Waiting
Login processing...

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

Engineering

Extruderingsprocess med dubbla skruvar för att producera förnybara fiberskivor

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 mångsidig tvåskruvs extruderingsprocess för att ge en effektiv termo-mekano-kemisk förbehandling på lignocellulosic biomassa utvecklades, vilket leder till ett ökat genomsnittligt fiberproportioner. Ett naturligt bindemedel kan också tillsättas kontinuerligt efter fiberraffinering, vilket leder till biobaserade fiberskivor med förbättrade mekaniska egenskaper efter varm pressning av det erhållna extruderade materialet.

Abstract

En mångsidig tvåskruvs extruderingsprocess för att ge en effektiv termo-mekano-kemisk förbehandling på lignocellulosisk biomassa innan den används som källa till mekanisk förstärkning i helt biobaserade fiberboards utvecklades. Olika lignocellulosagrödor har redan framgångsrikt förbehandlats genom denna process, t.ex. spannmålssugrör (särskilt ris), koriandersugrör, shives från oljehaltigt linstrå och bark av både amaranth- och solrosstammar.

Extruderingsprocessen resulterar i en markant ökning av det genomsnittliga fiberproportionförhållandet, vilket leder till förbättrade mekaniska egenskaper hos fiberskivor. Tvåskruvsutspändaren kan också förses med en filtreringsmodul i slutet av pipan. Kontinuerlig extraktion av olika kemikalier (t.ex. fria sockerarter, hemicellulosa, flyktiga ämnen från eteriska oljefraktioner etc.) från det lignocellulosa substratet och fiberraffinering kan därför utföras samtidigt.

Extrudern kan också användas för dess blandningsförmåga: ett naturligt bindemedel (t.ex. Organosolv ligniner, proteinbaserade oljekakor, stärkelse etc.) kan tillsättas till de raffinerade fibrerna i slutet av skruvprofilen. Den erhållna förblandningen är klar att gjutas genom varm pressning, med det naturliga bindemedlet som bidrar till fiberboardsammanhållning. En sådan kombinerad process i ett enda extruderpass förbättrar produktionstiden, produktionskostnaden och kan leda till minskad produktionsstorlek för anläggningar. Eftersom alla operationer utförs i ett enda steg bevaras fibermorfologi bättre tack vare en minskad uppehållstid för materialet inuti extrudern, vilket resulterar i förbättrade materialprestanda. En sådan enstegsprofilering kan vara ursprunget till en värdefull industriell processinnsifiering.

Jämfört med kommersiella träbaserade material avger dessa helt biobaserade fiberskivor ingen formaldehyd, och de kan hitta olika tillämpningar, t.ex. mellanliggande behållare, möbler, hushållsgolv, hyllor, allmän konstruktion etc.

Introduction

Extrudering är en process under vilken ett flödande material tvingas genom en het död. Extrudering tillåter därför formning av förvärmda produkter under tryck. Den första industriella enskruvsutspruden uppträdde 1873. Det användes för tillverkning av metalliska kontinuerliga kablar. Från 1930 och framåt anpassades enskruvsprofilering till livsmedelsindustrin för att producera korv och tidigare. Omvänt har den första tvåskruvsutsprudaren först använts för utvecklingen inom livsmedelsindustrin. Det dök inte upp inom syntetpolymerer förrän på 1940-talet. För detta ändamål designades nya maskiner, och deras drift modellerades också1. Ett system med co-genomträngande och co-roterande skruvar utvecklades, vilket gör att blandning och extrudering kan utföras samtidigt. Sedan dess har extruderingstekniken utvecklats kontinuerligt genom design av nya typer av skruvar. Idag använder livsmedelsindustrin omfattande användning av tvåskruvsprofilering även om det är dyrare än enskruvsprofilering eftersom tvåskruvsprofilering ger tillgång till mer utarbetad materialbearbetning och slutprodukter. Det används särskilt för extruderingsmatning av stärkelserika produkter men också textning av proteiner och tillverkning av sällskapsdjursmat och fiskfoder.

På senare tid har tvåskruvsprofilering sett sitt användningsområde utvidgas till termo-mekano-kemisk fraktionering av växtmaterial2,3. Detta nya koncept har lett till utveckling av verkliga reaktorer som kan omvandla eller fraktionera anläggningsfrågor i ett enda steg, fram till separat produktion av ettextraktoch en raffinat genom vätske/ fast separation 2,3,4. Arbete som utförts vid Laboratoriet för agroindustriell kemi (LCA) har belyst de många möjligheterna med tvåskruvstekniken för fraktionering och valorisering av agroresources2,3. Några av exemplen är: 1) Mekanisk pressning och / eller "grön" lösningsmedelsextraktion av vegetabiliskolja 5,6,7,8,9,10. 2) Extraktion av hemicelluloser11,12,pectins13,proteiner 14,15, och polyfenolicextrakt 16. 3) Enzymatisk nedbrytning av växtcellsväggar för framställning av andra generationens bioetanol17. 4) Produktion av biokompositmaterial med protein18 eller polysackarid19 matriser. 5) Produktion av termoplastiska material genom blandning av spannmål och biobaseradepolyesterer 20,21. 6) Produktion av biokompositer genom att en termoplastisk polymer, biobaserad eller inte, och växtfyllmedel22,23. 7) Defibration av lignocellulosa material för produktion av pappersmassa13,24, och fiberboards25,26,27,28,29,30,31,32.

Tvåskruvsutsprakaren betraktas ofta som en kontinuerlig termomekanokemisk (TMC) reaktor. Det kombineras faktiskt i ett enda steg kemiska, termiska och, också, mekaniska åtgärder. Kemikalien en resulterar i möjligheten att injicera flytande reagenser i olika punkter längs pipan. Den termiska är möjlig på grund av den termiska regleringen av pipan. Slutligen beror den mekaniska på valet av skruvelement längs skruvprofilen.

För defibration av lignocellulosamaterial för att producera fiberboards har de senaste verken använtrissugrör 25,28, koriander halm26,29, oljehaltiga lin shives27 samt solros30,32 och amaranth31 bark. Lignocellulosabiomassas nuvarande intresse för en sådan tillämpning (dvs. mekanisk förstärkning) förklaras av den regelbundna utarmningen av skogsresurser som används för att producera träbaserade material. Växtrester är billiga och kan vara allmänt tillgängliga. Dessutom blandas nuvarande träpartiklar med petrokemiska hartser som kan vara giftiga. Ofta står för mer än 30% av den totala kostnaden för nuvarande kommersiella material33, vissa hartser bidrar till formaldehydutsläpp och minskar inomhusluftkvaliteten34. Forskningsintresset har övergått till användning av naturliga pärmar.

Lignocellulosisk biomassa består huvudsakligen av cellulosa och hemicellulosa och bildar ett heterogent komplex. Hemicelluloser är impregnerade med lager av ligniner som bildar ett tredimensionellt nätverk runt dessa komplex. Användning av lignocellulosabiomassa för tillverkning av fiberskivor kräver i allmänhet en defibration förbehandling. För detta är det nödvändigt att bryta ner ligninerna som skyddar cellulosa och hemicelluloser. Mekaniska, termiska och kemiska35 eller till och medenzymatiska 36,37,38 förbehandlingar måste tillämpas. Dessa steg ökar också självhäftande av fibrer, vilket kan främja produktionen av bindemedelslösabrädor 27 även om ett exogent bindemedel oftast tillsätts.

