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

никакой

1. Подготовьте сырье
<ol><li>Используют олеагинные льняные шивы, которые являются результатом предварительного этапа механического извлечения лубяных волокон из соломы в экстракционном устройстве51«всего волокна». Используйте вибрационное сито для удаления коротких текст...

Протокол, описанный здесь, описывает, как обрабатывать экструзионно-рафинирование лигноцеллюлозных волокон перед их использованием в качестве механического армирования в возобновляемых плитах. Здесь используется двухшнековый экструдер, который представляет собой пилотную масштаб?...

<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

Был разработан универсальный двухшнековый процесс экструзии для обеспечения эффективной термомеханохимической предварительной обработки лигноцеллюлозной биомассы перед ее использованием в качестве источника механического армирования в полностью био-двизоволокнистых плитах. Различные лигноцеллюлозные побочные продукты сельскохозяйственных культур уже были успешно предварительно обработаны с помощью этого процесса, например, соломинки зерновых (особенно рис), солома кориандра, шивы из олеагинной льняной соломы и кора стеблей амарантов и подсолнечника.
Процесс экструзии приводит к заметному увеличению среднего соотношения сторон волокна, что приводит к улучшению механических свойств древесноволокнистых плит. Двухшнековый экструдер также может быть оснащен фильтрационным модулем на конце ствола. Непрерывная экстракция различных химических веществ (например, свободных сахаров, гемицеллюлоз, летучих веществ из фракций эфирных масел и т. д.) из лигноцеллюлозного субстрата и рафинирование волокна могут, следовательно, выполняться одновременно.
Экструдер также может быть использован для его смешивающей способности: натуральное связующее (например, лигнины Organosolv, жмых на основе белка, крахмал и т. Д.) Может быть добавлено к очищенным волокнам на конце шнекового профиля. Полученный премикс готов к формованию путем горячего прессования, при этом натуральное связующее способствует сплочению ДВП. Такой комбинированный процесс в одном проходе экструдера улучшает время производства, себестоимость продукции и может привести к уменьшению размера производства завода. Поскольку все операции выполняются в один этап, морфология волокна лучше сохраняется благодаря сокращению времени пребывания материала внутри экструдера, что приводит к улучшению характеристик материала. Такая одноступенчатая экструзионный процесс может быть источником ценной интенсификации промышленного процесса.
По сравнению с коммерческими материалами на основе древесины, эти полностью био-основанные ДВП не выделяют никакого формальдегида, и они могут найти различные применения, например, промежуточные контейнеры, мебель, бытовые полы, стеллажи, общее строительство и т. Д.

Во время рафинирования волокон льняных шивов с использованием конфигурации (этап 3.1.1) воду намеренно добавляли в соотношении жидкость/твердое вещество, равное 1,0. Согласно предыдущим работам25,26,27,такое соотношение жидкость/твердое вещ...

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

Разработан универсальный двухшнековый процесс экструзии для обеспечения эффективной термомеханохимической предварительной обработки лигноцеллюлозной биомассы, что приводит к увеличению среднего соотношения сторон волокна. Натуральное связующее также может быть добавлено непрерывно после рафинирования волокна, что приводит к био-основе ДВП с улучшенными механическими свойствами после горячего прессования полученного экструдированного материала.

Двухшнековый экструзионный процесс для производства возобновляемых древесноволокнистых плит

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

Эта технология двухшнековой экструзии может быть использована для непрерывного и эффективного проведения предварительной обработки лигноцеллюлозных биомасс перед формованием ДВП. Однородные термомеханические целлюлозы производятся по низкой стоимости и с использованием уменьшенного объема воды. А универсальность экструзии позволяет добавить натуральное связующее за один проход.Использование комбинированного содержания влаги в температуре является ключом к успешной двухшнековой экструзии лигноцеллюлозных волокон. Поэтому вы всегда начинаете с избытка воды, затем уменьшаете количество, пока не получите желаемую текстуру. Поскольку процесс действительно чувствителен, мы должны полагаться на все чувства.Таким образом, видео добавляет зрение и слух к бумаге, запаху и осязанию в ближайшем будущем. Демонстрацию процедуры проведет Лоран Лабон, инженер из моей лаборатории. Лорану будет помогать Саиф Улла Хан, аспирант лаборатории.Начните с использования полузажимов для подключения двухшнековых модулей экструдера в правильной конфигурации только для дефибрации волокна. Расположите впускную трубу воды сбоку в конце второго модуля, чтобы подключить поршневой насос к машине, и проверьте тип винтового элемента, длину, шаг и ошеломляющий угол. Вставьте винтовые элементы вдоль двух шлицевых валов попарно, заботясь о том, чтобы резьба каждого вставленного винтового элемента всегда идеально совпадала с ранее собранными элементами.После того, как весь профиль винта будет собран, вручную прикрутите точки винта на концах двух валов. Полностью закройте ствол машины и используйте динамометровый ключ, чтобы затянуть две точки винта до крутящего момента затяжки, рекомендованного производителем. Когда ствол машины частично открыт, а валы убраны в ствол на расстояние примерно одного размера, поворачивайте винты со скоростью не более 25 оборотов в минуту, чтобы убедиться, что весь профиль винта правильно установлен.Когда оба ствола были полностью захвачены внутри ствола, используйте половинные зажимы для крепления ствола к машине и используйте тестер уровня, чтобы подтвердить, что ствол идеально горизонтален. Для двухшнековой экструзионной обработки введите заданные температуры каждого из модулей и запустите температурный контроль ствола. Когда температура стабилизируется, поверните винты со скоростью не более 50 оборотов в минуту и осторожно подаваемого в двухшнековый экструдер водой со скоростью потока пять килограммов в час.Подождите около 30 секунд, пока вода выйдет из конца бочки, прежде чем вводить олеагинные льняные шивы в первый модуль со скоростью потока три килограмма в час. Подождите около одной минуты, пока твердое вещество начнет выходить из экструдера, прежде чем постепенно увеличивать скорость шнеков, воды и скорости потока shive по крайней мере в три шага успеха, пока не будут достигнуты желаемые заданные точки. Позвольте машине стабилизироваться в течение 10-15 минут, пока электрический ток, потребляемый двигателем с течением времени, не излетится не более чем на 5% от среднего значения 125 А.Для добавления натурального связующего, как только машина стабилизируется, начинают вводить пластифицированный льняной жмых со скоростью 0,5 килограмма в час. Затем увеличьте скорость потока по крайней мере в трех последовательных шагах до нужного заданного значения. Как только электрический ток, потребляемый двигателем двухшнекового экструдера, будет идеально стабилен, убедитесь, что температурный профиль, измеренный вдоль ствола, соответствует заданным оператором значениям, и начните отбор проб экструдированных шипов на выходе.В конце производства отключите два твердых дозирования и поршневой насос и опорожняйте машину, постепенно снижая скорость вращения винтов до 50 оборотов в минуту. Когда из конца ствола не выходит дополнительный отбор проб, используйте воду для очистки внутренней части ствола двухшнекового экструдера, пока винты все еще вращаются, пока твердые остатки полностью не исчезнут на выходе из ствола. Затем остановите вращение винтов и отключите управление нагревом машины.Сразу после процесса двухшнековой экструзии высушите экструдаты потоком горячего воздуха до влажности от 3% до 4% Когда экструдат высохнет, поместите материал в предварительно нагретую форму и предварительно нагрейте материал. Через три минуты приложим соответствующее давление к материалу и формуйте материал в течение 150 секунд при уже установленных 200 градусах Цельсия. Как только пресс будет открыт, демосверните панель и проверьте ее сцепления.После предварительной обработки экструзионной рафинирования может быть определен химический состав экструзионно очищенных волокон. При отсутствии образования жидкого экстракта при предварительной обработке экструзионной рафинирования существенной разницы в химическом составе между сырыми шивами и экструдированными не наблюдалось. С точки зрения внешнего вида, экструзионные рафинированные волокна имеют пушистую форму материала, что указывает на то, что процесс экструзии, в частности применяемая высокая скорость сдвига, способствует модификации структуры льняного шивы.Это подтверждается более низкой кажущейся и выработанной плотностью экструдированных шивов по сравнению со значениями, полученными с помощью сырых шивов. Морфологический анализ волокон также подтверждает это наблюдение как очень значительное увеличение их соотношения сторон, с использованием устройства анализа морфологии волокон. Плиты, изготовленные только из экструдированных волокон, без добавления пластифицированного льняного жмыха в качестве внешнего связующего, не только являются все три связными, но, прежде всего, имеют значительно улучшенные свойства использования по сравнению с досками, полученными горячим прессованием сырых шив.В целом, добавление пластифицированного льняного жмыха к экструзионным рафинированным волокнам повышает изгибные свойства получаемых древесноволокнистых плит. Действительно, с добавлением 25% этого связующего полученная доска имеет прочность на изгиб 10,6 мега паскалей, вместо всего 3,6. Для интенсификации процесса рафинирование волокна и добавление связующего могут проводиться за один проход.Этот процесс будет адаптироваться ко всем видам сырья.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Как Зажечь атмосферном давлении микроволновой плазменной горелки без каких-либо дополнительных воспламенителей

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

Экономически эффективный и надежный метод для прогнозирования механических напряжений в одноразовых и стандартные насосы

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

Интеграция легкими прилипания Серебряные наноструктур в гидрогенизированное микрокристаллическая кремниевых солнечных элементов по трансферная печать

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

Разработка экспериментальной установки для измерения коэффициента восстановления в условиях вакуума

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

Изготовление Процесс силиконовой основе диэлектрических эластомеров приводов

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

Адсорбция устройство, основанное на лангатата Кристалл микровесов для высоких температур газа высокого давления адсорбции в цеолите 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

Проблемы в реологической Характеристике высококонцентрированных суспензий - тематическое исследование для трафаретной печати Silver Пасты

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

Изготовление процедуры и двулучепреломления измерения для проектирования магнитно реагировать лантаноиды Ион Хелатирующие фосфолипидного сборок

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

Прогнозирования поломок Extrudate катализатора, основанный на модуль разрыва

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

Сочетание микрофлюидика и микрореологию определить реологических свойств мягкой материи во время неоднократных фазовых переходов

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