Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

Twin-Screw Ekstrudering proces til at producere vedvarende fiberplader

Published: January 27, 2021 doi: 10.3791/62072
Automatic Translation
1, 1, 1,2,3, 3, 1, 1
1Laboratoire de Chimie Agro-industrielle (LCA), Université de Toulouse, INRAE, INPT, 2Balochistan University of Information Technology, Engineering and Management Sciences, 3Laboratoire Génie de Production (LGP), Université de Toulouse, INPT

Summary

En alsidig ekstruderingsproces med to skruer for at give en effektiv termomekanisk-kemisk forbehandling på lignocellulosisk biomasse blev udviklet, hvilket fører til et øget gennemsnitligt fiberstørrelsesforhold. Et naturligt bindemiddel kan også tilsættes kontinuerligt efter fiberraffinering, hvilket fører til biobaserede fiberplader med forbedrede mekaniske egenskaber efter varm presning af det opnåede ekstruderede materiale.

Abstract

En alsidig ekstruderingsproces med to skruer for at give en effektiv termomekanisk-kemisk forbehandling på lignocellulosisk biomasse, før den blev brugt som kilde til mekanisk forstærkning i fuldt biobaserede fiberplader, blev udviklet. Forskellige biprodukter af lignocellulosic afgrøde er allerede blevet forbehandlet gennem denne proces, f.eks.

Ekstruderingsprocessen resulterer i en markant stigning i det gennemsnitlige fiberstørrelsesforhold, hvilket fører til forbedrede mekaniske egenskaber af fiberplader. Ekstruderen med to skruer kan også udstyres med et filtreringsmodul for enden af tønden. Kontinuerlig udvinding af forskellige kemikalier (f.eks. frie sukkerarter, hemicellulose, flygtige stoffer fra æteriske oliefraktioner osv.) fra det lignocelluloseiske substrat, og fiberraffinering kan derfor udføres samtidigt.

Ekstruderen kan også bruges til sin blandingsevne: Et naturligt bindemiddel (f.eks. Organosolv ligniner, proteinbaserede oliekager, stivelse osv.) kan tilsættes til de raffinerede fibre i slutningen af skrueprofilen. Den opnåede forblanding er klar til at blive støbt gennem varm presning, med det naturlige bindemiddel, der bidrager til fiberboard samhørighed. En sådan kombineret proces i et enkelt ekstruderkort forbedrer produktionstiden, produktionsomkostningerne og kan føre til en reduktion af anlægsproduktionens størrelse. Fordi alle operationer udføres i et enkelt trin, er fibermorfologi bedre bevaret takket være en reduceret opholdstid for materialet inde i ekstruderen, hvilket resulterer i forbedrede materielle præstationer. En sådan ekstrudering i ét trin kan være årsagen til en værdifuld intensivering af den industrielle proces.

Sammenlignet med kommercielle træbaserede materialer udsender disse fuldt biobaserede fiberplader ikke noget formaldehyd, og de kunne finde forskellige applikationer, f.eks. mellemliggende beholdere, møbler, husholdningsgulve, reoler, generel konstruktion osv.

Introduction

Ekstrudering er en proces, hvor et flydende materiale tvinges gennem en varm dør. Ekstrudering tillader derfor dannelse af forvarmede produkter under tryk. Den første industrielle ekstruder med en enkelt skrue dukkede op i 1873. Det blev brugt til fremstilling af metalliske kontinuerlige kabler. Fra 1930 og fremefter blev ekstrudering af en enkelt skrue tilpasset fødevareindustrien til fremstilling af pølser og fortid. Omvendt er den første ekstruder med to skruer først blevet brugt til udvikling i fødevareindustrien. Det forekom først inden for syntetiske polymerer i 1940'erne. Til dette formål blev nye maskiner designet, og deres drift blev også modelleret1. Der blev udviklet et system med co-gennemtrængende og co-roterende skruer, der gør det muligt at blande og ekstrudere samtidigt. Siden da har ekstruderingsteknologien udviklet sig kontinuerligt gennem design af nye typer skruer. I dag gør fødevareindustrien udstrakt brug af ekstrudering af to skruer, selv om det er dyrere end ekstrudering af en enkelt skrue, da ekstrudering med to skruer giver adgang til mere detaljeret materialeforarbejdning og slutprodukter. Det bruges især til ekstrudering-madlavning af stivelsesprodukter, men også til tekstning af proteiner og fremstilling af dyrefoder og fiskefoder.

For nylig har twin-skrue ekstrudering set sit anvendelsesområde udvidet til termo-mekano-kemisk fraktionering af plantestof2,3. Dette nye koncept har ført til udvikling af reelle reaktorer , der er i stand til at omdanne eller fraktionere anlæg spørgsmål i et enkelt trin, op til separat produktion af et ekstrakt og en raffinat ved flydende / fast adskillelse2,3,4. Arbejde udført på Laboratoriet for Agro-industriel Kemi (LCA) har fremhævet de mange muligheder for twin-skrue teknologi til fraktionering og valorisering af agroresources2,3. Nogle af eksemplerne er: 1) Den mekaniske presning og /eller "grønne" solventekstraktion af vegetabilsk olie5,6,7,8,9,10. 2) Udvinding af hemicellulose11,12, pectiner13, proteiner14,15og polyphenolske ekstrakter16. 3) Enzymatisk nedbrydning af plantecellevægge til fremstilling af andengenerationsbioethanol17. 4) Produktion af biocomposit materialer med protein18 eller polysaccharid19 matricer. 5) Produktion af termoplastiske materialer ved blanding af korn og biobaserede polyestere20,21. 6) Produktion af biokomponitter ved at sammensatte en termoplastisk polymer, biobaseret eller ej, og plante fyldstoffer22,23. 7) Defibration af lignocellulosiske materialer til fremstilling af papirmasse13,24og fiberplader25,26,27,28,29,30,31,32.

Ekstruderen med to skruer betragtes ofte som en kontinuerlig termomekanisk-kemisk (TMC) reaktor. Faktisk kombinerer det i et enkelt trin kemiske, termiske og også mekaniske handlinger. Den kemiske resulterer i muligheden for at injicere flydende reagenser på forskellige punkter langs tønden. Den termiske er mulig på grund af den termiske regulering af tønden. Endelig afhænger den mekaniske af valget af skrueelementerne langs skrueprofilen.

For defibration af lignocellulosic materialer til at producere fiberplader, de seneste værker har brugt ris halm25,28, koriander halm26,29, oleaginous hør shives27 samt solsikke30,32 og amaranth31 barks. Den nuværende interesse for lignocellulosiske biomasser for en sådan anvendelse (dvs. mekanisk forstærkning) forklares ved den regelmæssige udtømning af skovressourcer, der anvendes til fremstilling af træbaserede materialer. Afgrøderester er billige og kan være bredt tilgængelige. Derudover blandes nuværende træpartikler med petrokemiske harpikser, som kan være giftige. Nogle harpikser tegner sig ofte for mere end 30 % af de samlede omkostninger ved aktuelle kommercielle materialer33og bidrager til formaldehydemissioner og reducerer indendørsluftkvaliteten 34. Forskningsinteressen er flyttet til brugen af naturlige bindemidler.

Lignocellulosic biomasse består hovedsageligt af cellulose og hemicelluloses, der danner et heterogent kompleks. Hemicelluloses er imprægneret med lag af ligniner, der danner et tredimensionelt netværk omkring disse komplekser. Brugen af lignocellulosisk biomasse til fremstilling af fiberplader kræver generelt en defibration forbehandling. Til dette er det nødvendigt at nedbryde ligniner, der beskytter cellulose og hemicelluloses. Mekaniske, termiske og kemiske35 eller endda enzymatiske36,37,38 forbehandlinger skal anvendes. Disse trin øger også selvvedhæftning af fibre, hvilket kan fremme produktionen af binderless boards27, selvom der oftest tilsættes et eksogent bindemiddel.

Det primære formål med forbehandlinger er at forbedre partikelstørrelsesprofilen for mikrometriske fibre. En simpel slibning giver mulighed for at reducere fiberstørrelsen27,39,40. Billigt, det bidrager til at øge den fiberspecifikke overflade. Komponenterne i den indre cellevæg bliver mere tilgængelige, og de mekaniske egenskaber ved de opnåede paneler forbedres. Effektiviteten af defibration øges betydeligt , når der produceres en termomekaniskpapirmasse, f.eks . For nylig har LCA udviklet en original forbehandling af lignocellulosic fibre ved hjælp af twin-skrue ekstrudering25,26,27,28,29,30,31,32. Efter TMC-defibration muliggør ekstruderen også den homogene spredning af et naturligt bindemiddel inde i fibre. Den resulterende forblanding er klar til at blive varmpresset i fiberplader.

Under defibrationen af risstrå blev ekstrudering af to skruer sammenlignet med en fordøjelse plus defibrationsproces25. Ekstruderingsmetoden afslørede en betydeligt reduceret omkostning, dvs. Desuden reduceres mængden af tilsat vand (1,0 max væske / fast forhold i stedet for 4,0 minutter med pulpingmetoden), og der observeres også en klar stigning i det gennemsnitlige højde-bredde-forhold mellem raffinerede fibre (21,2-22,6 i stedet for 16,3-17,9). Disse fibre udgør stærkt forbedret mekanisk styrke kapacitet. Dette blev påvist for ris halm-baserede fiberplader, hvor ren ikke forringet lignin (f.eks Biolignin) blev brugt som bindemiddel (op til 50 MPa for bøjning styrke og 24% for tykkelse hævelse efter 24 timers nedsænkning i vand)28.

