe yemek tozu ve buğday gluten tozu karıştırın. Örneğin, bir 60/40 (ağırlık / ağırlık) Crambe / buğday gLuten oranı Crambe yemek 35.7 g ve son karışım, 100 g başına buğday glüteni 23.8 g kullanın. </li></ol></li><li> Karıştırma gliserol / Crambe / buğday glüteni üre <ol><li> Yavaş yavaş karıştırıldıktan makineyi karıştırma mutfakta Crambe / buğday gluteni harmana gliserol / üre karışımı ekleyin. homojen bir hamur elde edilinceye kadar, yaklaşık 2 dakika boyunca karıştırmaya devam edin. karışım 500 g her hazırlayın. </li><li> 60/40 malzeme için (a / a) Crambe ve buğday glüteni, aşağıdaki göreli ilgili bileşenlerin içerikleri: Crambe yemek 35.7 g, buğday glüteni 23.8 g, gliserol 25.5 g ve 15 g üre ( ) 100 g. Diğer iki malzeme kombinasyonları (örneğin, 70/30 ve 80/20) için, sadece Crambe ve buğday gluteni içeriğini değiştirmek. 60/40 birlikte aynı gliserol ve üre içeriğini tutun. </li></ol></li></ol> 2. Film Ekstrüzyon <ol><li> Düşük sıcaklık profili &lt;ol&gt; <li> ikiz vidalı bir ekstrüderde film ekstrüzyon gerçekleştirin. Takım bölgeleri 1-10 (her mm uzunluğundaki 80) (daha sonra &quot;düşük T profil&quot; olarak da adlandırılır), bir düşük sıcaklık profiline, kalıptan çekici kovanı üzerinde, aşağıdaki şekilde: 75-75-75-80-80-80-80-85 -85-85 ° C. Bu varil çapraz bağlama buğday glüteni engeller. </li><li> filmleri a&#39;ya düz bir levha kalıp (45 mm x 0.7 mm) kullanın. </li><li> 30 rpm ve 200 rpm arasında bir vida hızı seçin ve kalıp basıncını kaydedin. </li><li> vidalar yönelik malzeme akışını desteklemek için tahta itici yardımıyla hunisi aracılığıyla elle hamur besleyin. </li><li> kalıpta, bir konveyör kayışı 2.0 m / dk&#39;lık bir hızda çalıştırılması ile ekstrüdatın al. kuşak boyunca havalandırma soğutma (fanları) yerleştirin. </li><li> Çalışan farklı kalıp sıcaklıkları (105 ° C- (105 ° C), 110 ° C-(110 ° C), 125 ° C-(115 ° C), 130 ° C-(120 ° C) ve 140 ° C (125 ° C)) düzgün extruda vermek koşulları seçmek içinboşlukların minimum miktarda te. Not: Parantez içindeki değerler aşağıdaki kalıba, bölge 11 sıcaklığa karşılık gelir. Kalıbın hedef sıcaklığa ulaşmak için ayarlanır. </li><li> Ekstrüzyondan sonra, yaşlanma ve atmosferdeki su emilmesini önlemek için daha fazla işleme veya analize kadar sızdırmaz polietilen çantalar içinde ekstrüdatları saklayın. </li></ol></li><li> Film ekstrüzyon yüksek sıcaklık profili kullanılarak <ol><li> aşağıdaki gibi bölüm 2.1&#39;de anlatıldığı gibi filmler extrude, ancak yüksek sıcaklık profilini kullanmak, (sonradan &quot;yüksek-T profil&quot; olarak adlandırılır): 85-85-85-100-100-100-110-110-120-120-120 ekstruder 11&#39;e kadar bölgeleri 1 ° C. </li><li> 125 ° C ve 130 ° C kalıp sıcaklıkları kullanın. </li></ol></li><li> Film ekstrüzyon granülasyon işleminden sonra <ol><li> peletler elde etmek için, bir iki kordonlu kalıp kullanılarak ekstrüzyon