Name: twin-screw extrusion process to produce renewable fiberboards
Uploaded: 2021-01-27T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Twin-Screw Extrusion Process to Produce Renewable Fiberboards at JoVE.com

1. Bereid de grondstoffen voor
<ol><li>Gebruik oliehoudende vlasschaar, die het resultaat is van een voorstadium van mechanische extractie van de bastvezels uit stro in een "all fiber" extractieapparaat51. Gebruik een vibrerende zeef om korte textielvezels te verwijderen die ze nog kunnen bevatten. OPMERKING: Aangezien het verwijderen van deze korte textielvezels moeilijk kan zijn, aarzel dan niet om deze zeefbewerking zo vaak als nodig te herhalen. Hier is het doel om de stroom van de olieho...

Het hier beschreven protocol beschrijft hoe de extrusie-raffinage van lignocellulosische vezels kan worden verwerkt voordat ze worden gebruikt als mechanische versterking in hernieuwbare platen. Hier is de gebruikte twin-screw extruder een pilot scale machine. Met schroeven met een diameter van 53 mm (D) is het uitgerust met acht modules, elk 4D lang, behalve module 1 met een 8D lengte, overeenkomend met een totale lengte van 36D (d.w.z. 1.908 mm) voor het vat. De lengte is lang genoeg om op het verwerkte materiaal de op...