Det primära syftet med förbehandlingar är att förbättra partikelstorleksprofilen för mikrometriska fibrer. En enkel slipning erbjuder möjligheten att minskafiberstorleken 27,39,40. Billigt, det bidrar till att öka den fiberspecifika ytan. Komponenterna i den inre cellväggen blir mer tillgängliga och de mekaniska egenskaperna hos de erhållna panelerna förbättras. Effektiviteten av defibration ökas avsevärt när en termomekanisk massa produceras, t.ex. genom matsmältning plus defibration41, från olika massaprocesser42 eller genom ångexplosion43,44,45,46,47. På senare tid har LCA utvecklat en original förbehandling av lignocellulosafibrer med hjälp av twin-screw extrudering25,26,27,28,29,30,31,32. Efter TMC defibration möjliggör extrudern också homogen spridning av ett naturligt bindemedel inuti fibrer. Den resulterande förblandningen är redo att pressas varm i fiberskivor.

Under defibration av ris halm jämfördes twin-screw extrudering med en matsmältning plus defibration process25. Extruderingsmetoden visade en betydligt lägre kostnad, det vill säga nio gånger lägre än massan. Dessutom minskas mängden tillsatt vatten (1,0 max vätske/fast förhållande istället för 4,0 min med massametoden), och en tydlig ökning av det genomsnittliga bildförhållandet för raffinerade fibrer (21,2-22,6 istället för 16,3-17,9) observeras också. Dessa fibrer presenterar mycket förbättrad mekanisk förstärkningsförmåga. Detta visades för ris halmbaserade fiberboards, där ren icke försämrad lignin (t.ex. Biolignin) användes som bindemedel (upp till 50 MPa för böjning styrka och 24% för tjocklek svullnad efter 24 h nedsänkning i vatten)28.

TMC-defibrationens intresse för tvåskruvsprofiler har också bekräftats med korianderstrå26. Bildförhållandet för raffinerade fibrer varierar från 22,9-26,5 istället för endast 4,5 för helt enkelt jordfibrer. 100% korianderbaserade fiberboards erhölls genom att till extruderingsraffinerade sugrör tillsätta en tårta från fröet som proteinbindemedel (40% i massa). Deras flexuralstyrka (upp till 29 MPa) och särskilt deras motståndskraft mot vatten (upp till 24% tjocklek svullnad) förbättrades avsevärt jämfört med paneler gjorda av helt enkelt krossat halm. Dessutom avger dessa paneler inte formaldehyd och är därför mer miljövänliga och hälsovänliga än fiberboard med medelhög densitet (MDF) och spånskiva29 som klassiskt finns på marknaden.

På samma sätt producerades paneler helt baserade på amarant31 och solros32, som kombinerar extruderingsraffinerade fibrer från bark som förstärkning och frökaka som proteinbindemedel. De visade flexural styrkor på 35 MPa respektive 36 MPa. Deras vattenbeständighet konstaterades dock vara lägre: 71% respektive 87%, för tjocklekssvullnad. Självbunden paneler baserade på extruderingsraffinerade shives från oljehaltigt linstrå kan också erhållas27. I det här fallet är det den ligneösa fraktionen, som frigörs under TMC-defibration med två skruvar, som bidrar till självbindningen. Hardboards som erhålls visar dock en lägre mekanisk hållfasthet (endast 12 MPa flexural styrka) och mycket hög tjocklek svullnad (127%).

Alla extruderade fiberbaserade paneler som presenteras ovan kan hitta industriella tillämpningar och är därför hållbara alternativ till nuvarande kommersiella träbaserade material. Enligt Internationella standardiseringsorganisationens (ISO) krav48,49,50, kommer deras specifika applikationer att bero på deras mekaniska och vattenkänslighetsegenskaper.

I detta dokument beskrivs förfarandet för att extrudera och förfina lignocellulosafibrer innan de används som mekanisk förstärkning i förnybara brädor i detalj. Som en påminnelse minskar denna process mängden vatten som ska tillsättas i jämförelse med traditionella massametoder, och det är också mindre energikrävande25. Samma dubbelskruvsmaskin kan också användas för att tillsätta ett naturligt bindemedel till fibrer.

Mer specifikt presenteras en detaljerad översikt för att genomföra tvåskruvs extrudering-raffinering av shives från oljehaltigt lin(Linum usitatissimum L.) halm. Sugröret som användes i denna studie erhölls kommersiellt. Det var från Everest-sorten, och växterna odlades i sydvästra delen av Frankrike 2018. I samma extruderpass kan en plastiserad linfårta (som används som exogen bindemedel) också tillsättas i mitten av pipan och sedan blandas intimt till de raffinerade shivesna längs andra hälften av skruvprofilen. En homogen blandning med formen av ett fluffigt material samlas in vid maskinens utlopp. TMC-driften i ett steg utförs med hjälp av en pilotvågsmaskin. Vårt mål är att tillhandahålla ett detaljerat förfarande för operatörerna att genomföra korrekt extrudering-raffinering av shives, och sedan tårttillskottet. Efter denna operation är den erhållna förblandningen klar för efterföljande tillverkning av 100% oljehaltiga linbaserade hardboards med varm pressning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Förbered råvarorna

  1. Använd oljehaltiga linsmussor, som är resultatet av ett preliminärt steg av mekanisk extraktion av bastfibrerna från halm i en "all fiber"extraktionsanordning 51. Använd en vibrerande sikt för att ta bort korta textilfibrer som de fortfarande kan innehålla.
    OBS: Eftersom avlägsnandet av dessa korta textilfibrer kan vara svårt, tveka inte att upprepa denna siktning så många gånger som behövs. Här är målet att förbättra flödet av de oljehaltiga linsmussorna i viktmatarens behållare och därmed underlätta deras dosering innan de introduceras i tvåskruvsutsprudaren.
  2. Använd en plastiserad linfårta, som erhålls genom destructuring/plasticisering av proteinerna enligt den metod som beskrivs av Rouilly et al.18.
    OBS: Genom att göra det visar proteinerna bättre termoplastiska och självhäftande begåvningar.
  3. Slipa agrogranulates av plastiserad linfårta med hjälp av en hammarkvarn utrustad med ett 1 mm galler och sålla sedan det slipade materialet som erhållits för att behålla endast partiklarna mindre än 500 μm.