TMC-defibrationens interesse for ekstruder med to skruer er også blevet bekræftet med korianderstrå26. Højde-bredde-forholdet mellem raffinerede fibre varierer fra 22,9-26,5 i stedet for kun 4,5 for simpelthen jordfibre. 100% koriander-baserede fiberplader blev opnået ved at tilføje til ekstrudering-raffinerede sugerør en kage fra frø som protein bindemiddel (40% i masse). Deres flexural styrke (op til 29 MPa) og især deres modstand mod vand (op til 24% tykkelse hævelse) blev væsentligt forbedret i forhold til paneler lavet af simpelthen knust halm. Desuden udsender disse paneler ikke formaldehyd, og som følge heraf er de mere miljøvenlige og sundhedsvenlige end fiberplader med medium densitet (MDF) og spånplader29, der klassisk findes på markedet.

Tilsvarende paneler udelukkende baseret på amaranth31 og solsikke32, der kombinerer ekstrudering-raffinerede fibre fra bark som forstærkning og frø kage som et protein bindemiddel, blev med succes produceret. De viste flexural styrker på henholdsvis 35 MPa og 36 MPa. Men deres vandmodstand viste sig at være lavere: henholdsvis 71% og 87% for tykkelse hævelse. Selvbundede paneler baseret på ekstruderingsraffinerede shives fra olieholdige hørstrå kan også fås27. I dette tilfælde er det den træagtige fraktion, der frigives under TMC-defibrationen med to skruer, der bidrager til selvbinding. Hardboards viser imidlertid en lavere mekanisk styrke (kun 12 MPa flexural styrke) og meget høj tykkelse hævelse (127%).

Alle de ekstruderede fiberbaserede paneler, der præsenteres ovenfor, kan finde industrielle anvendelser og er derfor bæredygtige alternativer til nuværende kommercielle træbaserede materialer. Ifølge Den Internationale Standardiseringsorganisation (ISO) krav48,49,50, vil deres specifikke anvendelser afhænge af deres mekaniske og vandfølsomhedsegenskaber.

I dette papir beskrives proceduren for ekstrudering og forfinelse af lignocellulosiske fibre, før de bruges som mekanisk forstærkning i vedvarende brædder, i detaljer. Som en påmindelse reducerer denne proces mængden af vand, der skal tilsættes i forhold til traditionelle pulpingmetoder, og det er også mindre energiforbrugende25. Den samme dobbeltskrue maskine kan også bruges til at tilføje et naturligt bindemiddel til fibre.

Mere specifikt præsenteres en detaljeret skitse til udførelse af twin-screw ekstrudering-raffinering af shives fra oleaginous hør (Linum usitatissimum L.) halm præsenteres. Halmen, der blev anvendt i denne undersøgelse, blev kommercielt opnået. Det var fra Everest-sorten, og planterne blev dyrket i den sydvestlige del af Frankrig i 2018. I samme ekstruder pass, en blødgjort hørfrø kage (bruges som eksogen bindemiddel) kan også tilføjes i midten af tønden, og derefter blandes tæt til raffinerede shives langs anden halvdel af skruen profil. En homogen blanding med form af et fluffy materiale opsamles ved maskinens udløb. TMC-operationen i ét trin udføres ved hjælp af en pilotvægtmaskine. Vores mål er at give en detaljeret procedure for operatørerne til at foretage korrekt ekstrudering-raffinering af shives, og derefter kagen tilføjelse. Efter denne operation er den opnåede forblanding klar til efterfølgende fremstilling af 100% olieholdige hørbaserede hardboards ved hjælp af varm presning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Forbered råvarerne

  1. Brug oleaginous hør shives, som er resultatet af en indledende fase af mekanisk udvinding af bastfibrene fra halm i en "all fiber" ekstraktionsenhed51. Brug en vibrerende sigte til at fjerne korte tekstilfibre, som de stadig kan indeholde.
    BEMÆRK: Da det kan være vanskeligt at fjerne disse korte tekstilfibre, så tøv ikke med at gentage denne sigteoperation så mange gange, som det er nødvendigt. Her er målet at forbedre strømmen af den olieholdige hørstelliser i vægtføderens tragt og derfor lette deres dosering før deres introduktion i dobbeltskrue ekstruderen.
  2. Brug en blødgjort hørkage, der er fremstillet ved destruktion/blødgøring af proteinerne i henhold til den metode, der er beskrevet af Rouilly et al.18.
    BEMÆRK: Ved at gøre dette viser proteinerne bedre termoplastiske og klæbende evner.
  3. Agrogranulaterne af blødgjort hørkage slibes ved hjælp af en hammermølle, der er udstyret med et 1 mm gitter, og sigt derefter det malede materiale, der er opnået for kun at bevare partiklerne mindre end 500 μm.

2. Kontroller, at de konstante vægtfødere og stempelpumpen fungerer korrekt

  1. For de strømningshastigheder, som operatøren arbejder med under produktionen, og som vælges for at undgå tilstopning af maskinen (15 kg/t for olieholdige hørstrækker (OFS) og fra 1,50 kg/h til 3,75 kg/t for blødgjort hørkage), skal du kontrollere overensstemmelsen mellem den fastsatte værdi, der er angivet til de to konstantvægtfødere, og de faste strømningshastigheder, der virkelig fordeles af disse doseringsanordninger.
    BEMÆRK: Den faktiske faste strømningshastighed bestemmes eksperimentelt ved at veje massen af det faste stof fordelt af den konstante vægtføder i en kendt periode (5 min). Hvis der er en væsentlig afvigelse mellem den indstillede værdi og den faktisk målte strømningshastighed, kan dette indikere en fejl i vejeføderen. For at forhindre dette skal hele doseringsenheden rengøres grundigt med særlig vægt på det område, hvor vejeanordningen er placeret. Faktisk er årsagen til denne type funktionsfejl meget ofte en dårlig rengøring af enheden, da spor af tidligere anvendte faste stoffer kan findes i de mindste hjørner af doseringsenheden. Hvis problemet fortsætter, vil det være nødvendigt at kontrollere den korrekte måling af selve balancen og om nødvendigt kalibrere den igen.
  2. Kalibrere stempelpumpen for at etablere en sammenhæng mellem motorens elektriske effekt og den faktiske vandstrømshastighed, der fordeles af pumpen.
    BEMÆRK: For hver testet elektrisk effekt bestemmes den faktiske vandgennemstrømningshastighed eksperimentelt ved at veje massen af det vand, der distribueres af stempelpumpen i en kendt periode (5 min). Fem forskellige elektriske kræfter testes for at tegne kalibreringskurven. Den højeste elektriske effekt, der testes, vælges, så den giver en højere vandgennemstrømningshastighed end den, der vælges under produktionen.
  3. Når pumpens kalibrering er udført, skal du kontrollere, om den vandstrømshastighed, som operatøren arbejder med under produktionen (15 kg/h for at undgå tilstopning af maskinen, samtidig med at længden af de ekstruderingsraffinerede fibre) bevares) overensstemmelsen mellem den indstillede værdi, der gives til stempelpumpen for motoreffekten, og den faktisk fordelte vandstrømshastighed.

