Herstellung und Prüfung des Feuchteverhaltens und der thermischen Eigenschaften von Rapsstroh und Ganoderma resinaceum Myzel Bio-Composites

Unsere Forschung zielt darauf ab, Myzel-Biokompositen in die Bauindustrie zu integrieren, indem Materialien entwickelt werden, die mit den aktuellen konventionellen Optionen konkurrieren. Wir kümmern uns um Leistung, Haltbarkeit und Anwendbarkeit. Das Protokoll adressiert die Lücke bei der korrekten Herstellung und Prüfung von Myzel-Biokompositen im Einklang mit den Standards der Bauindustrie, mit dem Fokus auf wiederholbare und homogene experimentelle Ergebnisse.

Das Material zeigt eine Leistung, die mit herkömmlichen Baumaterialien vergleichbar ist, insbesondere in Bezug auf die Dämmung, was sein Potenzial unterstreicht. Die nächste Herausforderung ist die Bewältigung der Haltbarkeit und des End-of-Life-Managements. Letzteres ist eine neuartige Überlegung für biobasierte Baumaterialien.

Unser Fokus bleibt auf Myzel-Baumaterialien und künftig auch auf reine Myzelmaterialien, wobei wir die intrinsischen Werte von Pilzarten sowie Myzel-Biokompositen betrachten. Wir beschäftigen uns auch mit Automatisierung im industriellen Bereich. Zu Beginn verwenden Sie eine sterile Inokulationsschleife, um eine vollständig kolonisierte Petrischale mit 100 Millimeter Durchmesser aus ganoderma resinaceum Medium in vier gleich große Abschnitte zu schneiden.

Übertragen Sie zwei Abschnitte des kolonisierten Mediums in einen sterilen Labormixerbecher. Füge 50 Milliliter Malzextrakt-Brühe in die Tasse und vermische sie mit dem Myzel auf Agar. Dann gießt man die inokulierte Brühe-Mischung in den Beutel mit Autoklaven, Cellulose und Wasser.

Massieren Sie den Inhalt der Tüte manuell zwei Minuten lang, um ein gleichmäßiges Mischen zu gewährleisten. Stellen Sie nun die Klimakammer auf 30 Grad Celsius und 80 % relative Luftfeuchtigkeit ein und übertragen Sie den geimpften Beutel für fünf Tage in die Klimakammer. Zur Substratvorbereitung stellen Sie eine leere Schüssel oder einen Eimer auf eine Waage und tären Sie sie.

Dann übertrage das Substrat in den Eimer und notiere sein Gewicht. Als Nächstes wiege man entmineralisiertes Wasser in einem Verhältnis von 1,65 zu eins relativ zum Substrat. Mischen Sie das Substrat und gießen Sie gründlich mit den Händen.

Verwenden Sie einen Zementmischer, um größere Mengen Substrat zu handhaben. Dann geben Sie die hydratisierte Substratmischung in autoklavable Beutel. Setzen Sie die Beutel in ein Autoklav und führen Sie einen Zyklus bei 121 Grad Celsius für 25 Minuten durch.

Für die Substrat-Impfung wiegt man mit einer Waage das Laichgebiet auf 10 % des gesamten feuchten Gewichts des Substrats und Wassers. Gießen Sie den gewogenen Laicht in den Beutel mit dem sterilisierten Substrat. Dann versiegeln Sie den Beutel mit einem Hitzeversiegler oder Klebeband und schütteln oder massieren Sie den Beutel zwei Minuten lang sanft, um die Laichung gleichmäßig zu verteilen.

Beim Formen wiege den Schimmel auf der Waage. Füllen Sie es mit dem geimpften Substrat und verteilen Sie es gleichmäßig, um eine flache Oberfläche zu schaffen. Anschließend decken Sie die Form mit perforierter Folie ab und sichern Sie sie mit Klebeband.

Stellen Sie die gefüllten und abgedeckten Formen sieben Tage lang in eine Klimakammer mit 25 Grad Celsius und 80 % relativer Luftfeuchtigkeit. Nach etwa sieben Tagen Wachstum entferne die Probe vorsichtig aus der Form. Legen Sie es 24 Stunden lang auf Backpapier in einem auf 65 Grad Celsius eingestellten Ofen, um Feuchtigkeit aufzunehmen und ein Haften zu verhindern.

Nach der Kalibrierung der Wärmeflussmesser-Software geben Sie die Grunddaten und die Probebezeichnung in die Software ein. Stellen Sie die Temperatur der oberen und unteren Platte nach Bedarf ein. Dann lege die myzelbasierte Kompositprobe in den Wärmeflussmesser und schließe die Tür.