Extrusie is een proces waarbij een stromend materiaal door een hete matrijs wordt geperst. Extrusie maakt het daarom mogelijk om voorverwarmde producten onder druk te vormen. De eerste industriële single-screw extruder verscheen in 1873. Het werd gebruikt voor de vervaardiging van metalen doorlopende kabels. Vanaf 1930 werd extrusie met één schroef aangepast aan de voedingsmiddelenindustrie om worsten en verleden te produceren. Omgekeerd is de eerste twin-screw extruder voor het eerst gebruikt voor ontwikkelingen in de voedingsmiddelenindustrie. Het verscheen pas in de jaren 1940 op het gebied van synthetische polymeren. Voor dit doel werden nieuwe machines ontworpen en hun werking werd ook gemodelleerd1. Er werd een systeem met co-penetrerende en co-roterende schroeven ontwikkeld, waardoor het mengen en extrusie tegelijkertijd kon worden uitgevoerd. Sindsdien heeft de extrusietechnologie zich voortdurend ontwikkeld door het ontwerpen van nieuwe soorten schroeven. Tegenwoordig maakt de voedingsindustrie uitgebreid gebruik van twin-screw extrusie, hoewel het duurder is dan single-screw extrusie, omdat twin-screw extrusie toegang geeft tot meer uitgewerkte materiaalverwerking en eindproducten. Het wordt met name gebruikt voor extrusie-koken van zetmeelrijke producten, maar ook voor het texturing van eiwitten en de vervaardiging van voeder voor gezelschapsdieren en visvoer.
Meer recentelijk heeft twin-screw extrusie zijn toepassingsgebied uitgebreid tot de thermomechano-chemische fractionering van plantaardig materiaal2,3. Dit nieuwe concept heeft geleid tot de ontwikkeling van echte reactoren die in één stap in staat zijn plantenaangelegenheden te transformeren of te fractioneren, tot de afzonderlijke productie van een extract en een raffinaat door vloeistof/vaste scheiding2,3,4. De werkzaamheden van het Laboratorium voor Agro-industriële Chemie (LCA) hebben de vele mogelijkheden van de twin-screw technologie voor de fractionering en valorisatie van agroresources2,3benadrukt . Enkele voorbeelden zijn: 1) De mechanische persing en/of "groene" oplosmiddelextractie van plantaardige olie5,6,7,8,9,10. 2) De extractie van hemicelluloses11,12, pectines13, eiwitten14,15, en polyfenolische extracten16. 3) De enzymatische afbraak van plantencelwanden voor de productie van bio-ethanol van de tweede generatie17. 4) De productie van biocomposietmaterialen met eiwit18 of polysacharide19 matrices. 5) De productie van thermoplastische materialen door het mengen van granen, en bio-based polyesters20,21. 6) De productie van biocomposieten door het samenstellen van een thermoplastisch polymeer, al dan niet biobased, en plantenvullers22,23. 7) De defibration van lignocellulosic materialen voor het produceren van document pulp13,24,en vezelplaten25,26,27,28,29,30,31,32.
De twin-screw extruder wordt vaak beschouwd als een continue thermo-mechano-chemische (TMC) reactor. Inderdaad, het combineert in een enkele stap chemische, thermische en, ook, mechanische acties. De chemische resulteert in de mogelijkheid om vloeibare reagentia op verschillende punten langs het vat te injecteren. De thermische is mogelijk door de thermische regeling van het vat. Ten slotte hangt de mechanische af van de keuze van de schroefelementen langs het schroefprofiel.
Voor de defibratie van lignocellulosische materialen om vezelplaten te produceren, hebben de meest recente werken rijststro25,28,korianderstro26,29,oliehoudende vlassnuves27 en zonnebloem30,32 en amarant31 schorsen gebruikt. Het huidige belang van lignocellulosische biomassa voor een dergelijke toepassing (d.w.z. mechanische versterking) wordt verklaard door de regelmatige uitputting van bosbronnen die worden gebruikt voor de productie van materialen op basis van hout. Gewasresten zijn goedkoop en kunnen op grote schaal beschikbaar zijn. Bovendien worden huidige houtdeeltjes gemengd met petrochemische harsen die giftig kunnen zijn. Vaak goed voor meer dan 30% van de totale kosten van de huidige commerciële materialen33, dragen sommige harsen bij tot de uitstoot van formaldehyde en verminderen zij de luchtkwaliteit binnenshuis34. De onderzoeksinteresse is verschoven naar het gebruik van natuurlijke bindmiddelen.
Lignocellulosische biomassa bestaat voornamelijk uit cellulose en hemicelluloses en vormt een heterogeen complex. Hemicelluloses zijn geïmpregneerd met lagen lignines die een driedimensionaal netwerk vormen rond deze complexen. Het gebruik van lignocellulosische biomassa voor de vervaardiging van vezelplaten vereist over het algemeen een defibratievoorbehandeling. Hiervoor is het noodzakelijk om de lignines af te breken die cellulose en hemicelluloses beschermen. Mechanische, thermische en chemische35 of zelfs enzymatische36,37,38 voorbehandelingen moeten worden toegepast. Deze stappen verhogen ook de zelfhechting van vezels, wat de productie van bindmiddelloze platen27 kan bevorderen, zelfs als meestal een exogene bindmiddel wordt toegevoegd.