2. Kontrollera att matarna med konstant vikt och kolvpumpen fungerar korrekt

  1. För de flödeshastigheter med vilka operatören arbetar under produktionen, valt att undvika igensättning av maskinen (15 kg/h för oljehaltiga linsmussor (OFS) och från 1,50 kg/h till 3,75 kg/h för plastiserad linfårta), kontrollera korrespondensen mellan det inställda värdet som anges till de två matarna med konstant vikt och de fasta flödeshastigheter som verkligen distribueras av dessa dosanordningar.
    OBS: Det faktiska fasta flödet bestäms experimentellt genom att väga massan av det fasta ämne som fördelas av konstantviktsmataren under en känd tidsperiod (5 min). Om det finns en betydande avvikelse mellan det inställda värdet och det faktiska uppmätta flödet kan detta tyda på en felfunktion hos vägmataren. För att förhindra detta bör hela dosenheten rengöras noggrant, med särskild tonvikt på det område där vägningsanordningen är placerad. Faktum är att orsaken till denna typ av felfunktion mycket ofta är en dålig rengöring av enheten, eftersom spår av tidigare använda fasta ämnen finns i de minsta hörnen av dosenheten. Om problemet kvarstår kommer det då att vara nödvändigt att kontrollera korrekt mätning av själva balansen och vid behov omkalibrera den.
  2. Kalibrera kolvpumpen för att upprätta ett samband mellan motorns elektriska effekt och det faktiska vattenflödet som distribueras av pumpen.
    OBS: För varje testad elkraft bestäms det faktiska vattenflödet experimentellt genom att väga massan av vattnet som fördelas av kolvpumpen under en känd tidsperiod (5 min). Fem olika elektriska krafter testas för att rita kalibreringskurvan. Den högsta elkraften som testas väljs så att den ger ett högre vattenflöde än det som valts under produktionen.
  3. När kalibreringen av pumpen har utförts, kontrollera för den vattenflödeshastighet med vilken operatören arbetar under produktionen (15 kg/h för att undvika igensättning av maskinen samtidigt som längden på de extruderingsraffinerade fibrerna bevaras) korrespondensen mellan det inställda värdet som kolvpumpen fått för motoreffekten och den vattenflödeshastighet som faktiskt distribueras.

3. Förbered tvåskruvsutspruden

  1. Ordna extrudermodulerna med dubbla skruvar (AB1-GG-8D-, FER- och ABF-typerna) korrekt genom att ansluta dem en efter en (med hjälp av två halvklämmor) i rätt ordning enligt den maskinkonfiguration som ska användas:
    1. Ställ in den konfiguration för vilken endast fiberdefibern sker (figur 1A).
    2. Alternativt kan du ställa in den konfiguration som är klar med tillsatsen av det naturliga bindemedlet(figur 1B).
      OBS: För båda konfigurationerna används den första modulen för introduktion av oljehaltiga linsmussor. Detta är en typ AB1-GG-8D-modul, som har en 8D-modul D som motsvarar skruvdiametern (dvs. 53 mm). Den stora övre öppningen av denna modul är främst avsedd att underlätta införandet av shives. Modulerna 2 till 8 är temperaturkontrollerade. De är slutna moduler (typ FER), utom modul 5 vid konfiguration (steg 3.1.2), som är av ABF-typ (dvs. modul utrustad med en sidoöppning för att säkerställa anslutningen av sidomataren som används för att tvinga införandet av den plastiserade linfåran inuti huvudfatet). Sidomataren består av två co-roterande och samgenomträngande arkimedeanskruvar med konstant tonhöjd och konjugerad profil.
  2. Placera vatteninloppsröret i senare led i slutet av modul 2 för att ansluta kolvpumpen till maskinen.
  3. Om du bortser från deskruvelement (figur 2)som behövs för att ställa in skruvprofilen, antingen den som används för konfiguration (steg 3.1.1) eller den som används för konfiguration (steg 3.1.2) (figur 3).
    OBS: Se till att dessa är rätt skruvelement genom att noggrant kontrollera deras typ (T2F, C2F, C1F, CF1C, BB eller INO0), längd, tonhöjd (för transport- och omvända skruvelement) och deras svindlande vinkel (för BB-blandningsblocken).
  4. Ställ in skruvprofilen (bild 3) genom att föra in skruvelementen längs de två splinade axlarna, från det första paret till det sista.
    OBS: De skruvprofiler som används för de två konfigurationer som testats är olika och båda är resultatet av tidigareoptimering 25,26,27.
  5. När du monterar skruvprofilen, se till att gängorna på skruvelementen som precis satts in på de splinade axlarna alltid är perfekt i linje med de tidigare monterade elementen.
  6. När hela skruvprofilen är monterad, skruva fast skruvpunkterna i slutet av de två axlarna, stäng maskinens pipa helt och dra sedan åt de två skruvpunkterna till det åtdragningsmoment som rekommenderas av tillverkaren (30 daN m för den tvåskruvsutsprång som används i denna studie) med hjälp av en momentnyckel.
  7. När maskinens pipa delvis öppnats igen, dvs. med axlarna indragna i pipan över ett avstånd av cirka 1D, vrid skruvarna med låg hastighet (max 25 varv/min) för att säkerställa att hela skruvprofilen är korrekt monterad.
    OBS: Vid felaktig installation av skruvelementen (t.ex. feljusteringen för en av dem) kommer accelererat slitage på skruvelementen oundvikligen att observeras. Vid provning av rotationen av båda axlarna med maskinens pipa nästan helt öppen resulterar detta i att axlarna vidrör varandra vid den felaktigt placerade skruvelementet.
  8. Stäng maskinens pipa helt så att båda axlarna är helt instängda i pipan.
  9. När pipan är stängd, kläm fast den i maskinen med halvklämmor och se till med hjälp av en nivåtestare att pipan är perfekt horisontell.
    OBS: Om pipan på tvåskruvsutspräsaren inte är helt horisontell kan detta leda till för tidigt slitage genom nötning av skruvelementen och/eller rörets innerväggar.
  10. Placera kringutrustningen (viktmatarna för de två fasta ämnen som ska införas och kolvpumpen för att vattnet ska injiceras) på de nödvändiga ställena längs pipan: ovanför modul 1 för mataren som används för de oljehaltiga linsmussorna, ovanför mataren på sidomataren (själv ansluten i sidled till modul 5) för den som används för den plastiserade linfåran (fall av konfiguration (endast steg 3.1.2) , och i slutet av modul 2 för vatteninjektionen.