sürekli iplikler halinde malzemeyi çıkarmak. <ol><li> ex için düşük T profilini kullanıntruder yukarıda tarif edildiği gibi varil, ve 60 rpm devir vidalayın. </li><li> Farklı Die-(zon 11) sıcaklık (130 ° C-(125 ° C), 125 ° C-(115 ° C), 105 ° C-(100 ° C) kullanarak ve 85 ° C-85 ° C () ) düzgün yüzeyli ipliklerini elde etmek. </li></ol></li><li> peletleme <ol><li> konveyör kayışı (ekstruder üzerinden malzemeyi aktarmak için yardımcı ekstrüzyon sonrasında yer alan bant) geçtikten sonra, 7 m / dakikalık bir kesme hızıyla çalıştırılan bir pelletizer içine ipliklerini besleme. </li></ol></li><li> pelet gelen film ekstrüzyon <ol><li> ekstrüder ve namlu içinde ve 125 ° C- (115 ° C) düz levha kalıp sıcaklığı düşük T profili ile ekstrüzyon filmler manuel topakları besleyin. 30 rpm arasındaki helezon devir kullanın. </li></ol></li></ol></li><li> Hacimsel besleme kullanarak film ekstrüzyon <ol><li> Otomatik besleme simüle etmek için (sanayide yaygın olarak kullanılır), kullanımıPeletler daha önce 85 ° C (adım 2.3.1-2.3.2.1) ekstrüde. </li><li> ekstrüdere besleyici bağlayın ve haznenin hacimsel besleyici modunu seçin. </li><li> sırasıyla 35 kg / saat ile 16 hunisi ve ekstruder helezon devri 120 rpm bir besleme hacmi kullanın. </li><li> haznenin düşük bir sıcaklık profili ile a&#39;ya ve 125 ° C- (115 ° C) bir Die-(zon 11) ısı kullanır. </li></ol></li></ol> 3. Post-ekstrüzyon Süreci (Sıkıştırma Kalıp) <ol><li> Çerçeve ile presleme <ol><li> İlk kurulum için 4,4 cm x 7,0 cm ve 2.6 cm x 7.0 cm parçalar halinde iki dışkılarını kesti. NOT: Çerçeve ekstüdatlara daha geniş olduğu için bu gereklidir. </li><li> Alüminyum dikdörtgen çerçeve (70 x 70 x 0,5 mm 3) &#39;de birbirine yerleştirin. </li><li> yapışmasını önlemek için her iki tarafta (PET) filmleri poli (etilen tereftalat) ile iki alüminyum plaka arasında çerçeve Sandwich, ve daha sonrabasın içine koyun. </li><li> 200 veya 400 bar basın basınç göstergesini ayarlayın. </li><li> Her bir kalıplama basıncı için, 110, 120 bir tabak sıcaklığı filmler basın ve 10 ve 20 dakika boyunca 130 ° C. </li><li> unextruded malzemeden önceden çekilmiş örnekler basın filmler için bir referans olarak kullanılabilir. alüminyum çerçeve içinde (bölüm 1.6) taze malzemenin Merkezi 7.2 gr. </li><li> Yukarıda önceden çekilmiş filmler için aynı şekilde programlanmış olan Press (3.1.4- 3.1.5 adım). </li></ol></li><li> Bir çerçeve olmadan basmak <ol><li> yapışmayı önlemek için her iki tarafta PET filmler kullanılarak iki alüminyum levha arasına (4.4 cm x 4.4 cm) kesin ve sandviç dikdörtgen örnekleri. </li><li> basın içine koyun. 50 bar, 75 bar ya da 100 bar basınç göstergesi olarak ayarlayın. </li><li> Her bir kalıplama basıncı için, 110 ° C, 120 ° C ve 130 ° C plaka sıcaklığına ile 5 ya da 10 dakika boyunca pres filmler. </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>