Het primaire doel van voorbehandelingen is het verbeteren van het deeltjesgrootteprofiel van micrometrische vezels. Een eenvoudige slijping biedt de mogelijkheid om de vezelgrootte27,39,40te verminderen. Goedkoop, het draagt bij aan het verhogen van het vezelspecifieke oppervlak. De componenten van de binnenste celwand worden toegankelijker en de mechanische eigenschappen van de verkregen panelen worden verbeterd. De efficiëntie van defibratie wordt aanzienlijk verhoogd wanneer thermomechanische pulp wordt geproduceerd, bijvoorbeeld door vergisting plus defibratie41, uit verschillende pulpprocessen42 of door stoomexplosie43,44,45,46,47. Meer recent heeft LCA een originele voorbehandeling van lignocellulosische vezels ontwikkeld met behulp van twin-screw extrusie25,26,27,28,29,30,31,32. Na TMC-defibratie maakt de extruder ook de homogene dispersie van een natuurlijk bindmiddel in vezels mogelijk. De resulterende premix is klaar om warm te worden geperst in vezelplaten.
Tijdens de defibratie van rijststro werd extrusie met dubbele schroeven vergeleken met een spijsvertering plus defibratieproces25. De extrusiemethode bracht een aanzienlijk lagere kosten aan het licht, d.w.z. negen keer lager dan de pulpmethode. Bovendien wordt de hoeveelheid toegevoegd water verminderd (1,0 maximale vloeistof/vaste verhouding in plaats van 4,0 min met de pulpmethode) en wordt ook een duidelijke toename van de gemiddelde beeldverhouding van geraffineerde vezels (21,2-22,6 in plaats van 16,3-17,9) waargenomen. Deze vezels bieden een sterk verbeterd mechanisch versterkingsvermogen. Dit werd aangetoond voor vezelplaten op basis van rijststro, waarbij zuivere niet-verslechterde lignine (bijv. Biolignine) werd gebruikt als bindmiddel (tot 50 MPa voor buigsterkte en 24% voor diktezwelling na 24 uur onderdompeling in water)28.
De interesse van TMC-defibratie in twin-screw extruder is ook bevestigd met korianderstro26. De beeldverhouding van geraffineerde vezels varieert van 22,9-26,5 in plaats van slechts 4,5 voor eenvoudig gemalen vezels. 100% op koriander gebaseerde vezelplaten werden verkregen door aan de extrusie-geraffineerde rietjes een cake uit het zaad toe te voegen als eiwitbinder (40% in massa). Hun buigsterkte (tot 29 MPa) en vooral hun weerstand tegen water (tot 24% dikte zwelling) werden aanzienlijk verbeterd in vergelijking met panelen gemaakt van eenvoudig gemalen stro. Bovendien stoten deze panelen geen formaldehyde uit en zijn ze bijgevolg milieu- en mensvriendelijker dan vezelplaat met gemiddelde dichtheid (MDF) en spaanplaat29 die klassiek op de markt worden aangetroffen.
Evenzo werden panelen volledig op basis van amarant31 en zonnebloem32, die extrusie-geraffineerde vezels uit schors als versterking en zaadcake als eiwitbinder combineerden, met succes geproduceerd. Ze vertoonden buigsterktes van respectievelijk 35 MPa en 36 MPa. Hun waterbestendigheid bleek echter lager te zijn: respectievelijk 71% en 87% voor diktezwelling. Zelfgebonden panelen op basis van extrusie-geraffineerde shives uit oliehoudende vlasstro kunnen ook worden verkregen27. In dit geval is het de ligneous fractie, vrijgegeven tijdens de twin-screw TMC defibration, die bijdraagt aan de zelfbinding. Verkregen hardboards vertonen echter een lagere mechanische sterkte (slechts 12 MPa buigsterkte) en een zeer hoge dikte zwelling (127%).
Alle hierboven gepresenteerde geëxtrudeerde panelen op basis van vezels kunnen industriële toepassingen vinden en zijn daarom duurzame alternatieven voor de huidige commerciële materialen op basis van hout. Volgens de iso-eisen (International Organization for Standardization)48,49,50zijn hun specifieke toepassingen afhankelijk van hun mechanische en watergevoeligheidskenmerken.
In dit artikel wordt de procedure beschreven om lignocellulosische vezels te extruderen en te verfijnen voordat ze worden gebruikt als mechanische versterking in hernieuwbare platen. Ter herinnering, dit proces vermindert de hoeveelheid water die moet worden toegevoegd in vergelijking met traditionele pulpmethoden, en het verbruikt ook minder energie25. Dezelfde tweeschroefsmachine kan ook worden gebruikt voor het toevoegen van een natuurlijk bindmiddel aan vezels.
Meer specifiek wordt een gedetailleerd overzicht gepresenteerd voor het uitvoeren van de twin-screw extrusie-raffinage van shives uit oleaginous vlas(Linum usitatissimum L.) stro. Het stro dat in deze studie werd gebruikt, werd commercieel verkregen. Het was van de Everest-variëteit en de planten werden in 2018 in het zuidwesten van Frankrijk gekweekt. In dezelfde extruderpas kan ook een geplastificeerde lijnzaadcake (gebruikt als exogene bindmiddel) in het midden van het vat worden toegevoegd en vervolgens intiem worden gemengd met de verfijnde shives langs de tweede helft van het schroefprofiel. Een homogeen mengsel met de vorm van een pluizig materiaal wordt verzameld bij de uitlaat van de machine. De eenstaps TMC-bewerking wordt uitgevoerd met behulp van een proefschaalmachine. Ons doel is om een gedetailleerde procedure te bieden voor de operators om de extrusie-raffinage van shives goed uit te voeren, en vervolgens de caketoevoeging. Na deze bewerking is het verkregen premix klaar voor latere vervaardiging van 100% oleaginous vlasgebaseerde hardboards met behulp van hete persing.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Analogue durometer</td>