4. Utför extruderingsbehandling med dubbla skruvar enligt konfiguration (steg 3.1.1) eller konfiguration (steg 3.1.2)

  1. Från maskinens övervakning, ange de inställda temperaturerna för var och en av modulerna och starta temperaturkontrollen på pipan: för konfiguration (steg 3.1.1), 25 °C för matningsmodulen (modul 1) och 110 °C för följande; För konfiguration (steg 3.1.2), 25 °C för modul 1, 110 °C för raffineringszonen (modulerna 2–4) och 80 °C för förblandningen (modulerna 5–8).
    OBS: Pipans temperaturreglering utförs separat från en modul till en annan genom (i) uppvärmning med två resistiva halvklämmor fixerade runt varje modul och (ii) kylning genom att cirkulera kallt vatten inuti modulen. En 25 °C är privilegierad för matningsmodulen. För en effektiv raffinering av fibrerna föredras en temperatur på 110 °C. En temperatur på 80 °C är tillräcklig för förblandningen. Eftersom raffinerings- och förblandningszonerna båda finns längs flera moduler tilldelas alla moduler i samma zon samma inställda temperatur.
  2. Vänta på stabiliteten i de uppmätta temperaturerna och se till att dessa temperaturer är lika med de inställda punkterna.
    OBS: De uppmätta temperaturerna anges på maskinens kontrollpanel. För att säkerställa en andra kontroll av dessa temperaturer är det också möjligt att mäta dem med en infraröd termometer på nivån för varje modul längs pipan.
  3. Vrid långsamt skruvarna (dvs. max 50 varv/min).
    OBS: För tidigt nötande slitage på skruvelementen och pipens innerväggar kan uppstå om skruvarna vrids för snabbt medan maskinen är tom.
  4. Mata försiktigt tvåskruvsutspruden med vatten (5 kg/h flöde).
  5. Vänta i cirka 30 s tills vatten kommer ut i slutet av tunnan.
  6. Börja sedan introducera de oljehaltiga linsmussorna i modul 1 med en flödeshastighet på 3 kg/h och vänta (i cirka 1 min) på att det fasta ska börja komma ut ur extrudern.
  7. Gradvis öka (åtminstone i tre på varandra följande steg) skruvarna, sedan vattenflödet och slutligen shivesflödet tills önskade bördpunkter uppnås: 150 varv/min, 15 kg/h respektive 15 kg/h (tabell 1).
    OBS: Dessa börspunkter fastställdes i tidigare studier och resultat från optimeringen av processen25,26,27.
  8. Vänta på maskinstabiliseringen genom att följa utvecklingen av den elektriska strömmen som förbrukas av motorn över tiden (variation av den elektriska strömmen inte mer än 5% från 125 A-genomsnittsvärdet).
    OBS: Stabiliseringstiden ligger vanligtvis inom intervallet 10 till 15 min.
  9. För konfiguration (endast steg 3.1.2) , börja introducera den plastiserade linfårtan vid 0,50 kg/h när maskinen har stabiliserats i amperage efter shives och vatten till de önskade inställda värdena. Öka sedan flödet av den plastiserade linfåran i minst tre på varandra följande steg upp till önskad börvärdet (från 1,50 kg/h till 3,75 kg/h, vilket motsvarar värden mellan 10% och 25% i massa i förhållande till shives) (Tabell 1).
  10. När den elektriska ström som förbrukas av extrudermotorn med dubbla skruvar är helt stabil, se till att temperaturprofilen som mäts längs pipan överensstämmer med de inställda värden som anges av operatören och börja sedan prova de extruderade shivesna för konfiguration (steg 3.1.1) eller förblandningen för konfiguration (steg 3.1.2) vid utloppet.
    OBS: För att inte täppa till enheten måste motorns ström alltid ligga under dess gränsvärde (dvs. 400 A för pilotskalans tvåskruvsutsprudare som används i denna studie). Det bör därför kontrolleras att detta gränsvärde inte uppnås under hela flödesrampningsfasen och under provtagningen. Om maskinens kylsystem under produktionen inte kan hålla temperaturen på minst en modul vid sitt inställda värde, kan detta vara en följd av en olämplig skruvprofil (dvs. för restriktiva skruvelement på denna plats), vilket orsakar en lokal självuppvärmning av det behandlade materialet. Det är då nödvändigt att se till, t.ex. genom en termogravimetrisk analys (TGA) av det fasta ämne som bearbetas, att denna temperatur inte orsakar någon fibernedbrytning.
  11. Under hela provtagningsprocessen, se till att maskinmatningen är problemfri genom att regelbundet kontrollera att fasta ämnen och vatten kommer in i maskinens pipa.
    OBS: En stabil förstärkning av strömmen som dras av motorn på tvåskruvsutspräden under hela provtagningstiden är en bekräftelse på en stabil matning av maskinen.
  12. Stäng av de två fasta dosenheterna och kolvpumpen i slutet av produktionen.
  13. Töm maskinen samtidigt som du gradvis minskar skruvarnas rotationshastighet till 50 varv/min.
  14. När ingenting kommer ut ur pipan, rengör insidan av pipan på tvåskruvsutspruden med mycket vatten, introducerat i stort överskott från modul 1, medan skruvarna fortfarande roterar vid 50 varv/min. Tillsätt vatten tills de fasta resterna försvinner helt vid utloppet av tunnan. Stoppa sedan rotationen av skruvarna och stäng av maskinens värmekontroll.

5. Torka och konditionera de resulterande extruderingarna (dvs. extruderingsraffinerade shives eller förblandning)

  1. När extruderingarna inte ska gjutas i fiberskivor omedelbart efter tvåskruvsprofileringsprocessen, torka dem med en varm luftström till en fuktighet mellan 8% och 12% före deras konditionering. För detta ändamål, använd en enkel ventilerad ugn eller, när det gäller stora mängder extrudera som ska torkas, en kontinuerlig bältestork.
    OBS: Med sådan fuktighet kan extruderingarna konditioneras utan risk för svamp eller mögeltillväxt över tid. Förpackningar bör utföras i perfekt förseglade plastpåsar, som bör förvaras på en torr plats.
  2. Torka extruderingarna med varmt luftflöde till en fuktighet mellan 3% och 4% när fiberboardformning sker omedelbart efter tvåskruvsprofileringsprocessen.
    OBS: Tidigare studier visade att en fukthalt på 3% till 4% av det fasta ämne som ska pressas varm är idealisk för att begränsa avgasningsfenomen i slutet av gjutningen. När det inträffar och det inte kontrolleras kan avgasning generera defekter (t.ex. blåsor eller sprickor) inuti fiberboarden, och dessa defekter har en negativ inverkan på dess mekaniska motstånd26,27,31,32. När varm pressning utförs efter att extrudaterna har lagrats i lufttäta plastpåsar med en fukthalt på 8% till 12%, bör de torkas ytterligare, dvs upp till 3%-4%, före gjutning.

6. Forma fiberskivorna genom varm pressning

OBS: Driftsförhållandena för varm pressning har valts på grundval av tidigare studier26,27,31,32.

  1. Förvärm formen. Placera sedan det fasta materialet för att vara varmt pressat inuti formen. Slutligen förvärm detta fasta material i 3 minuter innan du applicerar trycket.
    OBS: För alla fiberskivor som produceras representerar andelen shives i blandningen som ska gjutas en massa på 100 g när formen som används är kvadratisk i form och med 15 cm sidor.
  2. Applicera ett tryck på 30 MPa med de råa shivesna och 10 MPa, 20 MPa eller 30 MPa med de extruderade (tabell 2).
  3. Ställ in mögeltemperaturen på 200 °C.
    OBS: Eftersom temperaturen i hög grad påverkar kvaliteten (särskilt böjningsegenskaperna) på de brädor somerhålls 9,26,27,28,31,32, är det viktigt att kontrollera mögeltemperaturen med en infraröd termometer på både sina manliga och kvinnliga delar.
  4. Ställ in listtiden på 150 s.
  5. Tillverka olika fiberskivor med olika innehåll av plastiserad linflättkaka (från 0% till 25%) använda de extruderingsraffinerade fibrer som erhålls genom tvåskruvsprofilering via konfiguration (steg 3.1.1) eller en av de tre förblandningar som erhålls via konfiguration (steg 3.1.2) (tabell 1 och tabell 2).
  6. Som referenser, också tillverka två ytterligare fiberboards baserade på råa OFS, en utan tillsats av exogen bindemedel (bräd nummer 11) och den andra med tillägg av 25% (w/w) av plastiserad linfårta (brädnummer 12) (Tabell 2).
    OBS: För dessa två brädor är formningsförhållandena desamma, dvs 200 °C för mögeltemperaturen, 150 s för formningstiden och 30 MPa för det applicerade trycket.