3. Forbered ekstruderen med to skruer

  1. De toskrueeknudermoduler (AB1-GG-8D-, FER- og ABF-typerne) skal placeres korrekt ved at forbinde dem den ene efter den anden (ved hjælp af to halve klemmer) i den rigtige rækkefølge i henhold til den maskinkonfiguration, der skal anvendes:
    1. Konfigurer den konfiguration, som kun fiberdefibrationen finder sted for (Figur 1A).
    2. Alternativt kan du oprette den konfiguration, der afsluttes med tilføjelsen af det naturlige bindemiddel (Figur 1B).
      BEMÆRK: Til begge konfigurationer anvendes det første modul til indførelse af olieholdige hørstelliser. Dette er et type AB1-GG-8D-modul, som har en 8D D svarende til skruediameteren (dvs. 53 mm). Den store øvre åbning af dette modul er primært beregnet til at lette indførelsen af shives. Modul 2 til 8 er temperaturregulerede. De er lukkede moduler (type FER), undtagen modul 5 i tilfælde af konfiguration (trin 3.1.2), som er af ABF-typen (dvs. modul udstyret med en sideåbning for at sikre tilslutning af sideføderen, der bruges til at tvinge indførelsen af den blødgjorte hørkage inde i hovedtønden). Sideføderen består af to co-roterende og co-gennemtrængende Arkimedean skruer af konstant pitch og konjugat profil.
  2. Placer vandindløbsrøret sideværts i slutningen af modul 2 for at tilslutte stempelpumpen til maskinen.
  3. Sæt de skrueelementer (Figur 2), der skal bruges til at opsætte skrueprofilen, enten den, der bruges til konfiguration (trin 3.1.1), eller den, der bruges til konfiguration (trin 3.1.2) (Figur 3).
    BEMÆRK: Sørg for, at disse er de rigtige skrueelementer ved omhyggeligt at kontrollere deres type (T2F, C2F, C1F, CF1C, BB eller INO0), længde, hældning (for transport- og omvendtskrueelementer) og deres svimlende vinkel (for BB-blandingsblokkene).
  4. Opsæt skrueprofilen (Figur 3) ved at indsætte skrueelementerne langs de to splined aksler, fra det første par til det sidste.
    BEMÆRK: De skrueprofiler, der bruges til de to testede konfigurationer, er forskellige, og begge er resultatet af forudgåendeoptimering 25,26,27.
  5. Når skrueprofilen monteres, skal du sørge for, at skruelementernes tråde, der lige er indsat på de splinede aksler, altid er perfekt afstemt med de tidligere samlede elementer.
  6. Når hele skrueprofilen er samlet, skrues skruen i hånden i slutningen af de to aksler, lukker helt maskinens tønde og strammer derefter de to skruepunkter til det stramme drejningsmoment, som producenten anbefaler (30 daN m for den dobbeltskrue ekstruder, der anvendes i denne undersøgelse) ved hjælp af en momentnøgle.
  7. Når maskinens tønde er delvist genåbnet, dvs. med akslerne trukket tilbage i tønden over en afstand på ca. 1D, drejes skruerne ved lav hastighed (maks. 25 omdrejninger) for at sikre, at hele skrueprofilen er korrekt monteret.
    BEMÆRK: I tilfælde af forkert installation af skrueelementerne (f.eks. forskydningen for et af dem) vil accelereret slitage af skrueelementerne uundgåeligt blive observeret. Ved afprøvning af rotationen af begge aksler med maskinens tønde næsten helt åben, resulterer dette i, at akslerne rører hinanden på det sted, hvor det forkert placerede skrueelement.
  8. Helt lukke tønde af maskinen, så begge aksler er helt fanget inde i tønden.
  9. Når tønden er lukket, klemme den til maskinen med halve klemmer, og sørg for ved hjælp af et niveau tester, at tønden er helt vandret.
    BEMÆRK: Hvis dobbeltskruens ekstruders tønde ikke er helt vandret, kan det føre til for tidlig slitage ved slid på skrueelementerne og/eller tøndens indvendige vægge.
  10. Placer de perifere enheder (vægtføderne for de to faste stoffer, der skal indføres, og stempelpumpen for det vand, der skal injiceres) på de ønskede steder langs tønden: over modul 1 for den føder, der anvendes til den olieholdige hørstrid, over sidefoderens tragt (selv forbundet sideværts til modul 5) for den, der anvendes til den blødgjorte hørkage (kun konfigurationstilfælde (trin 3.1.2) og i slutningen af modul 2 til vandindsprøjtningen.

4. Udfør ekstruderingsbehandling med to skruer efter konfiguration (trin 3.1.1) eller konfiguration (trin 3.1.2)

  1. Fra maskinens tilsyn skal du indtaste de indstillede temperaturer i hvert af modulerne og starte temperaturreguleringen af tønden: til konfiguration (trin 3.1.1), 25 °C for fodringsmodulet (modul 1) og 110 °C for følgende; til konfiguration (trin 3.1.2), 25 °C for modul 1, 110 °C for raffineringszonen (modul 2 til 4) og 80 °C for forblandingsmodulet (modul 5 til 8).
    BEMÆRK: Tøndens temperaturregulering udføres adskilt fra et modul til et andet ved (i) opvarmning med to resistive halvklemmer fastgjort omkring hvert modul og (ii) køling ved at cirkulere koldt vand inde i modulet. En 25 °C er privilegeret for fodringsmodulet. For en effektiv raffinering af fibrene foretrækkes en temperatur på 110 °C. En temperatur på 80 °C er tilstrækkelig til forblandingen. Da raffinerings- og forblandingszonerne begge er placeret langs flere moduler, tildeles alle moduler i samme zone den samme indstillede temperatur.
  2. Vent på stabiliteten af de målte temperaturer, og sørg for, at disse temperaturer er lig med de indstillede punkter.
    BEMÆRK: De målte temperaturer er angivet på maskinens kontrolpanel. For at sikre en anden kontrol af disse temperaturer er det også muligt at måle dem med et infrarødt termometer på niveau med hvert modul langs tønden.
  3. Drej langsomt skruerne (dvs. 50 omdrejninger i minuttet maks.).
    BEMÆRK: For tidligt slid på skrueelementerne og tøndens indvendige vægge kan opstå, hvis skruerne drejer for hurtigt, mens maskinen er tom.
  4. Tilfør forsigtigt dobbeltskrue ekstruderen med vand (5 kg/t strømningshastighed).
  5. Vent i omkring 30 s, indtil vandet kommer ud i slutningen af tønden.
  6. Derefter begynder at introducere de olieholdige hørstelliser i modul 1 ved en strømningshastighed på 3 kg / t og vent (i ca. 1 min) på, at det faste stof begynder at komme ud af ekstruderen.
  7. Gradvist øge (mindst i tre på hinanden følgende trin) hastigheden af skruerne, så vandgennemstrømningen og endelig shives strømningshastigheden, indtil de ønskede sæt punkter er nået: 150 omdrejninger i minuttet, 15 kg / t og 15 kg / h, henholdsvis (Tabel 1).
    BEMÆRK: Disse sætpunkter blev bestemt i tidligere undersøgelser og skyldes optimering af processen25,26,27.
  8. Vent på maskinstabiliseringen ved at følge udviklingen i den elektriske strøm, der forbruges af motoren over tid (variation af den elektriske strøm ikke mere end 5% fra den gennemsnitlige værdi på 125 A).
    BEMÆRK: Stabiliseringstiden ligger normalt mellem 10 og 15 min.
  9. Kun til konfiguration (trin 3.1.2) skal du begynde at introducere den blødgjorte hørkage ved 0,50 kg/ t, når maskinen har stabiliseret sig i strømafbrydelse efter shives og vand ud over de ønskede faste værdier. Derefter øges strømningshastigheden for den blødgjorte hørkage i mindst tre på hinanden følgende trin op til det ønskede sætpunkt (fra 1,50 kg/h til 3,75 kg/h, hvilket svarer til værdier mellem 10% og 25 vægtprocent i forhold til shives) (tabel 1).
  10. Når den elektriske strøm, der forbruges af ekstrudermotoren med to skruer, er helt stabil, skal du sørge for, at den temperaturprofil, der måles langs tønden, er i overensstemmelse med de indstillede værdier, som operatøren har angivet, og derefter begynde at prøve de ekstruderede shives til konfiguration (trin 3.1.1) eller forblandingen til konfiguration (trin 3.1.2) ved stikkontakten.
    BEMÆRK: For ikke at tilstoppe enheden skal motorens strøm altid holde sig under grænseværdien (dvs. 400 A for den toskrue ekstruder på pilotskalaen, der anvendes i denne undersøgelse). Det bør derfor kontrolleres, at denne grænseværdi ikke nås i hele gennemstrømningsrampefasen og under prøveudtagningen. Hvis maskinens kølesystem under produktionen ikke er i stand til at opretholde temperaturen på mindst ét modul ved den fastsatte værdi, kan dette være konsekvensen af en uhensigtsmæssig skrueprofil (dvs. for restriktive skrueelementer på dette sted), hvilket forårsager en lokal selvopvarmning af det behandlede materiale. Det er derefter nødvendigt at sikre, f.eks. ved hjælp af en termogravimetrisk analyse (TGA) af det faste stof, der behandles, at denne temperatur ikke forårsager fiberforringelse.
  11. Under hele prøvetagningsprocessen skal du sørge for, at maskinføderen er problemfri ved regelmæssigt at kontrollere den effektive indtrængen af faste stoffer og vand i maskinens tønde.
    BEMÆRK: En stabil strømafstænkning af den strøm, der trækkes af motoren i ekstruderen med to skruer i hele prøvetagningstiden, er en bekræftelse af en stabil fodring af maskinen.
  12. Ved produktionens afslutning skal du slukke for de to faste doseringsenheder og stempelpumpen.
  13. Tøm maskinen, samtidig med at skruernes rotationshastighed reduceres til 50 omdrejninger i minuttet.
  14. Når intet kommer ud af tønden ende, rengør indersiden af tønden af twin-skrue ekstruder med masser af vand, indført i stort overskud fra modul 1, mens skruerne stadig roterer ved 50 omdrejninger i minuttet. Tilsæt vand, indtil de faste rester forsvinder helt ved tøndens udløb. Stop derefter skruernes rotation, og sluk for maskinens varmestyring.

5. Tør og tilstand de deraf følgende ekstruderer (dvs. ekstrudering raffinerede shives eller forblanding)

  1. Når ekstruderingerne ikke skal formes til fiberplader umiddelbart efter ekstruderingsprocessen med to skruer, skal de tørres med en varm luftstrøm til en fugtighed mellem 8% og 12% før deres konditionering. Til dette formål skal du bruge en simpel ventileret ovn eller, i tilfælde af store mængder ekstrudering, der skal tørres, en kontinuerlig bæltetørrer.
    BEMÆRK: Ved en sådan fugtighed kan ekstruderingerne konditioneres uden risiko for svamp eller skimmelvækst over tid. Emballage skal udføres i perfekt forseglede plastposer, som skal opbevares på et tørt sted.
  2. Tør ekstruderer med varm luft flow til en luftfugtighed mellem 3% og 4%, når fiberboard støbning finder sted umiddelbart efter twin-skrue ekstrudering proces.
    BEMÆRK: Tidligere undersøgelser viste, at et fugtindhold på 3% til 4% af det faste stof, der skal presses varmt, er ideelt til at begrænse afgasningsfænomener i slutningen af støbning. Når det sker, og det ikke er kontrolleret, kan afgasning generere defekter (f.eks. blærer eller revner) inde i fiberpladen, og disse defekter har en negativ indvirkning på dets mekaniske modstand26,27,31,32. Når der udføres varmpresning, efter at ekstruderingerne er blevet opbevaret i lufttætte plastposer med et vandindhold på 8% til 12%, skal de tørres yderligere, dvs. op til 3%-4%, før de støbes.