			<td>Bareiss</td>
			<td>HP Shore</td>
			<td>Device used for determining the Shore D surface hardness of fiberboards</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ash furnace</td>
			<td>Nabetherm</td>
			<td>Controller B 180</td>
			<td>Furnace used for the mineral content determinations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Belt dryer</td>
			<td>Clextral</td>
			<td>Evolum 600</td>
			<td>Belt dryer used for the continuous drying of extrudates at the exit of the twin-screw extruder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cold extraction unit</td>
			<td>FOSS</td>
			<td>FT 121 Fibertec</td>
			<td>Cold extractor used for determining the fiber content inside solid materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Densitometer</td>
			<td>MA.TEC</td>
			<td>Densi-Tap IG/4</td>
			<td>Device used for determining apparent and tapped densities of extrudates once dried</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-helix mixer</td>
			<td>Electra</td>
			<td>MH 400</td>
			<td>Mixer used for preparing the solid mixture made of the raw shives and the plasticized linseed cake for producing board number 12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber morphology analyzer</td>
			<td>Techpap</td>
			<td>MorFi Compact</td>
			<td>Analyzer used for determining the morphological characteristics of extrusion-refined shives</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gravimetric belt feeder</td>
			<td>Coperion K-Tron</td>
			<td>SWB-300-N</td>
			<td>Feeder used for the quantification of the oleaginous flax shives</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gravimetric screw feeder</td>
			<td>Coperion K-Tron</td>
			<td>K-ML-KT20</td>
			<td>Feeder used for the quantification of the plasticized linseed cake</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hammer mill</td>
			<td>Electra</td>
			<td>BC P</td>
			<td>Crusher used for the grinding of granules made of plasticized linseed cake</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated hydraulic press</td>
			<td>Pinette Emidecau Industries</td>
			<td>PEI 400-t</td>
			<td>Hydraulic press used for molding the fiberboards through hot pressing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot extraction unit</td>
			<td>FOSS</td>
			<td>FT 122 Fibertec</td>
			<td>Hot extractor used for determining the water-soluble and fiber contents inside solid materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image analysis software</td>
			<td>National Institutes of Health</td>
			<td>ImageJ</td>
			<td>Software used for determining the morphological characteristics of raw shives</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oleaginous flax straw</td>
			<td>Ovalie Innovation</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Raw material supplied for the experimental work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piston pump</td>
			<td>Clextral DKM</td>
			<td>Super MD-PP-63</td>
			<td>Pump used for the water quantification and injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanner</td>
			<td>Toshiba</td>
			<td>e-Studio 257</td>
			<td>Scanner used for taking an image of raw shives in gray level</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Side feeder</td>
			<td>Clextral</td>
			<td>E36</td>
			<td>Feeder used to force the introduction of the plasticized linseed cake inside the barrel (at the level of module 5) for configuration (b)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermogravimetric analyzer</td>
			<td>Shimadzu</td>
			<td>TGA-50</td>
			<td>Analyzer used for conducting the thermogravimetric analysis of the solids being processed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Twin-screw extruder</td>
			<td>Clextral</td>
			<td>Evolum HT 53</td>
			<td>Co-rotating and co-penetrating pilot scale twin-screw extruder having a 36D total length (D is the screw diameter, i.e., 53 mm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal oven</td>
			<td>Memmert</td>
			<td>UN30</td>
			<td>Oven used for the moisture content determinations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal testing machine</td>
			<td>Instron</td>
			<td>33R4204</td>
			<td>Testing machine used for determining the bending properties of fiberboards</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ventilated oven</td>
			<td>France Etuves</td>
			<td>XL2520</td>
			<td>Oven used for the discontinuous drying of extrudates at the exit of the twin-screw extruder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibrating sieve shaker</td>
			<td>RITEC</td>
			<td>RITEC 600</td>
			<td>Sieve shaker used for the sieving of the plasticized linseed cake</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibrating sieve shaker</td>
			<td>RITEC</td>
			<td>RITEC 1800</td>
			<td>Sieve shaker used for removing short bast fibers entrapped inside the oleaginous flax shives</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