7. Villkora och karakterisera fiberskivorna

  1. När fiberskivorna har producerats, placera dem i en klimatkammare vid 60% relativ fuktighet och 25 °C tills en konstant vikt uppnås.
    OBS: Fiberboards kommer sedan att konditioneras och stabiliseras när det gäller fuktighet.
  2. När fiberskivorna är jämviktade, skär de i provexemplar.
    OBS: Det lämpligaste verktyget för att skära fiberskivor är en vertikal bandsåg.
  3. Från provexemplar, fortsätta med karakteriseringen av fiberboards med hjälp av standardiserade tester för böjningsegenskaper (ISO 16978:2003-standard), Shore D-ythårdhet (ISO 868:2003-standard), intern bindningsstyrka (ISO 16260:2016-standard) och vattenkänslighet efter nedsänkning i vatten i 24 h (ISO 16983:2003-standard).
  4. Jämför de egenskaper som uppmätts för fiberskivorna med rekommendationerna i den franska standarden som är avsedd för specifikationerna för spånskivor (NF EN 312) för att fastställa deras möjliga användning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Under fiberraffinering av oljehaltiga lin shives med konfiguration (steg 3.1.1), tillsattes vatten avsiktligt vid ett flytande/fast förhållande som motsvarar 1,0. Enligt tidigare verk25,26,27, bevarar ett sådant flytande / fast förhållande bättre längden på de raffinerade fibrerna vid tvåskruvens extruderuttag än lägre förhållanden, vilket samtidigt bidrar till en ökning av deras genomsnittliga bildförhållande. Dessutom är mängden vatten som tillsätts tillräckligt låg för att eliminera risken för maskinpropp. I avsaknad av "fritt" vatten (dvs. vatten som skulle ha tillsatts i överskott och vars del inte skulle ha absorberats av fibrerna) var det därför inte nödvändigt att placera en filtreringsmodul i slutet av defibrationszonen. Efter extrudering-raffinering förbehandling fastställdes den kemiska sammansättningen av extrudering-raffinerade fibrer (tabell 3). Logiskt sett, i avsaknad av flytande extrakt generation under extrudering-raffinering förbehandling, observerades ingen betydande skillnad i kemisk sammansättning mellan de råa shives och extruderade. När det gäller utseende har extruderingsraffinerade fibrer formen av ett fluffigt material (Figur 4, längst ner till vänster). Detta innebär att extruderingsprocessen, särskilt den höga saxhastigheten som tillämpas, bidrar till en modifiering av linsmussstrukturen. Detta bekräftades först av de nedre synliga och knackade tätheterna hos de extruderade shives jämfört med de värden som erhållits med de råa shivesna (tabell 4). Den morfologiska analysen av fibrerna bekräftade också denna första observation eftersom en mycket betydande ökning av deras bildförhållande också observeras med hjälp av en fibermorfologianalysanordning (tabell 5).

När man överväger bindemedelslösa brädor från oljehaltiga linsmussor gjutna med varm pressning, är TMC defibring förbehandling med tvåskruvsprofilering enligt konfiguration (steg 3.1.1) av uppenbart intresse. Faktum är att en separation av ligniner från cellulosa och hemicelluloser inuti extruderade shives äger rum. Vid varmpressning kan ligniner därför enkelt mobiliseras och användas som ett naturligt bindemedel. Dessutom, med ett högre genomsnittligt fiberproportionförhållande än för råa shives, är partikelstorleksprofilen för de extruderingsraffinerade fibrerna mer gynnsam när det gäller deras prestanda för mekanisk förstärkning. Detta innebär att brädor tillverkade av extruderade fibrer enbart (brädnummer 1, 3 och 7), dvs. utan tillsats av plastiserad linfärka som ett externt bindemedel, inte bara är alla tre sammanhängande, utan framför allt presenterar avsevärt förbättrade användningsegenskaper jämfört med den bräda som erhålls genom varm pressning av de råa shives (brädnummer 11) (tabell 6). Även om brädan nummer 1 från de extruderade shivesna är varmpressad vid ett tryck på endast 10 MPa, är den ännu betydligt bättre ur sin mekaniska prestanda än bräd nummer 11, som är gjuten från råa shives, men till ett tryckvärde tre gånger högre (30 MPa). Fördelarna med förbehandlingen i twin-screw extruder för efterföljande mobilisering av ligninerna som inre bindemedel å ena sidan, och för att öka det genomsnittliga fiberproportionförhållandet å andra sidan, visas således tydligt. En jämförelse av användningsegenskaperna för brädnummer 1, 3 och 7 visar också de fördelaktiga effekterna av högre applicerat tryck under gjutning på dessa egenskaper, oavsett om det är flexural styrka, Shore D ythårdhet eller materialets vattenbeständighet efter nedsänkning. När trycket ökar främjas mobiliseringen av det ligninbaserade bindemedlet27. I den smälta fasen reduceras dess viskositet och våthet av fibrerna optimeras.

Med hjälp av konfiguration (steg 3.1.2), när shivesna var defibrated, tillsattes den plastiserade linflottan också direkt i twin-screw extruder och intimt blandas med raffinerade fibrer under andra halvan av skruvprofilen. Den plastiserade linfårtan tillsattes på innehåll mellan 10% och 25%(tabell 1). Intim blandning erhölls tack vare användningen av två på varandra följande serier av bilobepaddlar (BB-element), monterade i förskjutna rader (90°). Dessa är placerade på nivån för modulerna 7 och 8 (figur 3). När den plastiserade linfårtan tillsätts, Den observerade ökningen av den totala specifika energiförbrukningen är mycket liten trots en högre fyllning av maskinen: 1,35 ± 0,04 kW h/kg torrsubstans max i stället för 1,28 ± 0,05 kW h/kg torrsubstans vid konfiguration (steg 3.1.1) för vilken shivesna är defibrerade men utan tillsats av exogen bindemedel. CF1C-backskruvelementen som används för shives defibration är därför de mest restriktiva elementen i skruvprofilen. Blandningszonen för raffinerade fibrer och linflättkaka bidrar därför i liten utsträckning till ökningen av maskinens totala energiförbrukning.

Tillsatsen av den plastiserade linfårtan till de extruderingsraffinerade fibrerna resulterar i en förblandning berikad med naturligt bindemedel, som måste torkas till en fukthalt på mellan 3% och 4% före gjutning. Sammantaget ökar detta tillägg de flexurala egenskaperna hos de erhållna fiberskivorna (tabell 6). För ett applicerat tryck på 10 MPa leder tillsats av 25% linfårta till en 15% ökning av materialets flexuralstyrka (jämförelse av brädnummer 1 och 2). För ett dubbelt tryck (20 MPa) observeras en ökning med 25% när 10% linbaserat bindemedel tillsätts (brädnummer 4) och det stiger till 53% när 17,5% av detta bindemedel tillsätts (brädnummer 5). Slutligen, för det högsta formningstrycket (30 MPa), är den relativa ökningen av böjningsstyrkan maximal (+12%) när 10% linfårta tillsätts (jämförelse av brädnummer 7 och 8).