6. Støb fiberpladerne ved varm presning

BEMÆRK: Driftsbetingelserne for varmpresning er valgt på grundlag af tidligere undersøgelser26,27,31,32.

  1. Forvarm formen. Placer derefter det faste materiale, der skal presses varmt inde i formen. Til sidst forvarmes dette faste materiale i 3 minutter, før trykket påføres.
    BEMÆRK: For alle de fiberplader, der produceres, repræsenterer andelen af shives i blandingen, der skal støbes, en masse på 100 g, når den anvendte form er firkantet i form og med 15 cm sider.
  2. Påfør et tryk på 30 MPa med de rå shives, og 10 MPa, 20 MPa, eller 30 MPa med ekstruderet dem (Tabel 2).
  3. Sæt skimmeltemperaturen til 200 °C.
    BEMÆRK: Fordi temperaturen i høj grad påvirker kvaliteten (især bøjningsegenskaberne) af brædderne opnået9,26,27,28,31,32, er det vigtigt at kontrollere skimmeltemperaturen med et infrarødt termometer på både sine mandlige og kvindelige dele.
  4. Indstil støbningstiden til 150 s.
  5. Fremstilling på basis af forskellige fiberplader med forskelligt indhold af blødgjort hørkage (fra 0% til 25%) ved hjælp af de ekstruderingsraffinerede fibre, der opnås ved ekstrudering af to skruer via konfiguration (trin 3.1.1) eller en af de tre forblandinger, der opnås via konfiguration (trin 3.1.2)(tabel 1 og tabel 2).
  6. Som referencer fremstilles også yderligere to fiberplader baseret på den rå OFS, den ene uden tilsætning af eksogen bindemiddel (bordnummer 11) og den anden med tilsætning af 25% (w/w) blødgjort hørkage (bordnummer 12) (tabel 2).
    BEMÆRK: For disse to brædder er støbningsbetingelserne de samme, dvs.

7. Tilstand og karakterisere fiberplader

  1. Når fiberpladerne er produceret, skal du placere dem i et klimakammer ved 60% relativ luftfugtighed og 25 °C, indtil der opnås en konstant vægt.
    BEMÆRK: Fiberpladerne konditioneres og stabiliseres med hensyn til fugtighed.
  2. Når fiberpladerne er ekvilibreret, skæres de i prøveemner.
    BEMÆRK: Det mest velegnede værktøj til skæring af fiberplader er en lodret båndsav.
  3. Fra prøveemnerne, fortsætte med karakteriseringen af fiberpladerne ved hjælp af standardiserede test for bøjningsegenskaber (ISO 16978:2003-standard), Shore D overfladehårdhed (ISO 868:2003-standard), intern bindingsstyrke (ISO 16260:2016-standard) og vandfølsomhed efter nedsænkning i vand i 24 timer (ISO 16983:2003-standard).
  4. Sammenlign de egenskaber, der måles for fiberpladerne, med anbefalingerne i den franske standard, der er dedikeret til specifikationerne for spånplader (NF EN 312) for at bestemme deres mulige anvendelser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Under fiberraffinering af olieholdige hørstelliser ved hjælp af konfiguration (trin 3.1.1) blev vand bevidst tilsat ved et flydende / fast forhold svarende til 1,0. Ifølge tidligere værker25,26,27, bevarer et sådant flydende / fast forhold bedre længden af de raffinerede fibre ved dobbeltskrue ekstruderudgangen end lavere nøgletal, hvilket samtidig bidrager til en stigning i deres gennemsnitlige højde-bredde-forhold. Desuden er mængden af tilsat vand lav nok til at eliminere enhver risiko for maskinstopning. I mangel af "frit" vand (dvs. vand, der ville være blevet tilsat i overskud, og hvoraf en del ikke ville have været absorberet af fibrene), var det derfor ikke nødvendigt at placere et filtreringsmodul i slutningen af defibrationszonen. Efter forbehandlingen af ekstruderingsraffinering blev den kemiske sammensætning af de ekstruderingsraffinerede fibre bestemt (tabel 3). Logisk set blev der i mangel af produktion af flydende ekstrakt under forbehandlingen af ekstruderingsraffinering ikke observeret nogen signifikant forskel i kemisk sammensætning mellem de rå shives og de ekstruderede. Med hensyn til udseende har ekstruderingsraffinerede fibre form af et fluffy materiale(Figur 4, nederst til venstre). Det betyder, at ekstruderingsprocessen, især den høje forskydningshastighed, der anvendes, bidrager til en ændring af hørstridsstrukturen. Dette blev først bekræftet af de ekstruderede shives lavere synlige og udnyttede tætheder i forhold til de værdier, der blev opnået med de rå shives (tabel 4). Den morfologiske analyse af fibrene bekræftede også denne første observation, da en meget betydelig stigning i deres højde-bredde-forhold også observeres ved hjælp af en fibermorfologianalyseenhed (Tabel 5).

Når man overvejer bindemiddelfri brædder fra oleaginous hør shives støbt ved hjælp af varm presning, TMC defibring forbehandling ved hjælp af twin-skrue ekstrudering i henhold til konfiguration (trin 3.1.1) er af indlysende interesse. Faktisk finder en adskillelse af ligniner fra cellulose og hemicelluloses inde i ekstruderede shives sted. Under varm presning kan ligniner således nemt mobiliseres og bruges som et naturligt bindemiddel. Hertil kommer, med en højere gennemsnitlig fiber højde-bredde-forhold end for rå shives, partikelstørrelse profil ekstrudering-raffinerede fibre er mere gunstig med hensyn til deres præstationer for mekanisk forstærkning. Det betyder, at brædder fremstillet af ekstruderede fibre alene (bordnumrene 1, 3 og 7), dvs. uden tilsætning af blødgjort hørkage som et eksternt bindemiddel, ikke kun er alle tre sammenhængende, men frem for alt udgør væsentligt forbedrede brugsegenskaber i forhold til det bræt, der opnås ved varm presning af de rå shives (bordnummer 11) (Tabel 6). Selv om brættet nummer 1 fra ekstruderet shives er varmt presset ved et tryk på kun 10 MPa, det er endnu betydeligt bedre ud fra dets mekaniske ydeevne end bord nummer 11, som er støbt fra den rå shives, men ved en trykværdi tre gange højere (30 MPa). Fordelene ved forbehandlingen i ekstruderen med to skruer til den efterfølgende mobilisering af ligniner som indvendig bindemiddel på den ene side og til at øge det gennemsnitlige fiberstørrelsesforhold på den anden side er således tydeligt demonstreret. En sammenligning af brugsegenskaberne for bordnumre 1, 3 og 7 viser også de gavnlige virkninger af højere påført tryk under støbning på disse egenskaber, uanset om det er den flexurale styrke, Shore D overfladehårdhed eller materialets vandmodstand efter nedsænkning. Efterhånden som trykket stiger, fremmes mobiliseringen af det ligninbaserede bindemiddel27. I smeltet fase reduceres dens viskositet, og betænding af fibrene er optimeret.

Ved hjælp af konfiguration (trin 3.1.2), når shives blev defibrated, den blødgjorte hørfrø kage blev også tilføjet direkte ind i twin-skrue ekstruder og intimt blandet med de raffinerede fibre i anden halvdel af skruen profil. Den blødgjorte hørkage blev tilsat et indhold på mellem 10% og 25%(tabel 1). Intim blanding blev opnået takket være brugen af to på hinanden følgende serie af bilobe padler (BB elementer), monteret i forskudte rækker (90 °). Disse er placeret på niveau med modul 7 og 8 (figur 3). Når den blødgjorte hørkage tilsættes, den observerede stigning i det samlede specifikke energiforbrug er meget lille på trods af en højere påfyldning af maskinen: 1,35 ± 0,04 kW h/kg tørstof max i stedet for 1,28 ± 0,05 kW h/kg tørstof i tilfælde af konfiguration (trin 3.1.1), for hvilket shives er defibrated men uden tilsætning af udefrakommende bindemiddel. CF1C omvendt skrue elementer, der anvendes til shives defibration er derfor de mest restriktive elementer i skruen profil. Blandingszonen for de raffinerede fibre og hørkagen bidrager derfor i mindre grad til stigningen i maskinens samlede energiforbrug.

Tilsætningen af den blødgjorte hørkage til de ekstruderingsraffinerede fibre resulterer i en forblanding beriget med naturligt bindemiddel, som skal tørres til et fugtindhold på mellem 3% og 4% før støbning. Samlet set øger denne tilføjelse fiberpladernes flexurale egenskaber (Tabel 6). For et anvendt tryk på 10 MPa fører tilsætningen af 25% hørkage til en 15% stigning i materialets flexurale styrke (sammenligning af bordnummer 1 og 2). For et fordoblet tryk (20 MPa) observeres en stigning på 25%, når der tilsættes 10% hørbaseret bindemiddel (bordnummer 4), og det stiger til 53%, når 17,5% af dette bindemiddel tilsættes (bordnummer 5). Endelig er den relative stigning i bøjningsstyrken for det højeste formningstryk (30 MPa) maksimal (+12%) når der tilsættes 10% hørkage (sammenligning af bordnummer 7 og 8).