twin-screw extrusion process to produce renewable fiberboards

Een veelzijdig extrusieproces met twee schroeven om een efficiënte thermomechano-chemische voorbehandeling op lignocellulosische biomassa te bieden voordat het wordt gebruikt als bron van mechanische versterking in volledig biogebaseerde vezelplaten, werd ontwikkeld. Verschillende lignocellulosische gewasbijproducten zijn al met succes voorbehandeld via dit proces, bijvoorbeeld graanrietjes (vooral rijst), korianderstro, shives van oliedoornachtig vlasstro en schors van zowel amarant- als zonnebloemstelen.
Het extrusieproces resulteert in een duidelijke toename van de gemiddelde vezelverhouding, wat leidt tot verbeterde mechanische eigenschappen van vezelplaten. De twin-screw extruder kan ook worden uitgerust met een filtratiemodule aan het einde van de loop. De continue extractie van verschillende chemicaliën (bijv. vrije suikers, hemicelluloses, vluchtige stoffen uit etherische oliefracties, enz.) uit het lignocellulosische substraat en de vezelraffinage kunnen daarom tegelijkertijd worden uitgevoerd.
De extruder kan ook worden gebruikt voor zijn mengcapaciteit: een natuurlijk bindmiddel (bijv. Organosolv lignins, oliecakes op basis van eiwitten, zetmeel, enz.) kan worden toegevoegd aan de geraffineerde vezels aan het einde van het schroefprofiel. De verkregen premix is klaar om te worden gegoten door middel van heet persen, waarbij het natuurlijke bindmiddel bijdraagt aan de cohesie van vezelplaat. Een dergelijk gecombineerd proces in een enkele extruderpass verbetert de productietijd, productiekosten en kan leiden tot een vermindering van de productiegrootte van de installatie. Omdat alle bewerkingen in één stap worden uitgevoerd, wordt vezelmorfologie beter bewaard, dankzij een kortere verblijftijd van het materiaal in de extruder, wat resulteert in verbeterde materiaalprestaties. Een dergelijke extrusieoperatie in één stap kan aan de oorsprong staan van een waardevolle intensivering van het industriële proces.
In vergelijking met commerciële materialen op houtbasis stoten deze volledig biogebaseerde vezelplaten geen formaldehyde uit en kunnen ze verschillende toepassingen vinden, bijvoorbeeld tussencontainers, meubels, huishoudelijke vloeren, rekken, algemene constructie, enz.

Tijdens de vezelraffinage van oleaginous vlas shives met behulp van configuratie (stap 3.1.1), werd water opzettelijk toegevoegd met een vloeistof / vaste verhouding gelijk aan 1,0. Volgens eerdere werken25,26,27behoudt een dergelijke vloeistof / vaste verhouding beter de lengte van de geraffineerde vezels bij de twin-screw extruder-uitlaat dan lagere verhoudingen, wat tegelijkertijd bijdraagt aan een toename van hun gemiddelde ...

Watch this Scientific Journal Video about Twin-Screw Extrusion Process to Produce Renewable Fiberboards at JoVE.com

Twin-Screw Extrusion Process to Produce Renewable Fiberboards

Er werd een veelzijdig extrusieproces met twee schroeven ontwikkeld om een efficiënte thermomechanochemische voorbehandeling op lignocellulosische biomassa te bieden, wat leidt tot een verhoogde gemiddelde vezelverhouding. Een natuurlijk bindmiddel kan ook continu worden toegevoegd na vezelraffinage, wat leidt tot biogebaseerde vezelplaten met verbeterde mechanische eigenschappen na het hete persing van het verkregen geëxtrudeerde materiaal.