Samtidigt är Shore D-ytans hårdhet och vattenbeständigheten hos fiberboards efter nedsänkning till stor del oberoende av den plastiserade linfårahalten i förblandningen. Appliceringen av ett tryck på minst 20 MPa under varm pressning åtföljs fortfarande av en minskning av tjocklekssvullnad, oavsett exogen bindemedelshalt. Under sådana formningsförhållanden ökar hardboards densitet. Deras inre porositet reduceras sedan, och diffusionen av vatten inuti materialet under nedsänkningen minskar därmed.

Rollen av exogent bindemedel som spelas av linfårtan i förblandningen bekräftas således och förklaras av närvaron av ett betydande innehåll (uppskattat till 40,5% av dess torra massa52) av proteiner med plast- och limbeteende. Denna roll bekräftas också när det oljehaltiga linproteinbaserade bindemedlet tillsätts till de råa shivesna. Med 25% av detta bindemedel (fall av brädnummer 12) har styrelsen erhållit(figur 4, uppe till höger) en flexural styrka på 10,6 MPa istället för endast 3,6 MPa utan bindemedel (brädnummer 11). Denna panel har dock en lägre böjningsstyrka än alla de som är baserade på extruderingsraffinerade fibrer, vilket illustrerar den viktiga roll som TMC förbehandling av shives spelar.

Tack vare den kombinerade verkan av defibration av shives och tillsats av ett exogent bindemedel inom samma twin-screw enhet erhålls fiberboards med en böjningsstyrka på cirka 23 till 25 MPa. Som ett exempel, med tillsats av 25% plastiserad linfårta till förblandningen och varm pressning av den senare genom att applicera ett 30 MPa-tryck, visar motsvarande fiberboard (brädnummer 10) en böjningsstyrka på 24,1 MPa, en flexural modulus på 4,0 GPa och en inre bindningsstyrka på 0,70 MPa (Figur 4, nedre höger). Baserat på rekommendationerna i den franska standarden (NF) EN 312 (standard avsedd för specifikationerna för spånskivor)53, uppfyller denna bräda redan de mekaniska kraven på P6-skivor av typ P6, dvs. brädor som arbetar under hög stress och används i torra miljöer. Endast dess tjocklek svullnad efter nedsänkning i vatten i 24 h uppfyller inte kraven i denna standard (78% istället för 16% max). En efterhärdande behandling (60 °C i 30 min, sedan 80 °C i 30 min, sedan 100 °C i 45 min, sedan 125 °C i 60 min, och slutligen 150 °C i 90 minuter innan det återgår till rumstemperatur i 225 min) av detta material leder till en minskning av tjocklekssvullnad på upp till 49%, samtidigt med en ökning av flexural styrka (25,8 ± 1,0 MPa). Denna minskning av tjocklekssvullnad är dock fortfarande otillräcklig. För framtida arbete bör andra ytterligare processer, t.ex. beläggning, kemisk eller ångbehandling, efter varm pressning testas för att förbättra denna dimensionella stabilitetsparameter27 i större utsträckning. En annan ursprunglig lösning skulle kunna vara tillsats av hydrofobingsmedel, t.ex. vegetabiliska oljederivat, till förblandningen direkt i tvåskruvsutsprängaren. Eftersom denna optimala bräda kan användas inuti hus måste dess brandbeständighet utvärderas innan den föreslås till marknaden. Denna egenskap är verkligen av avgörande betydelse. Om brandbeständigheten hos detta material visar sig vara otillräcklig, bör tillsats av en brandskyddsprodukt till förblandningen direkt i tvåskruvsutsprudaren övervägas innan panelen formas genom varm pressning.

Figure 1
Figur 1:Förenklade konfigurationer av den tvåskruvs extruder som används (A) för den enda fiberraffinering av oljehaltiga linsmussor och (B) för den kombinerade processen i ett enda extruderpass, inklusive fiberraffinering av oljehaltiga linsmussor, tillsats av plastiserad linflätt tårta och sedan intim blandning av de två fasta ämnena. För var och en av de två testade konfigurationerna nämns de på varandra följande enhetsoperationerna. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Figure 2
Figur 2:Typ av skruvelement som används längs skruvprofilerna: (A) T2F, (B) C2F, (C) C1F, (D) CF1C, (E) BB och (F) INO0 skruvelement. På grund av trapetsformen hos sina trådar är T2F-element icke-självrengörande skruvar men har mycket goda transport- och sväljegenskaper. De är därför placerade i utfodringsområdena för de två fasta ämnen som används (dvs. oljehaltiga linsmussor och plastiserad linfårta). B)C2F-element är konjugerade dubbelflygningsskruvar som också används för deras transportåtgärder. Formen på deras gängor är konjugerad, vilket gör C2F-elementen självrengörande skruvar. De är placerade där den fasta och flytande samexisterar. C1F-element är enflygningsskruvar. I jämförelse med C2F-element har dessa transportskruvar en bredare gängkrap. Därför har de en bättre dragkraft och en högre saveffekt än C2F-element. (D) CF1C-element är konjugerade kap-flight, enflygningsskruvar med vänsterhänt tonhöjd. Dessa omvända skruvelement är de mest restriktiva och viktigaste delarna av skruvprofilen. De möjliggör en intensiv blandning och mekanisk savning av materialet samt en ökning av dess uppehållstid. CF1C-skruvar är den plats där defibration av fibrerna äger rum. Bb-elementär gallade paddlar. De möjliggör en stark blandningseffekt på materialet. De främjar därför en intim blandningsåtgärd som är särskilt viktig för att homogent impregnera de oljehaltiga linsmussorna med det tillsatta vattnet å ena sidan och intimt blanda extruderingsraffinerade fibrer och plastiserad linfårta å andra sidan. (F) INO0-elementen länkar element mellan dubbel- och enflygningsskruvar. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Figure 3
Bild 3:Skruvkonfigurationer (A) för fiberraffinering endast av oljehaltiga linsmussor och (B) för den kombinerade processen i ett enda extruderpass, inklusive fiberraffinering av oljehaltiga linsmussor, tillsats av plastiserad linflätt tårta och sedan den intima blandningen av de två fasta ämnena. Därefter injiceras vatten i slutet av modul 2. Den intima blandningen av fast och flytande utförs i nivå med modul 5. Slutligen sker den mekaniska defibrationen av fibrerna genom mekanisk savning i modul 8. B)När den kombinerade processen utförs i ett enda extruderpass utförs fiberraffinering av oljehaltiga linsmussor under den första halvan av skruvprofilen (dvs. från modulerna 1 till 4), tillsats av plastiserad linflättkaka i mitten och den intima blandningen av de två fasta ämnena längs den andra halvan av skruvprofilen. Mer exakt görs införandet av den plastiserade linflättstårtan genom en sidomatare i nivå med modul 5, dvs. efter fiberraffineringssteget, och den intima blandningen av de två fasta ämnena utförs längs modulerna 6 till 8. För skruvarna T2F, C2F, C1F och CF1C anger de två nämnda siffrorna deras tonhöjd och längd (som andel D, skruvdiametern). För BB-blandningsblocken representerar de sin svindlande vinkel respektive längd. INO0-elementen är 0,25 D långa. Zoner i skruvkonfigurationen med en flödesbegränsande effekt motsvarar de skuggade områdena. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Figure 4
Bild 4:Fotografi av OFS (uppe till vänster) och ERF (nedre vänstra) oljehaltiga linsmussor och brädnummer 12 (uppe till höger) och 10 (längst ner till höger). Brädnummer 12 och 10 innehåller båda 25% plastiserad linflättstårta. Bräd nummer 12 är tillverkad av OFS råa shives medan bräd nummer 10 härstammar från P3-förblandningen (dvs. innehåller extruderingsraffinerade fibrer). Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.