Yöntem ve sonuçları önceden Raşel ve ark tarafından bir makale olarak sunuldu. 5.

kalıp basıncı gibi yüksek öneme sahip olduğunu nedeni muhtemelen malzeme kabarcık oluşumunu önlemek için belli bir basınç gerekli olmasından kaynaklanmaktadır oldu. basınç çok yüksek olduğunu, ancak farklı bileşenler ayrı faz başladı. Çok düşük bir sıcaklıkta ekstrüzyon zaman çok yüksek bir sıcaklık (muhtemelen üre ve protein bozunma ürünlerinin birlikte nem) gazın serbest kalmasını ile sonuçlanırken, uyum, muhtemelen bir çapraz bağlanma, düşük derecede zayıftı. Iki aşamalı bir çekme (yani, şeritler, kalıptan çekilmiş ilk topak haline edildi ve sonra yeniden ekstrüde olduğu) için birinci ekstrüzyon adımı sağlanan daha geniş karıştırma daha homojen bir ekstrüdat ile sonuçlanmıştır. 10 ağırlıkça% 15 ila üre konsantrasyonunu azaltarak kötü hamur uyum, muhtemelen daha düşük bir çapraz bağlanma yoğunluğuna bağlı idi. Buna benzer bir şekilde, daha düşük bir gliserol konsantrasyonu ve bu nedenle daha düşük bir becerisiDaha yüksek kalıp basıncı uygulanmıştır sürece üre çözünmesi için zayıf filmler ile sonuçlanmıştır. buğday gluteni konsantrasyonu azalan, böylece Crambe yemek konsantrasyonunun arttırılması ve, toplama / ağ oluşumu daha düşük oranda sonuçlandı. Bu viskozite yükseltmek için 130 ° C, kalıp sıcaklığı artırmak ve homojen filmler oluşturmak için ihtiyacı elde ekstrüdatın malzemenin yapışkanlığı azaltılabilir. Herhangi bir kullanım için yeterli kalitede filmler halinde yumuşatılmış Crambe a&#39;ya, zor, imkansız olmasa da değildir. Bu buğday glüteni gibi hali hazırda daha ekstrüde protein Crambe karıştırma aşılabilir burada göstermektedir. En iyi kalite için, ekstrüdatlar sıkıştırma kalıplı ekstrüzyon sonra ayrı bir adım olmak gerekir. Ekstrüzyon daha küçük bir ölçekte çalışır Burada gösterilen ve yükseltme daha zorlu olması muhtemeldir. Ekstrüzyon, enjeksiyonla kalıplama ile MOS olanplastik üretimi için önemli bir ticaret yöntemleri t. Mevcut geleneksel plastik değiştirmek için, protein malzemesi, aynı teknikler 14-16 üretilebilir gereklidir. Biz buğday glüteni yardımıyla Crambe yağlı tohum yemek ekstrüde mümkün olduğunu gösteriyoruz. Olası uygulamalar ambalaj ve çeşitli ekstrüzyon profiller (örneğin, çubuklar ve silindir) uygulamaları içerir. Biz ekstrüzyon adım olarak numunelerin hazırlanması sırasında en kritik adımı düşünün. Filmlerin son kalite ekstrüzyon parametreleri ve ekstrüzyon öncesi malzeme özelliklerine bağlı güçlü bağlıydı.