Samtidig er Shore D overfladehårdhed og fiberpladernes vandmodstand efter nedsænkning stort set uafhængige af indholdet af blødgjort hørkage i forblandingen. Anvendelsen af et tryk på mindst 20 MPa under varm presning ledsages stadig af en reduktion i tykkelse hævelse, uanset det eksogene bindemiddelindhold. Under sådanne formningsforhold øges tætheden af hardboards. Deres indre porøsitet reduceres derefter, og diffusionen af vand inde i materialet under nedsænkning reduceres således.

Den rolle, som eksogen bindemiddel spillede af hørkagen i forblandingen, bekræftes og forklares således ved tilstedeværelsen af et betydeligt indhold (anslået til 40,5% af dets tørre masse52) af proteiner med plast og klæbemiddeladfærd. Denne rolle bekræftes også, når det olieholdige hørproteinbaserede bindemiddel tilsættes til de rå shives. Faktisk, med 25% af dette bindemiddel (tilfælde af bord nummer 12), bestyrelsen opnået(Figur 4, øverst til højre) har en flexural styrke på 10,6 MPa i stedet for kun 3,6 MPa uden bindemiddel (bord nummer 11). Men dette panel har en lavere bøjning styrke end alle dem, der er baseret på ekstrudering-raffinerede fibre, der illustrerer den væsentlige rolle, som TMC forbehandling af shives.

Takket være den kombinerede virkning af defibration af shives og tilsætning af et udefrakommende bindemiddel inden for samme dobbeltskrueenhed opnås fiberplader med en bøjningsstyrke på omkring 23 til 25 MPa. Som et eksempel, med tilsætning af 25% blødgjort hørfrø kage til forblandingen og varm presning af sidstnævnte ved at anvende en 30 MPa tryk, den tilsvarende fiberplader (bord nummer 10) viser en bøjning styrke på 24,1 MPa, en flexural modulus på 4,0 GPa og en intern obligation styrke på 0,70 MPa(Figur 4, nederst til højre). Baseret på anbefalingerne fra den franske standard (NF) EN 312 (standard dedikeret til specifikationerne for spånplader)53opfylder dette bræt allerede de mekaniske krav til type P6-brædder, dvs. Kun dens tykkelse hævelse efter nedsænkning i vand i 24 timer opfylder ikke kravene i denne standard (78% i stedet for 16% max). En efterbehandling efter hærdning (60 °C i 30 minutter og derefter 80 °C i 30 min. derefter 100 °C i 45 minutter, derefter 125 °C i 60 min. og til sidst 150 °C i 90 minutter, før det vender tilbage til stuetemperatur i 225 min.) af dette materiale fører til en reduktion i tykkelse hævelse på op til 49%, samtidig med en stigning i flexural styrke (25,8 ± 1,0 MPa). Denne reduktion i tykkelse hævelse er dog stadig utilstrækkelig. Til fremtidigt arbejde bør andre yderligere processer, f.eks. En anden original løsning kunne være tilsætning af hydroforbingsmidler, f.eks. Da dette optimale bræt kan bruges inde i huse, skal dets brandmodstandsevne desuden evalueres, før det foreslås på markedet. Denne egenskab er faktisk af afgørende betydning. Hvis brandmodstandsevnen af dette materiale viser sig at være utilstrækkelig, bør tilsætning af et brandsikringsprodukt til forblandingen direkte i dobbeltskrueektruderen overvejes, før panelet formes ved varm presning.

Figure 1
Figur 1: Forenklede konfigurationer af den anvendte ekstruder med to skruer (A) til den eneste fiberraffinering af olieholdige hørstier og (B) til den kombinerede proces i et enkelt ekstruderpas, herunder fiberraffinering af olieholdige hørstier, tilsætning af blødgjort hørkage og derefter intim blanding af de to faste stoffer. For hver af de to testede konfigurationer nævnes de efterfølgende enhedsoperationer. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: Type skrueelementer, der anvendes langs skrueprofilerne: (A) T2F, (B) C2F, (C) C1F, (D) CF1C, (E) BB og (F) INO0 skrueelementer. På grund af trapezformede form af deres tråde, T2F elementer er ikke-selvrensende skruer, men har meget gode transport-og synkeegenskaber. De er derfor placeret i fodring områder af de to anvendte faste stoffer (dvs. olieholdige hør shives, og blødgjort hørkage). (B) C2F-elementer er konjugerede dobbeltflyvningsskruer, der også bruges til deres transport. Formen på deres tråde er bøjet, hvilket gør C2F-elementerne selvrensende skruer. De er placeret, hvor det faste og flydende sameksisterer. (C) C1F-elementer er enkeltflyvningsskruer. I forhold til C2F-elementer har disse transportskruer en bredere gevindskjold. Derfor har de en bedre tryk og en højere forskydningseffekt end C2F-elementer. (D) CF1C-elementer er konjugerede cut-flight, enkeltflyvningsskruer med venstrehåndet pitch. Disse omvendte skrueelementer er de mest restriktive og vigtigste elementer i skrueprofilen. De tillader en intens blanding og mekanisk klipning af materialet samt en stigning i dets opholdstid. CF1C skruer er det sted, hvor defibration af fibrene finder sted. (E)BB elementer er bilobed padler. De tillader en stærk blandingseffekt på materialet. De fremmer derfor en intim blandingshandling, der er særlig vigtig for homogent imprægnering af de olieholdige hørstige med det tilsatte vand på den ene side og tæt blanding af de ekstruderingsraffinerede fibre og blødgjort hørkage på den anden. (F) INO0-elementerne forbinder elementer mellem dobbelt- og enkeltflyvningsskruer. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: Skruekonfigurationer (A) til fiberraffinering kun af olieholdige hørstier og (B) til den kombinerede proces i et enkelt ekstruderpas, herunder fiberraffinering af olieholdige hørstier, tilsætning af blødgjort hørkage og derefter intim blanding af de to faste stoffer. Derefter injiceres vand i slutningen af modul 2. Den intime blanding af fast og flydende udføres på niveau med modul 5. Endelig foregår fibrenes mekaniske defibration gennem mekanisk klipning i modul 8. (B) Når den kombinerede proces udføres i et enkelt ekstruderpas, udføres fiberraffinering af olieholdige hørstier i første halvdel af skrueprofilen (dvs. fra modul 1 til 4), tilsætning af blødgjort hørkage i midten og intim blanding af de to faste stoffer langs anden halvdel af skrueprofilen. Mere præcist er indførelsen af den blødgjorte hørfrøkage lavet gennem en sideføder på niveau med modul 5, dvs. efter fiberraffineringstrinnet, og den intime blanding af de to faste stoffer udføres langs modulerne 6 til 8. For T2F-, C2F-, C1F- og CF1C-skruerne angiver de to nævnte tal henholdsvis deres hældning og længde (i forhold til D, skruediameteren). For BB-blandingsblokkene repræsenterer de henholdsvis deres svimlende vinkel og længde. INO0 elementer er 0,25 D i længden. Zoner i skruekonfigurationen med en strømningsbegrænsende effekt svarer til de skraverede områder. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4:Fotografi af OFS (øverst til venstre) og ERF (nederst til venstre) oleaginous hørstreger og bordnumre 12 (øverst til højre) og 10 (nederst til højre). Board numre 12 og 10 indeholder begge 25% blødgjort hørfrø kage. Board nummer 12 er lavet af OFS rå shives mens bord nummer 10 stammer fra P3 forblanding (dvs. indeholder ekstrudering-raffinerede fibre). Klik her for at se en større version af dette tal.

Ekstrudering af pålydende værdi Erf P1 P2 P3
konfiguration (3.1.1.) (3.1.2.) (3.1.2.) (3.1.2.)
Ekstruderingsforhold med to skruer
Skruerotationshastighed (omdrejningstal) 150 150 150 150
Indløbshastighed for olieholdige hørstæng (kg/h) 15.00 15.00 15.00 15.00
Indløbshastighed for blødgjort hørkage (kg/h) 0.00 1.50 2.63 3.75
Indløbshastighed for injiceret vand (kg/h) 15.00 15.00 15.00 15.00

Tabel 1: Ekstruderingsbetingelser for dobbeltskruer, der anvendes til konfigurationer (A) og (B). ERF, ekstruderingsfinerede fibre med oprindelse i konfiguration (trin 3.1.1); P1, forblanding nummer 1 med oprindelse i konfigurationen (trin 3.1.2) og med indhold af blødgjort hørkage (i forhold til vægten af shives); P2, forblanding nummer 2 med oprindelse i konfiguration (trin 3.1.2) og med indhold af blødgjort hørkage (i forhold til vægten af shives); P3, forblanding nummer 3 med oprindelse i konfigurationen (trin 3.1.2) og med indhold af blødgjort hørkage (i forhold til vægten af shives).