Extruderad valör Erf P1 (P1) P2 (P2) P3 (P3)
konfiguration (3.1.1.) (3.1.2.) (3.1.2.) (3.1.2.)
Profileringsförhållanden med dubbla skruvar
Skruvrotationshastighet (varvtal) 150 150 150 150
Inloppsflöde av oljehaltiga linsmussor (kg/h) 15.00 15.00 15.00 15.00
Inloppsflöde av plastiserad linflätt tårta (kg/h) 0.00 1.50 2.63 3.75
Inloppsflöde av injicerat vatten (kg/h) 15.00 15.00 15.00 15.00

Tabell 1: Profileringsförhållanden med dubbla skruvar som används för konfigurationer (A) och (B). ERF, extruderingsraffinerade fibrer med ursprung i konfiguration (steg 3.1.1). P1, förblandning nummer 1 med ursprung i konfiguration (steg 3.1.2) och med 10 % innehåll (i proportion till shives vikt) av plastiserad linfårta; P2, förblandningsnummer 2 som härstammar från konfiguration (steg 3.1.2) och med 17,5 % innehåll (i proportion till shives vikt) av plastiserad linfårta; P3, förblandning nummer 3 som härstammar från konfiguration (steg 3.1.2) och med 25% innehåll (i proportion till shives vikt) av plastiserad linfårta.

Fiberboard nummer 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
råmaterial Erf P3 (P3) Erf P1 (P1) P2 (P2) P3 (P3) Erf P1 (P1) P2 (P2) P3 (P3) Ofs OFS plus 25% (w/w) av plastiserad linfårta
Mögeltemperatur (°C) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
Listningstid (er) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
Applicerat tryck (MPa) 10 10 20 20 20 20 30 30 30 30 30 30

Tabell 2: Formningsparametrar som används för tillverkning av fiberskivor. OFS, oljehaltiga linsmussor (dvs. råa shives som inte tidigare behandlats genom tvåskruvsprofilering). Tillverkad av OFS och plastiserad linflättstårta, den fasta blandningen som används för att producera bräda nummer 12 erhölls mekaniskt med en dubbel helixblandare.

material OFS27 Erf
Fukt (%) 8.4 ± 0.2 8.3 ± 0.2
Mineraler (% av torrsubstansen) 2.0 ± 0.1 2.0 ± 0.1
Cellulosa (% av torrsubstansen) 45,6 ± 0,4 44.3 ± 0.4
Hemicelluloser (% av torrsubstansen) 22.4 ± 0.1 22.8 ± 0.1
Ligniner (% av torrsubstansen) 25.1 ± 0.6 23.7 ± 0.5
Vattenlösliga komponenter (% av torrsubstansen) 4.1 ± 0.1 4.3 ± 0.1

Tabell 3: Kemisk sammansättning av oljehaltiga linsmussor före och efter extruderingsraffineringsförbehandlingen. Innehållet i fukt bestämdes enligt ISO 665:2000 standard54. De mättes från jämviktsmaterial, dvs. efter konditionering i en klimatkammare (60% relativ luftfuktighet, 25 °C). Innehållet i mineraler bestämdes enligt ISO 749:1977 standard55. Innehållet i cellulosa, hemicelluloser och ligniner bestämdes med hjälp av metoden Acid Detergent Fiber (ADF) - Neutral Detergent Fiber (NDF) av Van Soest and Wine56,57. Innehållet i vattenlösliga föreningar bestämdes genom att mäta provprovens massförlust efter 1 timme i kokande vatten. Alla mätningar utfördes i två exemplar. Resultaten i tabellen motsvarar medelvärdena för ± standardavvikelser.

material Skenbar densitet (kg/m3) Gängad densitet (kg/m3)
OFS27 117 ± 5 131 ± 4
Erf 71 ± 1 90 ± 1

Tabell 4: Uppenbara och knackade densiteter av oljehaltiga linsmusslor före och efter extruderingsraffineringsförbehandlingen. Den knackade densiteten hos oljehaltiga lin shives mättes i triplicate med hjälp av en densitometer. Den uppenbara densiteten erhölls före komprimering. Resultaten i tabellen motsvarar medelvärdena för ± standardavvikelser. n.d., ej fastställt.

material Fiberlängd (μm) Fiberdiameter (μm) Bildförhållande Böter (%)
OFS27 5804 ± 4013 1107 ± 669 6 ± 6 n.d.
Erf 559 ± 27 20.9 ± 0.2 27 ± 2 56 ± 2

Tabell 5: Morfologiska egenskaper hos oljehaltiga linsmussor före och efter extruderingsraffinering före behandling. Den morfologiska analysen av råa shives (dvs. före extrudering-raffinering före behandling) utfördes genom bildanalys med hjälp av en programvara från en skanning av cirka 3 000 partiklar27. Den av extrudering-raffinerade shives genomfördes med hjälp av en analyzerfor fiber morfologi mätning och karakterisering. För dessa mätningar utfördes bestämningar i tre exemplar och för varje experiment analyserades cirka 15 000 partiklar. Resultaten i tabellen motsvarar medelvärdena för ± standardavvikelser.

Fiberboard nummer 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Böjningsegenskaper
Tjocklek (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
Densitet (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 styrka (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
Land D ytsel (°) 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 obligationsstyrka (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.
Vattenkänslighet efter nedsänkning i vatten under 24 timmar
Tjocklek svullnad (%) 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
Vattenabsorption (%) 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

Tabell 6: Mekaniska egenskaper, tjocklekssvullnad och vattenabsorption av fiberskivor som tillverkas genom varm pressning. Tjockleken och densiteten bestämdes genom att man vägde provexemplar och mätte deras dimensioner med hjälp av en elektronisk bromsok. Bockningsegenskaperna bestämdes enligt ISO 16978:2003 standard58. Shore D-ytans hårdhet bestämdes enligt ISO 868:2003 standard59. Den interna obligationsstyrkan fastställdes enligt ISO 16260:2016 standard60. Vattenkänsligheten efter nedsänkning i vatten (dvs. tjocklekssvullnad och vattenabsorption) fastställdes enligt ISO 16983:2003 standard61. Alla bestämningar utfördes fyra gånger. Resultaten i tabellen motsvarar medelvärdena för ± standardavvikelser. n.d., ej fastställt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Protokollet som beskrivs här beskriver hur man bearbetar extrudering-raffinering av lignocellulosafibrer innan du använder dem som mekanisk förstärkning i förnybara brädor. Här är den tvåskruvs extruder som används en pilotvågsmaskin. Med skruvar på 53 mm i diameter (D) är den utrustad med åtta moduler, varje 4D i längd, förutom modul 1 som har en 8D längd, motsvarande en total längd på 36D (dvs. 1 908 mm) för pipan. Dess längd är tillräckligt lång för att applicera på det bearbetade materialet följden av flera elementära operationer i ett enda pass, dvs. utfodring, kompression, intim blandning mellan det fibrösa fasta och det tillsatta vattnet, expansion, kompression, intensiv saxning och sedan expansion. Här applicerades extrudering-raffinering pre-treatment framgångsrikt på shives från oljehaltiga lin halm. De utgör de rester som samlats in efter mekanisk extraktion av tekniska fibrer från oljehaltigt linstrå med hjälp av en "all fiber" extraktionsanordning51. I samma dubbelskruvsmaskin är det också möjligt att tillsätta ett exogent bindemedel till den defibrerade lignocellulosabiomassan omedelbart efter extruderingsraffineringssteget. Den andra halvan av skruvprofilen ägnas således åt den intima blandningen av de raffinerade fibrerna och detta yttre bindemedel. Här är detta en tidigare plastiserad linfårta som användes som extra bindemedel. Det har lagts till de raffinerade fibrerna med olika priser (från 10% till 25% i proportion till shives). De resulterande 100% oljehaltiga linbaserade förblandningarna omvandlades därefter till hardboards genom varm pressning.

På grund av det stora antalet elementära operationer som ska tillämpas för konfiguration (steg 3.1.2), vilket gör det möjligt att inte bara förfina fibrerna utan också tillsats av ett externt bindemedel, är längden på den maskin som ska användas avgörande för behandlingens framgång. En fatlängd på minst 32D krävs, även om längder på 36D eller till och med 40D är lämpligare. Expansionen av blandningen som transporteras mellan två på varandra följande zoner av restriktiva element är då bättre och detta gynnar utbyten mellan beståndsdelarna i den fasta blandningen och vattnet.

Dessutom är skruvprofilen av avgörande betydelse för tvåskruvsprocesserna2,3,4. I synnerhet måste de restriktiva områdena (dvs. områden med intensivt mekaniskt arbete) väljas med största omsorg. Här leder detta till oro med de omvända skruvelement som används för defibration av lignocellulosabiomassa och de blandningselement som behövs för impregnering av denna biomassa med vatten före defibration och efterföljande intim blandning av raffinerade fibrer med naturligt bindemedel. Typologin hos dessa element (dvs. tonhöjd av omvända skruvelement och bredd och stapplande vinkel för blandningsblock), deras respektive längder och deras placering längs skruvprofilen kan anpassas till formuleringen som ska produceras.

På samma sätt kommer optimeringen av driftsförhållandena (dvs. inloppsflödeshastigheter hos fasta ämnen, inloppsflöde av vatten, skruvrotationshastighet och temperaturprofil) att vara nödvändig för att någon ny formulering skaproduceras 2,3,4. I själva verket, precis som skruvprofilen, måste de driftsförhållanden som ska genomföras anpassas till arten av varje lignocellulosabiomassa som behandlas (t.ex. fördelning mellan cellulosa, hemicellulosa och ligniner, eventuell förekomst av andra beståndsdelar, morfologi och hårdhet hos de fasta partiklarna vid inloppet etc.). Påfyllningshastigheten för tvåskruvsutspruden kan således justeras till varje ny formulering i syfte att optimera dess uppehållstid och öka maskinens produktivitet, samtidigt som man undviker igensättning.

Det är därför påfyllningshastigheten för tvåskruvsanordningen som är den huvudsakliga begränsningen av defibring-förbehandlingen som presenteras här. Beroende på arten av den råvara som ska bearbetas, vilken skruvprofil som används och de extruderingsförhållanden som tillämpas (dvs. ingångsflöden för fasta ämnen, vätske-/fast förhållande och skruvrotationshastighet) är blandningens genomsnittliga uppehållstid inuti tvåskruvsverktyget inte densamma. För att öka maskinens produktivitet är målet alltid att öka flödet av behandlat växtmaterial så mycket som möjligt samtidigt som en tillräcklig kvalitet på det TMC-arbete som utförs på den bevaras.

Vid skruvrotationshastigheten som används under produktionen och som väljs så nära den maximala rotationshastigheten för den dubbelskruvsmaskin som används för att öka dess produktivitet kan maskinen överfyllas om de inkommande flödena av fasta material och vatten blir för höga. Det är därför viktigt för operatörerna att välja den optimala påfyllningshastigheten för att säkerställa att maskinen inte är överfylld. För att undvika sådan igensättning bör tvåskruvsverktyget användas under tillräckligt lång tid, dvs. minst en halvtimme. Stabiliteten hos den elektriska ström som förbrukas av motorn under produktionen kommer att vara bekräftelsen av en maskin som inte övermatas. Dess kontrollpanel gör det enkelt att följa utvecklingen av den elektriska strömmen över tid. Sammanfattningsvis är extruderingstekniken med två skruvar därför ett mångsidigt och högpresterande verktyg för att producera förnybara fiberskivor, fria från syntetiska hartser. Först och främst kan den kontinuerliga TMC-defibrationen av lignocellulosafibrer, vilket leder till en ökning av deras förmåga till mekanisk förstärkning genom en ökning av det genomsnittliga bildförhållandet för de raffinerade fibrerna, utföras. Verktyget med dubbla skruvar kan betraktas som ett trovärdigt alternativ till andra defibrationsmetoder som klassiskt används, dvs.

En nyligen genomförd studie på ris halm visade att detta verktyg erbjuder möjligheten att bättre bevara längden på fibrerna under deras defibration än en metod som härrör från pappersprocesser och som involverar ett matsmältningsstadium följt av en defibrationen 25. Samma studie visade också att defibrationen som utfördes i en tvåskruvs extruder var mindre vattenkrävande och kan utföras till en lägre kostnad. Under dubbelskruvsdefibrering bidrar frisättningen av ligniner också delvis till sammanhållningen (genom självbindning) av de erhållnafiberskivorna 27. Dessa kallas "självbunden brädor".

I samma twin-screw extruder och för större kompaktitet är det också möjligt att kontinuerligt lägga till ett externt bindemedel till de tidigare raffinerade fibrerna i varierande proportioner. Detta minskar produktionstiden och kostnaden, liksom dimensionering av förblandningsberedningsenheten. Den övergripande processen för förbehandling av fibrerna och beredningen av förblandningen intensifieras därmed kraftigt innan fiberboards varmpressar. Tillsatsen av ett exogent bindemedel bidrar också till en betydande förbättring av användningsegenskaperna hos de material som erhålls. Denna innovativa process är därför särskilt mångsidig eftersom den kan anpassas till olika lignocellulosabiomassa och olika naturliga bindemedel.

I framtiden bör den utmärkta blandningsförmågan hos tvåskruvsverktyget utnyttjas ytterligare. Det kan till exempel användas för att komplettera förblandningen av olika funktionella tillsatser, t.ex. hydrofobingmedel för att förbättra vattenbeständigheten hos fiberboards, svampdödande medel, brandskyddsmedel, färger etc., för att ge fullt funktionaliserad förblandning redo för den slutliga gjutningsprocessen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

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

Teknik Nummer 167 tvåskruvsprofilering termomekanokemisk förbehandling fiberraffinering fiberproportion biprodukter lignocellulosa förnybara fibrer mekanisk förstärkning varmpressning naturliga bindemedel helt biobaserade fiberskivor
Extruderingsprocess med dubbla skruvar för att producera förnybara fiberskivor
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