Twin-Screw Extrusieproces om hernieuwbare vezelplaten te produceren

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

Deze twin-screw extrusietechnologie kan worden gebruikt om continu en efficiënt de voorbehandeling van lignocellulosische biomassa's voorafgaand aan vezelplaatvorming uit te voeren. De homogene thermomechanische pulp wordt geproduceerd tegen lage kosten en met een verminderd volume water. En de veelzijdigheid van extrusie maakt de toevoeging van een natuurlijk bindmiddel in één keer mogelijk.Het gebruik van het vochtgehalte op gecombineerde temperatuur is een sleutel voor een succesvolle extrusie met dubbele schroeven van lignocellulosische vezels. Je begint dus altijd met een teveel aan water, dan verminder je de hoeveelheden tot je de gewenste textuur krijgt. Omdat het proces echt gevoelig ligt, moeten we op alle zintuigen vertrouwen.Dus de video voegt zicht en gehoor toe aan het papier, ruikt en raakt in de nabije toekomst. Laurent Labonne, een ingenieur in mijn laboratorium, demonstreert de procedure. Laurent wordt bijgestaan door Saif Ullah Khan, een promovendus in het lab.Begin met het gebruik van halve klemmen om de twin-screw extrudermodules alleen in de juiste configuratie voor vezeldefibratie aan te sluiten. Plaats de waterinlaatpijp zijdelings aan het einde van module twee om de zuigerpomp op de machine aan te sluiten en controleer het type schroefelement, de lengte, de toonhoogte en de onthutsende hoek. Steek de schroefelementen langs de twee splined assen in paren, waarbij ervoor wordt gezorgd dat de draden van elk ingebracht schroefelement altijd perfect zijn uitgelijnd met de eerder gemonteerde elementen.Zodra het gehele schroefprofiel is gemonteerd, schroeft u de schroefpunten aan de uiteinden van de twee assen handmatig vast. Sluit de loop van de machine volledig en gebruik een momentsleutel om de twee schroefpunten vast te draaien tot het door de fabrikant aanbevolen aanhaalmoment. Als de loop van de machine gedeeltelijk is heropend en de assen over een afstand van ongeveer één afmeting in de loop zijn teruggetrokken, draait u de schroeven met maximaal 25 omwentelingen per minuut om ervoor te zorgen dat het hele schroefprofiel correct is gemonteerd.Wanneer beide assen volledig in de loop zijn opgesloten, gebruikt u halve klemmen om de loop aan de machine te bevestigen en gebruikt u een niveautester om te bevestigen dat de loop perfect horizontaal is. Voer voor extrusiebehandeling met twee schroeven de ingestelde temperaturen van elk van de modules in en start de temperatuurregeling van het vat. Wanneer de temperatuur is gestabiliseerd, draait u de schroeven op maximaal 50 omwentelingen per minuut en voedt u de dubbele schroefextrudator voorzichtig met water met een debiet van vijf kilogram per uur.Wacht ongeveer 30 seconden tot er water uit het uiteinde van het vat komt voordat u het oliehoudende vlas in module één introduceert met een debiet van drie kilogram per uur. Wacht ongeveer een minuut tot de vaste stof uit de extruder komt voordat u de snelheid van de schroeven, het water en de rillingsdebieten geleidelijk verhoogt in ten minste drie successtappen totdat de gewenste instelpunten zijn bereikt. Laat de machine 10 tot 15 minuten stabiliseren totdat de elektrische stroom die de motor in de loop van de tijd verbruikt, niet meer dan 5% afwijkt van de gemiddelde waarde van 125 ampère.Voor de toevoeging van natuurlijk bindmiddel, zodra de machine is gestabiliseerd, begint u met het introduceren van de geplastificeerde lijnzaadcake met een snelheid van 0,5 kilogram per uur. Verhoog vervolgens het debiet in ten minste drie opeenvolgende stappen tot het gewenste instelpunt. Zodra de elektrische stroom die door de twin-screw extrudermotor wordt verbruikt perfect stabiel is, moet u ervoor zorgen dat het temperatuurprofiel dat langs de loop wordt gemeten, voldoet aan de ingestelde waarden die door de operator zijn opgegeven, en begin met het bemonsteren van de geëxtrudeerde shives aan de uitlaat.Schakel aan het einde van de productie de twee vaste doseerunits en de zuigerpomp uit en leeg de machine terwijl de rotatiesnelheid van de schroeven geleidelijk wordt teruggebracht tot 50 omwentelingen per minuut. Wanneer er geen extra bemonstering uit het vatuiteinde komt, gebruik dan water om de binnenkant van de loop van de twin-screw extruder schoon te maken terwijl de schroeven nog steeds draaien, totdat de vaste resten volledig verdwijnen aan de uitlaat van het vat. Stop vervolgens de rotatie van de schroeven en schakel de verwarmingsregelaar van de machine uit.Droog de extrudaten onmiddellijk na het extrusieproces met dubbele schroeven met een hete luchtstroom tot een vochtigheid tussen 3% en 4%Wanneer het extrudaat is opgedroogd, plaatst u het materiaal in een voorverwarmde mal en verwarmt u het materiaal voor. Breng na drie minuten de juiste hoeveelheid druk op het materiaal aan en vorm het materiaal gedurende 150 seconden op de reeds ingestelde 200 graden Celsius. Zodra de pers open is, demold het paneel en controleer de samenhang.Na de voorbehandeling van de extrusieraffinage kan de chemische samenstelling van de extrusie geraffineerde vezels worden bepaald. Bij afwezigheid van het genereren van vloeibaar extract tijdens de voorbehandeling van extrusieraffinage werd geen significant verschil in chemische samenstelling waargenomen tussen de ruwe shives en de geëxtrudeerde. In termen van uiterlijk hebben extrusie geraffineerde vezels een pluizige materiaalvorm, wat aangeeft dat het extrusieproces, met name de hoge afschuifsnelheid die wordt toegepast, bijdraagt aan een wijziging van de vlasschuwstructuur.Dit wordt bevestigd door de lagere schijnbare en getapte dichtheden van de geëxtrudeerde shives in vergelijking met de waarden verkregen met de ruwe shives. Morfologische analyse van de vezels bevestigt deze observatie ook als een zeer significante toename van hun beeldverhouding, met behulp van een vezelmorfologie-analyseapparaat. Planken gemaakt van geëxtrudeerde vezels alleen, zonder de toevoeging van geplastificeerde lijnzaadcake als extern bindmiddel, zijn niet alleen alle drie samenhangend, maar presenteren vooral aanzienlijk verbeterde gebruikseigenschappen in vergelijking met planken verkregen door het warm persen van de ruwe shives.Over het algemeen verhoogt de toevoeging van geplastificeerde lijnzaadcake aan de extrusie geraffineerde vezels de buigeigenschappen van de verkregen vezelplaten. Inderdaad, met de toevoeging van 25% van dit bindmiddel heeft het verkregen bord een buigsterkte van 10,6 mega pascals, in plaats van slechts 3,6. Voor procesintensivering kunnen de vezelraffinage en de bindmiddeltoevoeging in één keer worden uitgevoerd.Dit proces zal zich aanpassen aan alle soorten grondstoffen.

Research

JoVE Journal

Engineering

How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

Hoe maak je een atmosferische druk Magnetron Plasma Torch Ignite zonder extra vonkonststekers

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a ...

A Cost-effective and Reliable Method to Predict Mechanical Stress in Single-use and Standard Pumps

Een kosten-effectieve en betrouwbare methode om Mechanical Stress Voorspel in voor eenmalig gebruik en Standard Pompen

Pumps are mainly used when transferring sterile culture broths in biopharmaceutical and biotechnological production processes. However, during the pumping ...

Integration of Light Trapping Silver Nanostructures in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells by Transfer Printing

Integratie van Licht Trapping Silver Nanostructures in gehydrogeneerde Microkristallijn silicium zonnecellen door Transfer Printing

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

Ontwikkeling van een experimentele opstelling voor het meten van de Coëfficiënt van Restitutie onder vacuüm

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

Fabricageproces van siliconen gebaseerde diëlektrische Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Adsorption Device Based on a Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption in Zeolite H-ZSM-5

Adsorption Device basis van een Langatate kristal microbalans voor hoge temperatuur hoge druk gas adsorptie in zeoliet H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate ...

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions &#8212; A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚Â A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

Uitdagingen in Reologische karakterisering van sterk geconcentreerde Suspensions - Een Case Study for-Zeefdruk Silver Plakt

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the ...

Fabrication Procedures and Birefringence Measurements for Designing Magnetically Responsive Lanthanide Ion Chelating Phospholipid Assemblies

Fabricage Procedures en dubbele breking metingen voor het ontwerpen van magnetisch responsieve Lanthanide Ion chelaat fosfolipide Assemblies

Bicelles are tunable disk-like polymolecular assemblies formed from a large variety of lipid mixtures. Applications range from membrane protein structural ...

Predicting Catalyst Extrudate Breakage Based on the Modulus of Rupture

Voorspellende katalysator Extrudate breuk op basis van de absolute waarde van de breuk

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a ...

Combining Microfluidics and Microrheology to Determine Rheological Properties of Soft Matter during Repeated Phase Transitions

Combinatie van Microfluidics en Microrheology om te bepalen de Rheologische eigenschappen van zachte materie tijdens herhaalde fase-overgangen

The microstructure of soft matter directly impacts macroscopic rheological properties and can be changed by factors including colloidal rearrangement ...