Fiberboard-nummer 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
råstof Erf P3 Erf P1 P2 P3 Erf P1 P2 P3 Ofs OFS plus 25% (w/w) blødgjort hørkage
Skimmeltemperatur (°C) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
Støbning tid (r) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
Anvendt tryk (MPa) 10 10 20 20 20 20 30 30 30 30 30 30

Tabel 2: Støbning parametre, der anvendes til fremstilling af fiberplader. AFS, olieholdige hørstellitter (dvs. rå shives, der ikke tidligere er blevet behandlet ved ekstrudering af to skruer). Den faste blanding, der blev brugt til fremstilling af bord nummer 12, er fremstillet af OFS og blødgjort hørkage og er fremstillet mekanisk ved hjælp af en dobbelt-helix-mixer.

materiale AF27 Erf
Fugt (%) 8.4 ± 0.2 8.3 ± 0.2
Mineraler (% af tørstof) 2.0 ± 0,1 2.0 ± 0,1
Cellulose (% af tørstof) 45,6 ± 0,4 44.3 ± 0,4
Hemicelluloses (% af tørstof) 22.4 ± 0.1 22,8 ± 0,1
Ligniner (% af tørstof) 25.1 ± 0,6 23,7 ± 0,5
Vandopløselige komponenter (% af tørstof) 4.1 ± 0.1 4.3 ± 0.1

Tabel 3: Kemisk sammensætning af olieholdige hørstænger før og efter forbehandlingen af ekstruderingsraffinering. Indholdet i fugt blev bestemt i henhold til ISO 665:2000-standard54. De blev målt ud fra ekvilibrerede materialer, dvs. Indholdet i mineraler blev bestemt i henhold til ISO 749:1977 standard55. Indholdet i cellulose, hemicelluloses, og ligniner blev bestemt ved hjælp af Acid Detergent Fiber (ADF) - Neutral Detergent Fiber (NDF) metode van Soest og Vin56,57. Indholdet i vandopløselige forbindelser blev bestemt ved at måle massetabet af prøveemnet efter 1 time i kogende vand. Alle målinger blev udført i to eksemplarer. Resultaterne i tabellen svarer til middelværdierne ± standardafvigelser.

materiale Tilsyneladende massefylde (kg/m3) Tappet massefylde (kg/m3)
AF27 117 ± 5 131 ± 4
Erf 71 ± 1 90 ± 1

Tabel 4: Synlige og udnyttede tætheder af olieholdige hørstænger før og efter forbehandlingen af ekstruderingsraffinering. Den tappede massefylde af oleaginøse hørstige blev målt i tre eksemplarer ved hjælp af et densitometer. Den tilsyneladende tæthed blev opnået før komprimering. Resultaterne i tabellen svarer til middelværdierne ± standardafvigelser. n.d., ikke-bestemt.

materiale Fiberlængde (μm) Fiberdiameter (μm) Størrelsesforhold Bøder (%)
AF27 5804 ± 4013 1107 ± 669 6 ± 6 n.d.
Erf 559 ± 27 20.9 ± 0.2 27. ± 2 56 ± 2

Tabel 5: Morfologiske egenskaber ved olieholdige hørstæng før og efter forbehandlingen af ekstrudering. Den morfologiske analyse af rå shives (dvs. før ekstrudering-raffinering forbehandling) blev udført ved billedanalyse ved hjælp af en software fra en scanning af omkring 3.000 partikler27. Den af de ekstrudering-raffinerede shives blev udført ved hjælp af en analyzerfor fiber morfologi måling og karakterisering. Til disse målinger blev der udført bestemmelser i tre eksemplarer, og for hvert eksperiment blev omkring 15.000 partikler analyseret. Resultaterne i tabellen svarer til middelværdierne ± standardafvigelser.

Fiberboard-nummer 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Bøjningsegenskaber
Tykkelse (mm) 4.18 ± 0,07 5.03 ± 0.14 3.73 ± 0.11 3.88 ± 0,01 4.12 ± 0.02 4.56 ± 0,06 3.62 ± 0.12 3.81 ± 0,09 4.06 ± 0.12 4.37 ± 0.12 3.99 ± 0,07 4.69 ± 0,25
Massefylde (kg/m3) 1051 ± 16 1165 ± 78 1191 ± 59 1241 ± 34 1256 ± 41 1248 ± 37 1213 ± 54 1268 ± 17 1274 ± 23 1253 ± 32 1069 ± 19 1181 ± 40
Flexural styrke (MPa) 11.6 ± 1.0 13.3 ± 1.4 16.6 ± 1.4 20.9 ± 2.2 25,5 ± 1,9 22.6 ± 2.1 21.7 ± 1.9 24.4 ± 1.8 23.5 ± 2.1 24.1 ± 2.5 3.6 ± 0,4 10.7 ± 0,9
Elastisk modulus (MPa) 2474 ± 138 2039 ± 227 2851 ± 295 3827 ± 303 4272 ± 396 3806 ± 260 3781 ± 375 4612 ± 285 3947 ± 378 4014 ± 409 1071 ± 98 2695 ± 370
Kyst D overfladesele (°) 70,7 ± 2,2 69.0 ± 3.0 70,6 ± 1,9 70,5 ± 2,2 70,3 ± 2,0 71.1 ± 1.8 69,0 ± 2,7 70,8 ± 2,0 70.0 ± 2.2 71,0 ± 1,7 61,4 ± 4,8 61,8 ± 3,6
Intern bindingsstyrke (MPa) n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 0,70 ± 0,05 n.d. n.d.
Vandfølsomhed efter nedsænkning i vand i løbet af 24 timer
Hævelse af tykkelse (%) 139,5 ± 14,3 135,4 ± 10,9 76.1 ± 6.8 73.1 ± 1.8 82.3 ± 5.6 90,5 ± 3,9 64.0 ± 4.2 87.1 ± 5.6 100.1 ± 4.4 77,7 ± 2,2 159,9 ± 11,1 179,8 ± 16,3
Vandabsorption (%) 145,4 ± 10,0 143.1 ± 16.2 66,5 ± 6,3 65.2 ± 3.5 69.1 ± 2.2 83,0 ± 5,0 54.4 ± 1.6 59,8 ± 1,1 86.3 ± 6.7 63.3 ± 1.7 156,8 ± 5,9 150.1 ± 7.0

Tabel 6: Mekaniske egenskaber, hævelse af tykkelsen og vandabsorption af fiberplader fremstillet ved varm presning. Tykkelsen og massefylden blev bestemt ved at veje prøveemnerne og måle deres dimensioner ved hjælp af en elektronisk caliper. Bøjningsegenskaberne blev bestemt i henhold til ISO 16978:2003 standard58. Shore D overfladehårdheden blev bestemt i henhold til ISO 868:2003 standard59. Den interne bindingsstyrke blev bestemt i henhold til ISO 16260:2016 standard60. Vandfølsomheden efter nedsænkning i vand (dvs. hævelse af tykkelsen og vandabsorption) blev bestemt i henhold til ISO 16983:2003-standard61. Alle bestemmelser blev udført fire gange. Resultaterne i tabellen svarer til middelværdierne ± standardafvigelser. n.d., ikke-bestemt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Protokollen skitseret her beskriver, hvordan man behandler ekstrudering-raffinering af lignocellulosic fibre, før du bruger dem som mekanisk forstærkning i vedvarende brædder. Her er den anvendte ekstruder med to skruer en pilotvægtmaskine. Med skruer på 53 mm i diameter (D) er den udstyret med otte moduler, hver 4D i længden, bortset fra modul 1, der har en 8D svarende til en samlet længde på 36D (dvs. 1.908 mm) for tønden. Dens længde er lang nok til at anvende på det forarbejdede materiale rækkefølgen af flere elementære operationer i et enkelt pas, dvs fodring, kompression, intim blanding mellem fiber fast og den ekstra vand, ekspansion, kompression, intens klipning, og derefter ekspansion. Her blev ekstruderingsraffineringsforbehandlingen med succes anvendt på shives fra olieholdige hørstrå. De udgør restkoncentrationen efter mekanisk ekstraktion af tekniske fibre fra olieholdige hørstrå ved hjælp af en "all fiber" ekstraktionsanordning51. I samme dobbeltskruemaskine er det også muligt at tilføje et eksogent bindemiddel til den defibrated lignocellulosic biomasse umiddelbart efter ekstruderingsraffineringstrinnet. Den anden halvdel af skrueprofilen er således afsat til den intime blanding af de raffinerede fibre og dette eksterne bindemiddel. Her er dette en tidligere blødgjort hørkage, der blev brugt som ekstra bindemiddel. Det er blevet tilføjet til de raffinerede fibre ved hjælp af forskellige satser (fra 10% til 25% i forhold til shives). De resulterende 100% oleaginous hørbaserede forblandinger blev efterfølgende omdannet til hardboards gennem varm presning.

På grund af det store antal elementære operationer, der skal anvendes til konfiguration (trin 3.1.2), som ikke kun tillader raffinering af fibrene, men også tilsætning af et eksternt bindemiddel, er længden af den tønde af maskinen, der skal bruges, afgørende for behandlingens succes. En tønde længde på mindst 32D er påkrævet, selv om længder på 36D eller endda 40D er mere passende. Udvidelsen af blandingen transporteres mellem to på hinanden følgende zoner af restriktive elementer er så bedre, og dette favoriserer udvekslinger mellem bestanddelene af den faste blanding og vandet.

Derudover er skrueprofilen af afgørende betydning for dobbeltskrueprocesserne2,3,4. Især skal de restriktive områder (dvs. områder med intenst mekanisk arbejde) vælges med den største omhu. Her fører dette til bekymringer med de omvendte skrueelementer, der anvendes til defibration af lignocellulosisk biomasse, og de blandingselementer, der er nødvendige for imprægnering af denne biomasse med vand før defibration og efterfølgende intim blanding af de raffinerede fibre med naturligt bindemiddel. Typologien af disse elementer (dvs. tonehøjde af bakskrueelementer og bredde og forskudsvinkel af blandingsblokke), deres respektive længder og deres placering langs skrueprofilen kan tilpasses den formulering, der skal produceres.