daha yüksek bir değere düşük bir değerden bir malzeme yükseltirken, iki ana konular dikkate alınması gerekir: Potansiyel nihai ürün (ler) ve istenen özelliklere türü. Bu çalışma, iki nedenden dolayı paket potansiyel olarak kullanılması için, protein-bazlı plastik ekstrüzyon yöneliktir. paketleri mevcut çeşitliliği geniş, ama yenilenebilir ve biyolojik olarak parçalanabilen düşük maliyetli ambalaj malzemesi talebi son on yıl içinde hızla artmıştır. Bu eğilim en çok marka sahipleri ve yasa koyucular petrolden 1 plastik oluşturmak için seçenekler arıyor gibi devam gibi görünüyor. paketleme için gerekli malzeme özellikleri, diğer plastik ürünler için daha zorlu bir çok durumda, vardır. Başarılı bir malzeme elde edilir, ancak, potansiyel bir pazar çok büyüktür. Ambalaj malzemesi uygun kriterler bir dizi yerine getirmek gerekiyor. Kesin kriterler sızdırmazlık sistemleri / doldurma, paketin türüne bağlı olarak değişir, transport, depolama, içerik, görünüm, ürün tasarımı, vb Tüm bu parametreler ambalaj geliştirici tarafından dikkate alınmalıdır, ancak yeni ve keşfedilmemiş malzeme gelişimini başlatırken tek seferde en yüksek öncelik olamaz. Bu çalışma için odak özellikleri, mekanik ve bariyer performansları vardı. çekme ambalaj plastik yapmak için yaygın ve etkili bir yöntemdir ve genellikle çözelti dökümü gibi bir çözücü dahil değildir: Ekstrüzyon iki nedenden dolayı tercih edilen üretim metodudur. Bu nedenle, herhangi bir kurutma işlemine 2 sonunda gereklidir. Buğday glüteni, aynı zamanda, bir nişasta ürünü 3&#39;ten gelen bir yan akım bir malzemedir. Bu çalışmalar, bir dizi bir paketleme plastik gibi potansiyel göstermiştir. Buna rağmen, bazı zorluklar 4 kalır. Crambe abyssinica bir gıda kaynağı değildir ve bir çok farklı AG yetiştirilebilen ilginç bir yağlı tohum bitkisidirronomic koşullar 5,6. buğday glüteni gibi, Crambe proteini yağ üretiminden, bu durumda, bir yan ürünüdür. Bu en büyük bileşeni olarak protein, bir yağı alınmış Crambe yemek olarak elde edilir. Aynı zamanda bu tür karbonhidrat ve lif 7,8 olarak azot içermeyen özler, bir büyükçe miktarda içerir. Yemek nispeten zayıf kohesif özelliklere sahiptir ve daha yüksek kohezyon bir malzeme ile harmanlanabilir gerekmektedir. Bu çalışmada, buğday glüteni Crambe yemek destekleyici katkı maddesi olarak kullanılır. protein malzemesinin sertliği / uzayabilirlik artırmak için, bir plastikleştirici, yaygın olarak, bir katkı maddesi olarak kullanılır. Bu çalışmada, gliserol (örneğin, kolza tohumu metil esteri yakıtları), bitki petrol endüstrisinin bir yan ürünüdür ve düşük bir maliyetle 9&#39;da hazır olan, kullanılmıştır. Yenilenebilir, sırayla bir denatüre edici olarak kullanılan üre, ekstrüzyon ürününün uygun bir uyum 2,10,11 elde edildi. Ayrıca, plastikleştirici bir madde olarak çalışabilirler. yenilenebilir malzemelerÖzellikle saflaştırma, değiştirme ya da kimyasal sentez duymadan doğrudan kullanılabilir olanlar, yüksek sıcaklık işlemi için uygun değildir ve çoğu durumda, bu bölgede. meydan o petrolden ürünlerle rekabet sağlayacak özelliklere sahip bir ekstrüdatın neden uygun işleme parametreleri ve bileşimleri bulmaktır. Bu çalışmada farklı katkı maddeleri ile işleme Crambe unundan üretilen yeni bir biyo bazlı malzemenin mekanik ve engel özelliklerinin tanımlanması ve farklı koşullar 12 odaklanmaktadır. Mekanik ve oksijen bariyer özellikleri tam detayları Rasel ve diğerleri bulunur. 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.

harmanlanmış malzemeler (% 60 ağırlık yüzdesi Crambe unu ve ağırlıkla% 40 buğday glüteni) ilk karıştırma işleminden sonra sert bir hamur elde edilmiştir. malzemenin birinci ekstrüzyondan önce bir kaç dakika için bekletilmiş. Ancak, hamur düzenli bir şekilde ekstrüder hazneye beslenen edebilmek için çok yüksek bir viskoziteye sahip olmuştur. Bu nedenle, doğrudan vidaya, parça-by-birim beslendi. vidaları sabit bir hız vardı, ve elde edilen ekstrüzyon ürünü, sürekli bir film ve görsel olarak pürüzsüz bir yüzeye sahip. Ekstrüde edilmiş bir filmin bir örneği, Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Kalıp basıncı ve sıcaklığı, en önemli iki işlem parametreleri homojen ve düzgün bir film ekstrüdatları elde etmek için kontrol etmek için bulunmuştur. tipik olarak 110 ° C&#39;nin altında bir kalıp sıcaklığı, çok düşük, 130 ° C&#39;nin üzerinde bir sıcaklıkta th neden ise, sürekli bir film ekstrüdatlar sonuçlanmayanmalzemede kabarcıkların e oluşumu. Homojen ve pürüzsüz filmler elde etmek için en uygun kalıp sıcaklığı yaklaşık 125 ° C olduğu tespit edildi. En homojen ekstrüdatları elde etmek için, iki aşamalı bir işlem olup, ilk aşamada, şeritler daha düşük bir sıcaklıkta (tipik olarak 85 ° C) ve topak haline ekstrüde edildi burada, avantajlı olduğu tespit edilmiştir. Peletler daha sonra ikinci çekme aşaması için hunisine beslenmiştir. Üre içeriğinin hesaplanması ağırlıkça% 10 ila 12 15 ila indirildiğinde, hamur kaynaşmanın toz-benzeri malzeme ile sonuçlanan önemli ölçüde azalmış, Resim sürekli bir film 12 ekstrüde edilebilir. gliserol konsantrasyonu (tutulan bir ağırlıkça% 15 üre ile) indirildiğinde, hamur daha kırılgan olduğu bulunmuştur ve üre tamamen gliserol çözünmedi. Ayrıca, önemli ölçüdeyüksek kalıp basıncı homojen film almak için gerekli oldu. Bununla birlikte, bu filmlerin daha yumuşak ve daha yüksek bir gliserol içeriğine sahip nazaran daha homojen olduğu tespit edildi. Crambe yemek toz konsantrasyonu artar ve buğday gluteni konsantrasyonunun azaltılmasında zaman ekstrüzyon filmler koyu göründü, ama aynı zamanda yumuşak ve 5 daha homojen. Besleme oranı da 12 artmış olabilir. dezavantajı filmleri sadece kısmen sürekli olduğunu ve filmin kırılmaları dışında birkaç metre ortaya çıktığını oldu. Yaklaşık 130 ° C&#39;ye kadar, kalıp sıcaklığının arttırılması, ancak, sürekli film, hazırlanabilir, bazı Renk değişikliği 12 ile uygulanabilmektedir. Çok esnek ve saydam olduğu film (Şekil 2): bir çerçeve sıkışma kalıplama ince (0.1-0.2 mm kalınlık) elde edildi. 12 7 arasında değişmektedir oysa onlar ne içerdiği, sertlik, 4,9-5,6 MPa ve 0,3-0,7 MPa gücü arasında değişmektedir nasıl bağlı. Sıkıştırma kalıplama sonrası ekstrüdatlar için karşılık gelen değerler 6,4-15,0 MPa 0,3-1,1 MPa ve 8-19% 5 idi. Mekanik ölçümlerinin detayları referans 12&#39;de verilmiştir. 64 mm uzunluğundaki dambıl örnekleri, 10 mm / dakikalık bir piston başlığı hızında ASTM 23 ± 1 ° C &#39;de D882-02&#39;ye ve 50 ±% 1 RH göre çekme-test edilmiştir. Şekil 3, buğday glüteni ilavesiyle Crambe ekstrüde önemini göstermektedir. mukavemet ve özellikle genişletilebilirliği, buğday glüteni içeriği azaldıkça azalmıştır. Oksijen geçirgenliği kompozisyonuna ve (bir çerçeve ile) bir sıkıştırma kalıplama adımı kullanılan ya da değil olup olmadığını bağlı olarak 17 ila 39 cm 3 mm / (gün m 2 atm) arasında değişmekteydi. Şekil 1: sıkılmış madde. 130 ° C&#39;lik bir kalıp sıcaklığı kullanılarak haddelenmiş film. Bu ağırlık bakımından% 35.7 Crambe, 23.8 ağırlık% buğday glüten, 25.5 ağırlık% gliserol, ve ağırlıkça% 15 üre içerir. filmin genişliği 44 mm&#39;dir. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54770/54770fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54770/54770fig2.jpg" /> Şekil 2: Sıkıştırma kalıplı filmler. Ekstrüde malzeme 10 dakika süreyle 75 barda 130 ° C basın sıcaklığı kullanılarak ince, saydam filmler halinde, bir çerçeve olmadan, sıkıştırma kalıplanmış. Düz ve kırışık filmler aynı malzemeden bulunmaktadır. Sol filmin genişliği ~ 17 mm&#39;dir. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54770/54770fig2large.jpg" target="_blank">lütfen tıklayın</a>Burada bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54770/54770fig3.jpg" /> Şekil 3: Crambe içeriğinin bir fonksiyonu olarak mekanik özellikleri. Crambe / buğday glüteni karışımında Crambe içeriğinin bir fonksiyonu olarak maksimum gerilme (içi boş daireler) maksimum gerilme (dolu daireler) ve süzün. Hata çubukları standart sapmaları temsil etmektedir. Maksimum gerilme dambıl numunenin dar kısmının ilk numune kesiti (16 mm uzunluğunda ve 4 mm genişliğinde dar bir bölümü) ortalama maksimum kuvvet elde edilmiştir. düşük sıcaklık profili 125 ° C bir başlangıç ​​kalıp sıcaklığı ve 115 ° C arasında bir bölge 11 ısı ile birlikte kullanılmıştır. Vida hızı 30 rpm ve ekstrüzyon granülasyon işleminden önce olmadan yapıldı. Referans 12 elde edilen veriler. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54770/54770fig3large.jpg" target="_blank">Onu tıklayınız</a>E bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için.

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

Crambe abyssinica bitkisel yağ üretiminde yan akım değeri sınırlıdır. Bu çalışmanın amacı, daha yüksek bir değere sahip ürünler üretilebilir gösteren bu yan akım göre malzeme ekstrüde etmek için yöntemler belirlemektir. ekstrüdatlar gelecek vaat eden özelliklere sahip olduğu bulunmuştur.

Film Ekstrüzyon<em&gt; Crambe abyssinica</em&gt; / Buğday Gluten Karışımları

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

Bir Kitosan Bazlı, Lazer Aktif İnce Film Cerrahi Yapıştırıcı, &#39;SurgiLux&#39;: Hazırlık ve Gösteri

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

Için İpek Film Kültür Sistemi In vitro Analizi ve Tasarımı Biyomateryal

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

Kombinatorik Sentezi ve Polimer Film ve Nanoparçacık Kütüphaneler gelen Yüksek throughput Protein Yayın

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

Polianhidrid Nanopartiküller Yüksek throughput Karbonhidrat sentezi ve işlevsel

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

Nano ölçekli Lipid Vesiküller Hazırlanması için Sabit Basınç kontrollü Ekstrüzyon Yöntemi

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

Bir polidimetilsiloksan İnce Film Kullanarak Otomatik çift katlı lipid Membran Oluşumu

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

Parçalanabilir Thermoresponsive Hydrogels birden fazla uzunluğu ölçeklerde yolu ile reaktif ekstrüzyon, havacilik, kendinden montajlı imalatı ve 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

Hücrelerin ultra hızlı Mıknatıslanma için katyonize Magnetoferritin sentezi

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

Kuru zar elektrokimyasal mikrosıvısal Biyoalgılayıcı fotorezist tabanlı Platform: Cihaz imalat, On-chip tahlil hazırlama ve sistemin çalışması

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