Wählen Sie die zuvor durchgeführte Kalibrierung aus. Klicken Sie dann mit der linken Maus, um den Last-Set-Punkt bei 2,1 Kilopascal anzukreuzen, und klicken Sie auf die Start-Taste, um den Test zu starten. Um die spezifische Wärmekapazität zu messen, wird die myzelbasierte Verbundprobe in den Wärmeflussmesser gelegt und die Tür sicher verschlossen.

Setze die in der Set-Point-Tabelle angegebenen Werte. Und wähle die zuvor durchgeführte Kalibrierung des leeren Stacks aus. Linksklick, um den Last-Set-Punkt bei 2,1 Kilopascal anzukreuzen.

Dann klicke auf die Starttaste. Für die Analyse der Feuchtigkeitsaufnahme und Desorption bereiten Sie eine Wasserbox vor, die zu einem Viertel ihrer Höhe mit Wasser gefüllt ist. Verwenden Sie drei Streifen Plastikklebeband, um die Myzel-basierte Provinte über dem Wasser zu hängen, ohne sie zu berühren.

Dann misst man die Probe mit einem Vernier-Schieber. In festgelegten Abständen von null, 0,5, 1, 2, 4, 8, 24 und 48 Stunden entnehmen Sie die Probe aus der Wasserbox. Wiegen Sie es auf einer Waage und messen Sie schnell die Maße, um den Feuchtigkeitsverlust zu minimieren.

Nach jeder Messung werden die Probe in die Wasserbox zurückgegeben und der Deckel geschlossen. Nach 48 Stunden nehmen Sie die Probe aus der Wasserbox und legen Sie sie in eine Klimakammer mit 25 Grad Celsius und 40 % relativer Luftfeuchtigkeit. Für Druckfestigkeitsmessungen verwenden Sie einen Verniersattel, um die Abmessungen der myzelbasierten Kompositprobe nach Standardverfahren zu messen.

Setzen Sie die Probe in die universelle Prüfmaschine und positionieren Sie sie zentriert über der unteren Kompressionsplatte. Dann schalten Sie die universelle Testmaschine ein und starten Sie die Betriebssystemsoftware, um eine ordnungsgemäße Verbindung sicherzustellen. In der Software suchen Sie mit dem Suchwerkzeug nach ISO 29469.

Rechtsklicke auf den angegebenen Standard und drücke Bearbeiten Methode, um fortzufahren. Drücken Sie den Start-Experiment-Button in der universellen Testmaschinensoftware, um den Kompressionstest zu starten. Um frische Proben zu konditionieren, lassen Sie sie wie zuvor beschrieben 24 Stunden lang in der Wasserbox aufhängen.

Übertragen Sie ungenutzte feuchte Proben für 12 Stunden in einen Ofen mit 50 Grad Celsius und Lüfterlüftung. Um wasserabweisende Stoffe zu bewerten, fügen Sie neun Milliliter Wasser mit einem Milliliter blauen Farbstoff in einen 20-Milliliter-Erlenmeyer hinzu und mischen Sie gründlich. Dann teilt man mit einem dünnen Filzstift die Oberfläche der myzelbasierten Propositprobe in vier Quadranten.

Messen Sie mit einer Mikropipette 100 Mikroliter des gefärbten Wassers ab. Setzen Sie einen Tropfen auf eine ebene Fläche in jedem der vier Quadranten. Mit einer Stativkamera, die auf Augenhöhe mit der Oberseite der Probe ausgerichtet ist, machen Sie ein Foto von jedem Tropfen.

Proben, die der Sichtprüfung bestanden, zeigten eine weiße, einheitliche Oberfläche mit glatter Textur und ohne Verfärbungen oder Abblätterungen, was dem erwarteten Erscheinungsbild für ausreichend gewachsene Myzel-basierte Verbundstoffe entsprach. Sichtbar unzureichende, myzelbasierte Kompositproben zeigten Anzeichen einer Kontamination, darunter mehrfarbige Oberflächenflecken wie grün, schwarz, gelb und blau sowie Bereiche mit ungleichmäßiger Textur und schuppige oder überwucherte Bereiche. Ein drittes Beispiel für MBC von schlechter Qualität zeigte eine locker gepackte Struktur mit sichtbaren Strohpartikeln und unvollständiger Myzeldeckung.

Die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit der Proben blieb konstant niedrig mit 0,0367 Watt pro Kelvinmeter, was die ausreichenden Dämmeigenschaften bestätigt. Die durchschnittliche Druckfestigkeit war im post-getrockneten Zustand mit 24,99 Kilopascal am höchsten, gefolgt vom trockenen Zustand mit 21,02 Kilopascal. Und am niedrigsten unter nassen Bedingungen mit 14,85 Kilopascal.