Tilsvarende vil optimering af driftsbetingelserne (dvs. indløbsstrømningshastigheder af faste stoffer, indløbsstrømningshastighed af vand, skruerotationshastighed og temperaturprofil) være nødvendig for enhver ny formulering, der skal produceres2,3,4. Faktisk skal de driftsbetingelser, der skal implementeres, ligesom skrueprofilen tilpasses arten af hver enkelt behandlet lignocellulosisk biomasse (f.eks. fordeling mellem cellulose, hemicellulose og ligniner, mulig tilstedeværelse af andre bestanddele, morfologi og hårdhed af de faste partikler ved indløbet osv.). Påfyldningshastigheden for ekstruderen med to skruer kan således justeres til hver ny formulering med det formål at optimere sin opholdstid og øge maskinens produktivitet, samtidig med at man undgår tilstopning.

Det er derfor påfyldningshastigheden for dobbeltskrueenheden, der er den vigtigste begrænsning af den defibringforbehandling, der præsenteres her. Afhængigt af arten af det råmateriale, der skal forarbejdes, den anvendte skrueprofil og de anvendte ekstruderingsbetingelser (dvs. inputstrømshastigheder for faste stoffer, flydende/fast forhold og skruerotationshastighed) er blandingens gennemsnitlige opholdstid inde i dobbeltskrueværktøjet ikke den samme. For at øge maskinens produktivitet er målet altid at øge strømmen af behandlet plantemateriale så meget som muligt og samtidig bevare en tilstrækkelig kvalitet af det TMC-arbejde, der udføres på det.

Ved den skruerotationshastighed, der anvendes under produktionen, og som vælges så tæt som muligt på den maksimale rotationshastighed for dobbeltskruemaskinen, der bruges til at øge produktiviteten, kan maskinen overfyldes, hvis de indkommende strømme af fast materiale(er) og vand bliver for høje. Det er derfor vigtigt for operatørerne at vælge den optimale påfyldningshastighed for at sikre, at maskinen ikke er overfyldt. For at undgå en sådan tilstopning bør dobbeltskrueværktøjet anvendes i tilstrækkelig lang tid, dvs. mindst en halv time. Stabiliteten af den elektriske strøm, der forbruges af motoren under produktionen, vil være bekræftelsen af en maskine, der ikke overfeeder. Dens kontrolpanel gør det nemt at følge udviklingen af den elektriske strøm over tid. Afslutningsvis er ekstruderingsteknologien med to skruer derfor et alsidigt og højtydende værktøj til fremstilling af vedvarende fiberplader, fri for syntetiske harpikser. Først og fremmest kan den kontinuerlige TMC-defibration af lignocellulosiske fibre, hvilket fører til en stigning i deres evne til mekanisk forstærkning gennem en stigning i det gennemsnitlige højde-bredde-forhold mellem de raffinerede fibre, udføres. Dobbeltskrueværktøjet kan betragtes som et troværdigt alternativ til andre defibrationsmetoder, der anvendes klassisk, dvs. en simpel slibning, pulpingprocesser og dampeksplosion.

En nylig undersøgelse udført på risstrå viste, at dette værktøj giver mulighed for bedre at bevare fibrenes længde under deres defibration end en metode, der er resultatet af papirprocesser og involverer et fordøjelsesstadium efterfulgt af en defibration en25. Den samme undersøgelse viste også, at defibrationen udført i en ekstruder med to skruer var mindre vandkrævende og kan udføres til en lavere pris. Under dobbeltskruedefibration bidrager frigivelsen af ligniner også delvis til samhørigheden (ved selvbinding) af de opnåede fiberplader27. Disse kaldes "selvbundne brædder".

I samme dobbeltskrue ekstruder og for større kompakthed er det også muligt løbende at tilføje et eksternt bindemiddel til de tidligere raffinerede fibre i variable proportioner. Dette reducerer produktionstiden og -omkostningerne samt dimensionering af forblandingsforberedelsesenheden. Den overordnede proces med forbehandling af fibrene og forberedelse af forblandingen intensiveres således kraftigt, før fiberplader hot-presser. Tilsætningen af et eksogent bindemiddel bidrager også til en væsentlig forbedring af brugsegenskaberne for de opnåede materialer. Denne innovative proces er derfor særlig alsidig, da den kan tilpasses forskellige lignocellulosiske biomasser og forskellige naturlige bindemidler.

I fremtiden bør twin-screw-værktøjets fremragende blandingskapacitet udnyttes yderligere. For eksempel kan det bruges til at supplere forblandingen af forskellige funktionelle tilsætningsstoffer, f.eks hydrofobingsmidler til at forbedre vandmodstanden af fiberplader, svampemidler, brandhæmmende midler, farver osv., for at give fuldt funktionaliseret forblanding klar til den endelige støbningsproces.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

ingen

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Martelli, F. G. Twin-screw extruders: a basic understanding. , Vans Nostrand Reinhold Company. New York. (1983).
  2. Evon, P., Vandenbossche, V., Candy, L., Pontalier, P. Y., Rouilly, A. Twin-screw extrusion: a key technology for the biorefinery. Biomass extrusion and reaction technologies: principles to practices and future potential. American Chemical Society, ACS Symposium Series. 1304 (2), 25-44 (2018).
  3. Vandenbossche, V., Candy, L., Evon, P. h, Rouilly, A., Pontalier, P. Y. Extrusion. Green Food Processing Techniques: Preservation, Transformation and Extraction. 10, Elsevier. 289-314 (2019).
  4. Bouvier, J. M., Campanella, O. H. The Generic Extrusion Process IV: Thermomechanical pretreatment and Solid-Liquid Separation. Extrusion Processing Technology: Food and Non-Food Biomaterials. , Wiley Online Library. 351-392 (2014).
  5. Evon, P., Vandenbossche, V., Pontalier, P. Y., Rigal, L. Direct extraction of oil from sunflower seeds by twin-screw extruder according to an aqueous extraction process: feasibility study and influence of operating conditions. Industrial Crops and Products. 26 (3), 351-359 (2007).
  6. Evon, P., Vandenbossche, V., Pontalier, P. Y., Rigal, L. Aqueous extraction of residual oil from sunflower press cake using a twin-screw extruder: feasibility study. Industrial Crops and Products. 29 (2-3), 455-465 (2009).
  7. Evon, P., Amalia Kartika, I., Cerny, M., Rigal, L. Extraction of oil from jatropha seeds using a twin-screw extruder: Feasibility study. Industrial Crops and Products. 47, 33-42 (2013).
  8. Uitterhaegen, E., et al. Extraction of coriander oil using twin-screw extrusion: Feasibility study and potential press cake applications. Journal of the American Oil Chemists' Society. 92 (8), 1219-1233 (2015).
  9. Evon, P., et al. The thermo-mechano-chemical twin-screw reactor, a new perspective for the biorefinery of sunflower whole plant: aqueous extraction of oil and other biopolymers, and production of biodegradable fiberboards from solid raffinate. Oilseeds & fats, Crops and Lipids. 23 (5), 505 (2016).
  10. Uitterhaegen, E., Evon, P. Twin-screw extrusion technology for vegetable oil extraction: a review. Journal of Food Engineering. 212, 190-200 (2017).
  11. N'Diaye, S., Rigal, L. Factors influencing the alkaline extraction of poplar hemicelluloses in a twin-screw reactor: correlation with specific mechanical energy and residence time distribution of the liquid phase. Bioresource Technology. 75 (1), 13-18 (2000).
  12. Prat, L., Guiraud, P., Rigal, L., Gourdon, C. A one dimensional model for the prediction of extraction yields in a two phases modified twin-screw extruder. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 41 (9), 743-751 (2002).
  13. Maréchal, V., Rigal, L. Characterization of by-products of sunflower culture: commercial applications for stalks and heads. Industrial Crops and Products. 10 (3), 185-200 (1999).
  14. Colas, D., Doumeng, C., Pontalier, P. Y., Rigal, L. Twin-screw extrusion technology, an original solution for the extraction of proteins from alfalfa (Medicago sativa). Food and Bioproducts Processing. 91 (2), 175-182 (2013).
  15. Colas, D., Doumeng, C., Pontalier, P. Y., Rigal, L. Green crop fractionation by twin-screw extrusion: Influence of the screw profile on alfalfa (Medicago sativa) dehydration and protein extraction. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 72, 1-9 (2013).
  16. Celhay, C., Mathieu, C., Candy, L., Vilarem, G., Rigal, L. Aqueous extraction of polyphenols and antiradicals from wood by-products by a twin-screw extractor: Feasibility study. Comptes Rendus Chimie. 17 (3), 204-211 (2014).
  17. Vandenbossche, V., et al. Suitability assessment of a continuous process combining thermo-mechano-chemical and bio-catalytic action in a single pilot-scale twin-screw extruder for six different biomass sources. Bioresource Technology. 211, 146-153 (2016).
  18. Rouilly, A., Orliac, O., Silvestre, F., Rigal, L. New natural injection-moldable composite material from sunflower oil cake. Bioresource Technology. 97 (4), 553-561 (2006).
  19. Vegetable material from cereal plants and process for making the same. European Patent. Peyrat, E., Rigal, L., Pluquet, V., Gaset, A. , 0989228 (2000).
  20. Chabrat, É, Abdillahi, H., Rouilly, A., Rigal, L. Influence of citric acid and water on thermoplastic wheat flour/poly(lactic acid) blends. I: Thermal, mechanical and morphological properties. Industrial Crops and Products. 37 (1), 238-246 (2012).
  21. Abdillahi, H., Chabrat, É, Rouilly, A., Rigal, L. Influence of citric acid on thermoplastic wheat flour/poly(lactic acid) blends. II. Barrier properties and water vapor sorption isotherms. Industrial Crops and Products. 50, 104-111 (2013).
  22. Gamon, G., Evon, P. h, Rigal, L. Twin-screw extrusion impact on natural fibre morphology and material properties in poly(lactic acid) based biocomposites. Industrial Crops and Products. 46, 173-185 (2013).
  23. Uitterhaegen, E., et al. Performance, durability and recycling of thermoplastic biocomposites reinforced with coriander straw. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 113, 254-263 (2018).
  24. Process for depithing pith containing plants, in particular sorghum. European Patent. Manolas, C., Gaset, A., Jamet, J. P., Rigal, L., N'Diaye, S. , EP 0698681 (1995).
  25. Theng, D., et al. Comparison between two different pretreatment technologies of rice straw fibers prior to fiberboard manufacturing: twin-screw extrusion and digestion plus defibration. Industrial Crops and Products. 107, 184-197 (2017).
  26. Uitterhaegen, E., et al. Impact of a thermomechanical fiber pre-treatment using twin-screw extrusion on the production and properties of renewable binderless coriander fiberboards. International Journal of Molecular Sciences. 18, 1539 (2017).
  27. Evon, P. h, et al. Production of fiberboards from shives collected after continuous fibre mechanical extraction from oleaginous flax. Journal of Natural Fibers. , (2018).
  28. Theng, D., et al. Production of fiberboards from rice straw thermo-mechanical extrudates using thermopressing: influence of fiber morphology, water addition and lignin content. European Journal of Wood and Wood Products. 77 (1), 15-32 (2019).
  29. Simon, V., et al. VOC and carbonyl compound emissions of a fiberboard resulting from a coriander biorefinery: comparison with two commercial wood-based building materials. Environmental Science and Pollution Research. 27, 16121-16133 (2020).
  30. Verdier, T., et al. Using glycerol esters to prevent microbial growth on sunflower-based insulation panels. Construction Materials. , (2020).
  31. Evon, P. h, et al. Low-density insulation blocks and hardboards from amaranth (Amaranthus cruentes) stems, a new perspective for building applications. 3rd Euromaghreb Conference: Sustainability and Bio-based Materials on the road of Bioeconomy. , Rouen, France. (2020).
  32. Labonne, L., Samalens, F., Evon, P. h Sunflower fiberboards: influence of molding conditions on bending properties and water uptake. 5th International Conference on Structural Analysis of Advanced Materials. , Island of Zante (Zakynthos), Greece. (2021).
  33. Van Dam, J. E. G., Van den Oever, M. J. A., Keijsers, E. R. P. Production process for high density high performance binderless boards from whole coconut husk. Industrial Crops and Products. 20 (1), 97-101 (2004).
  34. Salthammer, T., Mentese, S., Marutzky, R. Formaldehyde in the indoor environment. Chemical Reviews. 110 (4), 2536-2572 (2010).
  35. Zhang, D., Zhang, A., Xue, L. A review of preparation of binderless fiberboards and its self-bonding mechanism. Wood Science and Technology. 49, 661-679 (2015).
  36. Felby, C., Pedersen, L. S., Nielsen, B. R. Enhanced auto adhesion of wood fibers using phenol oxidases. Holzforschung. 51, 281-286 (1997).
  37. Felby, C., Hassingboe, J., Lund, M. Pilot-scale production of fiberboards made by laccase oxidized wood fibers: board properties and evidence for cross-linking of lignin. Enzyme and Microbial Technology. 31 (6), 736-741 (2002).
  38. Felby, C., Thygesen, L. G., Sanadi, A., Barsberg, S. Native lignin for bonding of fiber boards: evaluation of bonding mechanisms in boards made from laccase-treated fibers of beech (Fagus sylvatica). Industrial Crops and Products. 20 (2), 181-189 (2004).
  39. Okuda, N., Sato, M. Manufacture and mechanical properties of binderless boards from kenaf core. Journal of Wood Science. 50, 53-61 (2004).
  40. Velásquez, J. A., Ferrando, F., Salvadó, J. Binderless fiberboard from steam exploded miscanthus sinensis: The effect of a grinding process. Holz als Roh- und Werkstoff. 60, 297-302 (2002).
  41. Theng, D., et al. All-lignocellulosic fiberboard from corn biomass and cellulose nanofibers. Industrial Crops and Products. 76, 166-173 (2015).
  42. Migneault, S., et al. Medium-density fiberboard produced using pulp and paper sludge from different pulping processes. Wood and Fiber Science. 42 (3), 292-303 (2010).
  43. Velásquez, J. A., Ferrando, F., Farriol, X., Salvadó, J. Binderless fiberboard from steam exploded miscanthus sinensis. Wood Science and Technology. 37 (3), 269-278 (2003).
  44. Xu, J., Widyorini, R., Yamauchi, H., Kawai, S. Development of binderless fiberboard from kenaf core. Journal of Wood Science. 52 (3), 236-243 (2006).
  45. Quintana, G., Velásquez, J., Betancourt, S., Gañán, P. Binderless fiberboard from steam exploded banana bunch. Industrial Crops and Products. 29 (1), 60-66 (2009).
  46. Mancera, C., El Mansouri, N. E., Vilaseca, F., Ferrando, F., Salvado, J. The effect of lignin as a natural adhesive on the physico-mechanical properties of Vitis vinifera fiberboards. BioResources. 6 (3), 2851-2860 (2011).
  47. Mancera, C., El Mansouri, N. E., Pelach, M. A., Francesc, F., Salvadó, J. Feasibility of incorporating treated lignins in fiberboards made from agricultural waste. Waste Management. 32 (10), 1962-1967 (2012).
  48. ISO. ISO 16895-1:2008, Wood-based panels - Dry-process fibreboard - Part 1: Classifications. International Organization for Standardization. , Switzerland. (2008).
  49. ISO. ISO 16895-2:2010, Wood-based panels - Dry process fibreboard - Part 2: Requirements. International Organization for Standardization. , Switzerland. (2010).
  50. ISO. ISO 16893-2:2010, Wood-based panels - Particleboard - Part 2: Requirements. International Organization for Standardization. , Switzerland. (2010).
  51. Ouagne, P., Barthod-Malat, B., Evon, P. h, Labonne, L., Placet, V. Fibre extraction from oleaginous flax for technical textile applications: influence of pre-processing parameters on fibre extraction yield, size distribution and mechanical properties. Procedia Engineering. 200, 213-220 (2017).
  52. ISO. ISO 5983-1:2005, Animal Feeding Stuffs - Determination of nitrogen content and calculation of crude protein content - Part 1: Kjeldahl method. International Organization for Standardization. , Switzerland. (2005).
  53. AFNOR. NF EN 312 (2010-11), Particleboards - Specifications. Association Française de Normalisation. , France. (2010).
  54. ISO. ISO 665:2000, Oilseeds - Determination of moisture and volatile matter content. International Organization for Standardization. , Switzerland. (2000).
  55. ISO. ISO 749:1977, Oilseed residues - Determination of total ash. International Organization for Standardization. , Switzerland. (1977).
  56. Van Soest, P. J., Wine, R. H. Use of detergents in the analysis of fibrous feeds. IV. Determination of plant cell wall constituents. Journal of AOAC International. 50 (1), 50-55 (1967).
  57. Van Soest, P. J., Wine, R. H. Determination of lignin and cellulose in acid detergent fiber with permanganate. Journal of AOAC International. 51 (4), 780-785 (1968).
  58. ISO. ISO 16978:2003, Wood-based panels - Determination of modulus of elasticity in bending and of bending strength. International Organization for Standardization. , Switzerland. (2003).
  59. ISO. ISO 868:2003, Plastics and ebonite - Determination of indentation hardness by means of a durometer (Shore hardness). International Organization for Standardization. , Switzerland. (2003).
  60. ISO. ISO 16260:2016, Paper and board - Determination of internal bond strength. International Organization for Standardization. , Switzerland. (2016).
  61. ISO. ISO 16983:2003, Wood-based panels - Determination of swelling in thickness after immersion in water. International Organization for Standardization. , Switzerland. (2003).

Tags

Engineering twin-skrue ekstrudering termo-mekano-kemiske forbehandling fiber raffinering fiber-højde-bredde-forhold afgrøde biprodukter lignocellulose vedvarende fibre mekanisk forstærkning varm presning naturlige bindemidler fuldt bio-baserede fiberplader
Twin-Screw Ekstrudering proces til at producere vedvarende fiberplader
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Evon, P., Labonne, L., Khan, S. U.,… More

Evon, P., Labonne, L., Khan, S. U., Ouagne, P., Pontalier, P. Y., Rouilly, A. Twin-Screw Extrusion Process to Produce Renewable Fiberboards. J. Vis. Exp. (167), e62072, doi:10.3791/62072 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter