Waiting
Login processing...

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

Engineering

नवीकरणीय फाइबरबोर्ड का उत्पादन करने के लिए ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूशन प्रक्रिया

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

लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास पर एक कुशल थर्मो-मेचानो-रासायनिक प्रीट्रीटमेंट प्रदान करने के लिए एक बहुमुखी जुड़वां पेंच एक्सट्रूज़न प्रक्रिया विकसित की गई थी, जिससे औसत फाइबर पहलू अनुपात में वृद्धि होती है। फाइबर रिफाइनिंग के बाद एक प्राकृतिक बांधने की मशीन को भी लगातार जोड़ा जा सकता है, जिससे प्राप्त एक्सट्रूडेड सामग्री के गर्म दबाने के बाद बेहतर यांत्रिक गुणों के साथ जैव-आधारित फाइबरबोर्ड होते हैं।

Abstract

पूरी तरह से जैव-आधारित फाइबरबोर्ड में यांत्रिक सुदृढीकरण के स्रोत के रूप में उपयोग करने से पहले लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास पर एक कुशल थर्मो-मेकानो-रासायनिक पूर्व-उपचार प्रदान करने के लिए एक बहुमुखी जुड़वां पेंच एक्सट्रूशन प्रक्रिया विकसित की गई थी। इस प्रक्रिया के माध्यम से विभिन्न लिग्नोसेल्यूलोसिक फसल द्वारा उत्पादों को पहले से ही सफलतापूर्वक पूर्व-उपचारित किया जा चुका है, उदाहरण के लिए, अनाज तिनके (विशेष रूप से चावल), धनिया भूसे, ओलेजिनस सन स्ट्रॉ से शिव, और अमरांथ और सूरजमुखी दोनों के उपजी छाल।

एक्सट्रूशन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप औसत फाइबर पहलू अनुपात में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, जिससे फाइबरबोर्ड के यांत्रिक गुणों में सुधार होता है। ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर को बैरल के अंत में एक फिल्ट्रेशन मॉड्यूल के साथ भी फिट किया जा सकता है। लिग्नोसेल्यूलोसिक सब्सट्रेट से विभिन्न रसायनों (जैसे, मुफ्त शर्करा, हेमीसेल्यूलोस, आवश्यक तेल अंशों से अस्थिर, आदि) का निरंतर निष्कर्षण, और इसलिए फाइबर रिफाइनिंग एक साथ किया जा सकता है।

एक्सट्रूडर का उपयोग इसकी मिश्रण क्षमता के लिए भी किया जा सकता है: स्क्रू प्रोफाइल के अंत में परिष्कृत फाइबर में एक प्राकृतिक बांधने की मशीन (जैसे, ऑर्गेनोसोल लिग्निन, प्रोटीन आधारित ऑयलकेक, स्टार्च आदि) को जोड़ा जा सकता है। प्राप्त प्रीमिक्स गर्म दबाने के माध्यम से ढाला जा करने के लिए तैयार है, प्राकृतिक बांधने की मशीन फाइबरबोर्ड सामंजस्य के लिए योगदान के साथ । एक ही एक्सट्रूडर पास में इस तरह की संयुक्त प्रक्रिया उत्पादन समय, उत्पादन लागत में सुधार करती है, और पौधों के उत्पादन के आकार में कमी आ सकती है। क्योंकि सभी ऑपरेशन एक ही चरण में किए जाते हैं, फाइबर आकृति विज्ञान बेहतर संरक्षित है, एक्सट्रूडर के अंदर सामग्री के कम निवास समय के लिए धन्यवाद, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री प्रदर्शन बढ़ाया जाता है। इस तरह के एक कदम बाहर निकालना आपरेशन एक मूल्यवान औद्योगिक प्रक्रिया गहनता की उत्पत्ति पर हो सकता है ।

वाणिज्यिक लकड़ी आधारित सामग्रियों की तुलना में, ये पूरी तरह से जैव-आधारित फाइबरबोर्ड किसी भी फॉर्मलडिहाइड का उत्सर्जन नहीं करते हैं, और वे विभिन्न अनुप्रयोगों, जैसे, मध्यवर्ती कंटेनरों, फर्नीचर, घरेलू फर्श, ठंडे बस्ते में डालने, सामान्य निर्माण आदि पा सकते हैं।

Introduction

निष्कासन एक प्रक्रिया है जिसके दौरान एक बहती सामग्री गर्म मरने के माध्यम से मजबूर होती है। इसलिए, एक्सट्रूज़न दबाव में पहले से गरम उत्पादों के गठन की अनुमति देता है। पहला औद्योगिक एकल पेंच एक्सट्रूडर 1873 में दिखाई दिया। इसका उपयोग धातु सतत केबल के निर्माण के लिए किया गया था। 1 9 30 के बाद से, एकल-स्क्रू एक्सट्रूज़न को सॉसेज और अतीत का उत्पादन करने के लिए खाद्य उद्योग के लिए अनुकूलित किया गया था। इसके विपरीत, पहले जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर का उपयोग पहले खाद्य उद्योग में विकास के लिए किया गया है। यह 1940 के दशक तक सिंथेटिक बहुलक के क्षेत्र में दिखाई नहीं दिया । इस उद्देश्य के लिए, नई मशीनों को डिजाइन किया गया था, और उनके संचालन भी1मॉडलिंग की गई थी। सह-मर्मज्ञ और सह-घूर्णन शिकंजा के साथ एक प्रणाली विकसित की गई थी, जिससे मिश्रण और निष्कासन को एक साथ किया जा सकता था। तब से, एक्सट्रूज़न तकनीक ने नए प्रकार के शिकंजा के डिजाइन के माध्यम से लगातार विकसित किया है। आज, खाद्य उद्योग जुड़वां-स्क्रू एक्सट्रूज़न का व्यापक उपयोग करता है, हालांकि यह एकल-स्क्रू एक्सट्रूज़न की तुलना में अधिक महंगा है क्योंकि ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न अधिक सविस्तार सामग्री प्रसंस्करण और अंतिम उत्पादों तक पहुंच की अनुमति देता है। यह विशेष रूप से स्टार्च उत्पादों के निष्कासन-खाना पकाने के लिए प्रयोग किया जाता है, लेकिन यह भी प्रोटीन की texturing और पालतू भोजन और मछली फ़ीड के निर्माण ।

हाल ही में, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न ने अपने आवेदन क्षेत्र को पौधे के पदार्थ2, 3के थर्मो-मेचानो-रासायनिक अंश तक विस्तारितदेखाहै। इस नई अवधारणा ने एक ही चरण में पौधों के मामलों को बदलने या बदलने में सक्षम वास्तविक रिएक्टरों का विकास किया है, जो एक अर्क के अलग उत्पादन और तरल/ठोसपृथक्करण2,3,4द्वारा एक रफिनेट तक है। कृषि-औद्योगिक रसायन विज्ञान (एलसीए) की प्रयोगशाला में किए गए कार्य ने कृषि संसाधनों2,3के अंश और वीरता के लिए ट्विन-स्क्रू तकनीक की कई संभावनाओं पर प्रकाश डाला है। कुछ उदाहरण हैं: 1) वनस्पति तेल का यांत्रिक दबाने और/या "हरा" विलायक निकासी5,6,7,8,9,10। 2) हेमीसेल्यूलोज11,12, पेक्टिन13, प्रोटीन 14,15और पॉलीफेनोलिक अर्क16। 3) दूसरी पीढ़ी के बायोथेनॉल17के उत्पादन के लिए संयंत्र कोशिका दीवारों का एंजाइमेटिक क्षरण । 4) प्रोटीन18 या पॉलीसैकराइड19 मैट्रिस के साथ बायोसक्ल्पोसाइट सामग्रियों का उत्पादन। 5) अनाज मिश्रण से थर्मोप्लास्टिक सामग्री का उत्पादन, और जैव आधारित पॉलिएस्टर्स20,21। 6) थर्मोप्लास्टिक पॉलीमर, बायो बेस्ड या नॉट को कंपाउंड करके बायोकंपोसाइट्स का उत्पादन, और प्लांटफिलर्स 22,23। 7) पेपरपल्प13, 24 और फाइबरबोर्ड 25 , 26 , 27,28,29,30,31,32के उत्पादन के लिए लिग्नोसेल्यूलोसिक सामग्रियोंकाडिफिबरेशन ।

ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर को अक्सर लगातार थर्मो-मेचानो-केमिकल (टीएमसी) रिएक्टर माना जाता है। दरअसल, यह एक कदम रासायनिक, थर्मल, और भी, यांत्रिक कार्यों में जोड़ती है । रासायनिक एक बैरल के साथ विभिन्न बिंदुओं में तरल अभिकर्ण इंजेक्शन की संभावना में परिणाम है। बैरल के थर्मल विनियमन के कारण थर्मल एक संभव है। अंत में, यांत्रिक एक पेंच प्रोफ़ाइल के साथ पेंच तत्वों की पसंद पर निर्भर करता है।

फाइबरबोर्ड का उत्पादन करने के लिए लिग्नोसेल्यूलोसिक सामग्रियों के डिफिबरेशन के लिए, सबसे हालिया कार्यों में चावल के भूसे25,28,धनिया भूसे26,29,ओलेजिनस सन शिव्स27 के साथ-साथ सूरजमुखी30, 32 और अमरैंथ31 बार्क का उपयोग किया गया है। इस तरह के आवेदन (यानी, यांत्रिक सुदृढीकरण) के लिए लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोसमान की वर्तमान रुचि लकड़ी आधारित सामग्रियों के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले वन संसाधनों की नियमित कमी से समझाया गया है। फसल अवशेष सस्ती हैं और व्यापक रूप से उपलब्ध हो सकते हैं। इसके अलावा, वर्तमान लकड़ी के कणों को पेट्रोकेमिकल रेजिन के साथ मिलाया जाता है जो विषाक्त हो सकता है। प्राय वर्तमान वाणिज्यिक सामग्रियों की कुल लागत का 30 प्रतिशत से अधिक हिस्सा33, कुछ रेजिन फॉर्मलडिहाइड उत्सर्जन में योगदान देते हैं और इनडोर वायु गुणवत्ता34को कम करते हैं । शोध रुचि प्राकृतिक बांधने वालों के उपयोग में स्थानांतरित हो गई है।

लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास मुख्य रूप से सेल्यूलोज और हेमीसेल्यूलोज से बना होता है, जो एक विषम परिसर बनाता है। हेमीसेल्यूलोज को लिग्निन की परतों के साथ प्रत्यारोपित किया जाता है जो इन परिसरों के चारों ओर त्रि-आयामी नेटवर्क बनाते हैं। फाइबरबोर्ड के निर्माण के लिए लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास के उपयोग के लिए आम तौर पर एक डिफिबरेशन प्री-ट्रीटमेंट की आवश्यकता होती है। इसके लिए जरूरी है कि सेल्यूलोज और हेमीसेल्यूलोज की रक्षा करने वाले लिग्निन को तोड़ा जाए। मैकेनिकल, थर्मल, और रासायनिक35 या यहां तक कि एंजाइमेटिक36,37,38 पूर्व उपचार लागू किया जाना चाहिए। इन कदमों से फाइबर का आत्म-आसंजन भी बढ़ता है, जो बाइंडरलेस बोर्डों के उत्पादन को बढ़ावा दे सकता है27 भले ही एक बहिर्जात बांधने की मशीन सबसे अधिक बार जोड़ी जाती है।

प्री-उपचार का प्राथमिक उद्देश्य माइक्रोमेट्रिक फाइबर के कण आकार प्रोफ़ाइल में सुधार करना है। एक साधारण पीसने से फाइबर का आकार27,39,40कम होनेकीसंभावना प्रदान की गई है . सस्ती, यह फाइबर विशिष्ट सतह को बढ़ाने के लिए योगदान देता है। आंतरिक कोशिका दीवार के घटक अधिक सुलभ हो जाते हैं और प्राप्त पैनलों के यांत्रिक गुणों में सुधार होता है। थर्मो-मैकेनिकल लुगदी का उत्पादन होने पर डिफिब्रेशन की दक्षता में काफी वृद्धि होती है, उदाहरण के लिए, पाचन के साथ-साथ डिफिबरेशन41,विभिन्न लुगदी प्रक्रियाओं42 या भाप विस्फोट43,44, 45,46,47से। हाल ही में, एलसीए ने जुड़वां स्क्रू एक्सट्रूज़न25, 26, 27, 28,29,30,31,32का उपयोग करके लिग्नोसेल्यूलोसिक फाइबर का मूल पूर्व-उपचार विकसित किया है। टीएमसी डिफिबरेशन के बाद, एक्सट्रूडर फाइबर के अंदर प्राकृतिक बांधने की मशीन के सजातीय फैलाव को भी सक्षम बनाता है। परिणामस्वरूप प्रीमिक्स फाइबरबोर्ड में गर्म दबाया जा करने के लिए तैयार है।

चावल के भूसे के डिफिबरेशन के दौरान, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूशन की तुलना पाचन प्लस डिफेशन प्रोसेस25से की गई थी । एक्सट्रूशन विधि से काफी कम लागत का पता चला, यानी लुगदी से नौ गुना कम। इसके अलावा, जोड़ा पानी की मात्रा कम है (१.० अधिकतम तरल/ठोस अनुपात के बजाय ४.० मिनट के लुगदी विधि के साथ), और परिष्कृत फाइबर के औसत पहलू अनुपात में स्पष्ट वृद्धि (21.2-22.6 के बजाय 16.3-17.9) के रूप में अच्छी तरह से मनाया जाता है । ये फाइबर अत्यधिक बेहतर यांत्रिक मजबूत बनाने की क्षमता पेश करते हैं। यह चावल के भूसे आधारित फाइबरबोर्ड के लिए प्रदर्शित किया गया था, जिसमें शुद्ध गैर खराब लिग्निन (जैसे, बायोलिग्निन) का उपयोग एक बांधने की मशीन के रूप में किया गया था (50 एमपीए तक झुकने की ताकत के लिए और 24% पानी में 24 घंटे विसर्जन के बाद मोटाई सूजन के लिए)28।

धनिया स्ट्रॉ26के साथ ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में टीएमसी डिफिबरेशन की दिलचस्पी की भी पुष्टि हुई है । परिष्कृत फाइबर का आस्पेक्ट रेशे केवल ग्राउंड फाइबर के लिए केवल 4.5 के बजाय 22.9-26.5 से भिन्न होता है। 100% धनिया आधारित फाइबरबोर्ड प्रोटीन बांधने की मशीन (द्रव्यमान में 40%) के रूप में बीज से एक केक एक्सट्रूज़न-परिष्कृत तिनके को जोड़कर प्राप्त किए गए थे। उनकी फ्लेक्सिबल स्ट्रेंथ (29 एमपीए तक) और विशेष रूप से पानी के प्रति उनके प्रतिरोध (24% मोटाई सूजन तक) को बस कुचल भूसे से बने पैनलों की तुलना में काफी सुधार हुआ। इसके अलावा, ये पैनल फॉर्मलडिहाइड का उत्सर्जन नहीं करते हैं और परिणामस्वरूप, वे मध्यम घनत्व वाले फाइबरबोर्ड (एमडीएफ) और चिपबोर्ड29 शास्त्रीय रूप से बाजार में पाए जाने वाले की तुलना में अधिक पर्यावरण और मानव-स्वास्थ्य के अनुकूल हैं।

इसी तरह, पूरी तरह से अमरांथ31 और सूरजमुखी32पर आधारित पैनल, एक प्रोटीन बांधने की मशीन के रूप में सुदृढीकरण और बीज केक के रूप में छाल से निष्कासन-परिष्कृत फाइबर के संयोजन, सफलतापूर्वक उत्पादन किया गया। उन्होंने क्रमशः ३५ MPa और ३६ MPa की फ्लेक्सिबल ताकत दिखाई । हालांकि, उनके पानी प्रतिरोध कम पाया गया: ७१% और ८७%, क्रमशः, मोटाई सूजन के लिए । ओलिजिनस सन स्ट्रॉ से एक्सट्रूशन-रिफाइंड शिव्स पर आधारित स्व-बंधुआ पैनल भी27प्राप्त किए जा सकते हैं। इस मामले में, यह लिग्नियस अंश है, जो जुड़वां-स्क्रू टीएमसी डिफिबरेशन के दौरान जारी किया गया है, जो आत्म-संबंध में योगदान देता है। हालांकि, प्राप्त हार्डबोर्ड एक कम यांत्रिक शक्ति (केवल 12 एमपीए फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ), और बहुत अधिक मोटाई सूजन (127%) दिखाते हैं।

ऊपर प्रस्तुत सभी निकाले गए फाइबर-आधारित पैनल औद्योगिक अनुप्रयोगों को पा सकते हैं और इसलिए, वर्तमान वाणिज्यिक लकड़ी आधारित सामग्रियों के लिए टिकाऊ विकल्प हैं। इंटरनेशनल ऑर्गनाइजेशन फॉर स्टैंडर्डाइजेशन (आईएसओ) आवश्यकताओं48,49,50केअनुसार, उनके विशिष्ट अनुप्रयोग उनकी यांत्रिक और जल संवेदनशीलता विशेषताओं पर निर्भर करेंगे।

इस पेपर में, नवीकरणीय बोर्डों में यांत्रिक सुदृढीकरण के रूप में उपयोग करने से पहले लिग्नोसेल्यूलोसिक फाइबर को बाहर निकालने और परिष्कृत करने की प्रक्रिया का विस्तार से वर्णन किया गया है। एक अनुस्मारक के रूप में, इस प्रक्रिया को पारंपरिक लुगदी पद्धतियों की तुलना में पानी की मात्रा को कम कर देता है, और यह भी कम ऊर्जा खपत25है । इसी ट्विन-स्क्रू मशीन का इस्तेमाल फाइबर में नेचुरल बाइंडर जोड़ने के लिए भी किया जा सकता है।

अधिक विशेष रूप से, ओलेजिनस सन(लिनम यूसिटाटिसिसिमम एल) स्ट्रॉ से शिवेस के जुड़वां स्क्रू एक्सट्रू-रिफाइनिंग के संचालन के लिए एक विस्तृत रूपरेखा प्रस्तुत की गई है। इस अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले भूसे को व्यावसायिक रूप से प्राप्त किया गया था। यह एवरेस्ट किस्म से था, और 2018 में फ्रांस के दक्षिण पश्चिम भाग में पौधों की खेती की गई थी। एक ही एक्सट्रूडर पास में, बैरल के बीच में एक प्लास्टिकीकृत अलसी केक (एक्सोजेनस बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है) भी जोड़ा जा सकता है, और फिर स्क्रू प्रोफाइल के उत्तरार्ध के साथ परिष्कृत शिवेस में अच्छी तरह से मिलाया जा सकता है। एक सजातीय मिश्रण जिसमें एक शराबी सामग्री का रूप होता है, मशीन आउटलेट पर एकत्र किया जाता है। एक कदम टीएमसी ऑपरेशन एक पायलट स्केल मशीन का उपयोग कर आयोजित किया जाता है । हमारा लक्ष्य ऑपरेटरों के लिए एक विस्तृत प्रक्रिया प्रदान करने के लिए ठीक से निष्कासन-शिवेस के शोधन का संचालन करने के लिए है, और फिर केक इसके अलावा । इस ऑपरेशन के बाद, प्राप्त प्रीमिक्स गर्म दबाने का उपयोग करके 100% ओलेजिनस सन-आधारित हार्डबोर्ड के बाद के निर्माण के लिए तैयार है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. कच्चे माल तैयार

  1. ओलेजिनस सन शिव्स का उपयोग करें, जो "सभी फाइबर" निष्कर्षण डिवाइस51में भूसे से बैस्ट फाइबर के यांत्रिक निष्कर्षण के प्रारंभिक चरण का परिणाम है। छोटे कपड़ा फाइबर है कि वे अभी भी शामिल हो सकते है हटाने के लिए एक कंपन छलनी का प्रयोग करें ।
    नोट: चूंकि इन छोटे कपड़ा फाइबर को हटाना मुश्किल हो सकता है, इसलिए इस सिविंग ऑपरेशन को कई बार आवश्यक रूप से दोहराने में संकोच न करें। यहां, उद्देश्य वजन फीडर के हॉपर में ओलेजिनस सन शिवेस के प्रवाह में सुधार करना है, और इसलिए, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में उनके परिचय से पहले उनकी डोजिंग की सुविधा प्रदान करना है।
  2. एक प्लास्टिकीकृत अलसी केक का उपयोग करें, जो राउइली एट अल द्वारा वर्णित पद्धति के अनुसार प्रोटीन के विनाश/प्लास्टिकीकरण द्वारा प्राप्त कियाजाताहै ।
    नोट: ऐसा करने से प्रोटीन बेहतर थर्मोप्लास्टिक और चिपकने वाला एप्टीट्यूड दिखाते हैं।
  3. 1 मिमी ग्रिड के साथ लगे एक हथौड़ा मिल का उपयोग करके प्लास्टिकीकृत अलसी केक के कृषि-दानेदार पीसें, और फिर 500 माइक्रोन से छोटे कणों को बनाए रखने के लिए प्राप्त पीसने वाली सामग्री को छलनी करें।

2. लगातार वजन फीडर और पिस्टन पंप के उचित कामकाज की जांच करें

  1. प्रवाह दरों के लिए जिस पर ऑपरेटर उत्पादन के दौरान काम करता है, मशीन के clogging से बचने के लिए चुना (15 किलो/oleaginous सन शिवेस (ओएफएस) के लिए एच, और १.५० किलो/एच से ३.७५ किलो/घंटा/एच प्लास्टिकीकृत अलसी केक के लिए), सेट मूल्य के बीच पत्राचार की जांच दो निरंतर वजन भक्षण और ठोस प्रवाह दरों वास्तव में इन dosing उपकरणों द्वारा वितरित करने के लिए प्रवेश किया ।
    नोट: वास्तविक ठोस प्रवाह दर एक ज्ञात अवधि (5 मिनट) के लिए निरंतर वजन फीडर द्वारा वितरित ठोस के द्रव्यमान को तौलकर प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित की जाती है। यदि निर्धारित मूल्य और वास्तविक मापा प्रवाह दर के बीच एक महत्वपूर्ण विचलन है, यह वजन फीडर की खराबी का संकेत हो सकता है । इसे रोकने के लिए, पूरी डोजिंग यूनिट को अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए, जिसमें उस क्षेत्र पर विशेष जोर दिया जाना चाहिए जहां वजन डिवाइस स्थित है। वास्तव में, इस प्रकार की खराबी का कारण अक्सर डिवाइस की खराब सफाई होती है, क्योंकि पहले इस्तेमाल किए गए ठोस के निशान डोजिंग यूनिट के सबसे छोटे कोनों में पाए जा सकते हैं। यदि समस्या बनी रहती है, तो शेष राशि के सही गेजिंग की जांच करना आवश्यक होगा और यदि आवश्यक हो, तो इसे पुनः व्यवस्थित करें ।
  2. मोटर की विद्युत शक्ति और पंप द्वारा वितरित वास्तविक जल प्रवाह दर के बीच संबंध स्थापित करने के लिए पिस्टन पंप को कैलिब्रेट करें।
    नोट: प्रत्येक परीक्षण विद्युत शक्ति के लिए, वास्तविक जल प्रवाह दर समय की एक ज्ञात अवधि (5 मिनट) के लिए पिस्टन पंप द्वारा वितरित पानी के द्रव्यमान को तौलकर प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित की जाती है। अंशांकन वक्र को आकर्षित करने के लिए पांच विभिन्न विद्युत शक्तियों का परीक्षण किया जाता है। उच्चतम विद्युत शक्ति का परीक्षण किया जाता है ताकि यह उत्पादन के दौरान चुने गए की तुलना में उच्च पानी प्रवाह दर प्रदान करे।
  3. एक बार पंप के अंशांकन किया गया है, पानी के प्रवाह की दर है जिस पर ऑपरेटर उत्पादन के दौरान काम करता है के लिए जांच (15 किलो/एच मशीन के clogging से बचने के लिए, जबकि extrusion-परिष्कृत फाइबर की लंबाई के संरक्षण) इंजन शक्ति के लिए पिस्टन पंप को दिए गए सेट मूल्य और पानी के प्रवाह की दर वास्तव में वितरित के बीच पत्राचार ।

3. जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर तैयार करें

  1. मशीन कॉन्फ़िगरेशन के अनुसार सही क्रम में एक के बाद एक (दो आधे क्लैंप के माध्यम से) को जोड़कर ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर मॉड्यूल (एबी 1-जीजी-8डी, फेर और एबीएफ प्रकार) को सही ढंग से व्यवस्थित करें:
    1. विन्यास स्थापित करें जिसके लिए केवल फाइबर डिफिब्रेशन होता है(चित्रा 1A)।
    2. वैकल्पिक रूप से, विन्यास स्थापित करें जो प्राकृतिक बांधने की मशीन(चित्रा 1B)के अलावा पूरा हो गया है।
      नोट: दोनों विन्यास के लिए, पहले मॉड्यूल का उपयोग ओलेजिनस सन शिव्स की शुरुआत के लिए किया जाता है। यह एक प्रकार AB1-GG-8D मॉड्यूल है, जिसमें 8D है लंबाई, डी पेंच व्यास (यानी, 53 मिमी) के अनुरूप। इस मॉड्यूल का बड़ा ऊपरी उद्घाटन मुख्य रूप से शिवेस की शुरूआत को सुविधाजनक बनाने के लिए है। मॉड्यूल 2 से 8 तापमान नियंत्रित कर रहे हैं। वे बंद मॉड्यूल (प्रकार FER), विन्यास (चरण 3.1.2) के मामले में मॉड्यूल 5 को छोड़कर, जो एबीएफ प्रकार का है (यानी, मुख्य बैरल के अंदर प्लास्टिकीकृत अलसी केक की शुरूआत को मजबूर करने के लिए इस्तेमाल किया पक्ष फीडर के कनेक्शन को सुनिश्चित करने के लिए एक तरफ खोलने से लैस मॉड्यूल) । साइड फीडर में दो सह-घूर्णन और सह-मर्मज्ञ आर्किमिडियन शिकंजा होते हैं जो निरंतर पिच और संयुग्मित प्रोफ़ाइल के हैं।
  2. पिस्टन पंप को मशीन से जोड़ने के लिए मॉड्यूल 2 के अंत में पानी इनलेट पाइप को बाद में रखें।
  3. पेंच तत्वों(चित्रा 2)को अलग रखें जो स्क्रू प्रोफाइल स्थापित करने के लिए आवश्यक होंगे, या तो विन्यास (चरण 3.1.1) के लिए उपयोग किया जाने वाला या विन्यास (चरण 3.1.2)(चित्रा 3)के लिए उपयोग किया जाता है।
    नोट: सुनिश्चित करें कि ये ध्यान से अपने प्रकार (T2F, C2F, C1F, CF1C, BB, या INO0), लंबाई, पिच (संदेश और रिवर्स पेंच तत्वों के लिए) की जांच करके सही पेंच तत्व हैं, और उनके चौंका देने वाला कोण (बीबी मिश्रण ब्लॉकों के लिए) ।
  4. पहली जोड़ी से लेकर अंतिम एक तक, दो स्प्लिन शाफ्ट के साथ स्क्रू तत्वों को डालकर स्क्रू प्रोफाइल(चित्रा 3)सेट करें।
    नोट: परीक्षण किए गए दो विन्यासों के लिए उपयोग किए जाने वाले स्क्रू प्रोफाइल अलग हैं और पूर्व अनुकूलन25,26,27से दोनों परिणाम हैं।
  5. स्क्रू प्रोफाइल को कोडांतरण करते समय, सुनिश्चित करें कि स्क्रू तत्वों के धागे सिर्फ स्प्लिन शाफ्ट पर डाले गए हैं, हमेशा पहले इकट्ठे किए गए तत्वों के साथ पूरी तरह से गठबंधन होते हैं।
  6. एक बार पूरे स्क्रू प्रोफाइल को इकट्ठा करने के बाद, दो शाफ्ट के अंत में स्क्रू पॉइंट्स को हाथ से पेंच करें, मशीन की बैरल को पूरी तरह से बंद करें और फिर निर्माता द्वारा अनुशंसित कसने वाले टोक़ (इस अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले जुड़वां-स्क्रू एक्सट्रूडर के लिए 30 डीएन मीटर) एक टॉर्क रिंच का उपयोग करके दो स्क्रू पॉइंट्स को कस लें।
  7. मशीन की बैरल के साथ आंशिक रूप से फिर से खोल दिया, यानी, शाफ्ट के साथ लगभग 1D की दूरी पर बैरल में मुकर गया, कम गति (25 आरपीएम अधिकतम) पर शिकंजा बारी सुनिश्चित करने के लिए कि पूरे पेंच प्रोफ़ाइल सही ढंग से फिट है ।
    नोट: पेंच तत्वों की गलत स्थापना के मामले में (उदाहरण के लिए, उनमें से एक के लिए गलत संरेखण), पेंच तत्वों का त्वरित पहनना अनिवार्य रूप से देखा जाएगा। जब मशीन के बैरल के साथ दोनों शाफ्ट के रोटेशन का परीक्षण लगभग पूरी तरह से खुला है, गलत तरीके से तैनात पेंच तत्व के बिंदु पर एक दूसरे को छूने शाफ्ट में इस परिणाम ।
  8. मशीन की बैरल को पूरी तरह से बंद कर दें ताकि दोनों शाफ्ट पूरी तरह से बैरल के अंदर फंस जाएं।
  9. एक बार बैरल बंद हो जाने के बाद, इसे आधे क्लैंप के साथ मशीन पर दबाएं, और एक स्तर परीक्षक की मदद से सुनिश्चित करें कि बैरल पूरी तरह से क्षैतिज है।
    नोट: यदि जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर की बैरल पूरी तरह से क्षैतिज नहीं है, यह पेंच तत्वों और/
  10. परिधीय स्थिति (दो ठोस के लिए वजन फीडर शुरू करने के लिए, और पानी के लिए पिस्टन पंप) बैरल के साथ आवश्यक स्थानों पर: मॉड्यूल 1 के ऊपर ओलेजिनस सन शिव्स के लिए उपयोग किए जाने वाले फीडर के लिए, साइड फीडर के हॉपर के ऊपर (खुद को बाद में मॉड्यूल 5 से जोड़ा गया) प्लास्टिकीकृत अलसी केक (विन्यास का मामला (चरण 3.1.2) के लिए उपयोग किया जाता है) , और पानी इंजेक्शन के लिए मॉड्यूल 2 के अंत में।

4. विन्यास (चरण 3.1.1) या विन्यास (चरण 3.1.2) के अनुसार जुड़वां पेंच एक्सट्रूज़न उपचार को पूरा करें

  1. मशीन के पर्यवेक्षण से, प्रत्येक मॉड्यूल के निर्धारित तापमान में प्रवेश करें और बैरल के तापमान नियंत्रण को शुरू करें: विन्यास (चरण 3.1.1), फीडिंग मॉड्यूल (मॉड्यूल 1) के लिए 25 डिग्री सेल्सियस और निम्नलिखित लोगों के लिए 110 डिग्री सेल्सियस; कॉन्फ़िगरेशन के लिए (चरण 3.1.2), मॉड्यूल 1 के लिए 25 डिग्री सेल्सियस, रिफाइनिंग जोन (मॉड्यूल 2 से 4 मॉड्यूल) के लिए 110 डिग्री सेल्सियस, और प्रीमिक्सिंग के लिए 80 डिग्री सेल्सियस (मॉड्यूल 5 से 8)।
    नोट: बैरल का तापमान नियंत्रण प्रत्येक मॉड्यूल के चारों ओर तय दो प्रतिरोधी आधा क्लैंप के साथ एक मॉड्यूल से दूसरे मॉड्यूल में अलग से किया जाता है, और (ii) मॉड्यूल के अंदर ठंडा पानी घूम कर ठंडा होता है। फीडिंग मॉड्यूल के लिए 25 डिग्री सेल्सियस विशेषाधिकार प्राप्त है। फाइबर के कुशल शोधन के लिए, 110 डिग्री सेल्सियस तापमान पसंद किया जाता है। प्रीमिक्सिंग ऑपरेशन के लिए 80 डिग्री सेल्सियस तापमान पर्याप्त है। चूंकि रिफाइनिंग और प्रीमिक्सिंग जोन दोनों कई मॉड्यूल के साथ स्थित हैं, इसलिए एक ही क्षेत्र में सभी मॉड्यूल एक ही सेट तापमान सौंपे जाते हैं।
  2. मापा तापमान की स्थिरता के लिए प्रतीक्षा करें और सुनिश्चित करें कि इन तापमान निर्धारित बिंदुओं के बराबर हैं।
    नोट: मापा तापमान मशीन के नियंत्रण कक्ष पर दिया जाता है । इन तापमानों का दूसरा नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए, बैरल के साथ प्रत्येक मॉड्यूल के स्तर पर एक अवरक्त थर्मामीटर के साथ उन्हें मापना भी संभव है।
  3. धीरे-धीरे शिकंजा (यानी 50 आरपीएम मैक्स) चालू करें।
    नोट: पेंच तत्वों और बैरल की भीतरी दीवारों के समय से पहले घर्षण पहनने हो सकता है अगर शिकंजा भी जल्दी बारी है, जबकि मशीन खाली है ।
  4. धीरे-धीरे पानी (5 किलो/एच फ्लो रेट) के साथ ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर को खिलाएं।
  5. लगभग 30 एस के लिए रुको जब तक पानी बैरल के अंत में बाहर आता है ।
  6. फिर, एक 3 किलो/एच प्रवाह दर पर मॉड्यूल 1 में oleaginous सन शिव्स शुरू करने के लिए, और ठोस के लिए (लगभग 1 मिनट के लिए) के लिए रुको एक्सट्रूडर से बाहर आने शुरू करने के लिए ।
  7. धीरे-धीरे वृद्धि (कम से कम तीन लगातार चरणों में) शिकंजा की गति, तो पानी के प्रवाह की दर और अंत में वांछित निर्धारित बिंदुओं तक पहुंचने तक शिवेस प्रवाह दर: क्रमशः 150 आरपीएम, 15 किलो/एच और 15 किलो/घंटा/घंटा,(तालिका 1)।
    नोट: ये निर्धारित अंक पिछले अध्ययनों में निर्धारित किए गए थे और प्रक्रिया25 , 26,27के अनुकूलन से परिणाम ।
  8. समय के साथ इंजन द्वारा खपत विद्युत वर्तमान के विकास का पालन करके मशीन स्थिरीकरण के लिए प्रतीक्षा करें (विद्युत वर्तमान की भिन्नता 125 एक औसत मूल्य से 5% से अधिक नहीं)।
    नोट: स्थिरीकरण समय आमतौर पर 10 से 15 मिनट की सीमा में होता है।
  9. केवल विन्यास (चरण 3.1.2) के लिए, वांछित सेट मूल्यों के लिए शिवेस और पानी के अलावा के बाद मशीन एम्पेरेज में स्थिर हो जाने के बाद मशीन के एम्पेरेज में स्थिर होने के बाद 0.50 किलोग्राम/घंटा पर प्लास्टिकीकृत अलसी केक पेश करना शुरू करें। फिर, वांछित सेट पॉइंट (1.50 किलोग्राम से 3.75 किलोग्राम/घंटा) तक, जो शिवेस के संबंध में द्रव्यमान द्वारा 10% और 25% के बीच मूल्यों से मेल खाती है)(तालिका 1)तक कम से कम तीन लगातार चरणों में प्लास्टिकीकृत अलसी केक की प्रवाह दर में वृद्धि करें।
  10. एक बार ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर मोटर द्वारा उपभोग किया गया विद्युत प्रवाह पूरी तरह से स्थिर हो जाता है, तो सुनिश्चित करें कि बैरल के साथ मापा गया तापमान प्रोफ़ाइल ऑपरेटर द्वारा दिए गए सेट मूल्यों के अनुरूप है, और फिर आउटलेट पर विन्यास (चरण 3.1.1) या विन्यास (चरण 3.1.2) के लिए प्रीमिक्स के लिए एक्सट्रूडेड शिवेस का नमूना लेना शुरू करें।
    नोट: आदेश में इकाई रोकना नहीं करने के लिए, मोटर द्वारा तैयार वर्तमान हमेशा अपनी सीमा मूल्य से नीचे रहना चाहिए (यानी, ४०० पायलट पैमाने पर जुड़वां पेंच इस अध्ययन में इस्तेमाल किया extruder के लिए एक) । इसलिए यह जांच की जानी चाहिए कि यह सीमा मूल्य पूरे प्रवाह रैंप-अप चरण के साथ-साथ नमूनाकरण के दौरान तक नहीं पहुंचता है । उत्पादन के दौरान, यदि मशीन की शीतलन प्रणाली अपने निर्धारित मूल्य पर कम से कम एक मॉड्यूल के तापमान को बनाए रखने में सक्षम नहीं है, तो यह एक अनुचित स्क्रू प्रोफाइल (यानी, इस स्थान पर बहुत प्रतिबंधात्मक स्क्रू तत्वों) का परिणाम हो सकता है, जो इलाज सामग्री के स्थानीय आत्म-हीटिंग का कारण बनता है। तब यह सुनिश्चित करना आवश्यक है, उदाहरण के लिए, ठोस संसाधित होने के थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण (टीजीए) के माध्यम से, कि यह तापमान किसी भी फाइबर गिरावट का कारण नहीं बनता है।
  11. पूरी नमूना प्रक्रिया के दौरान, सुनिश्चित करें कि मशीन फ़ीड नियमित रूप से मशीन के बैरल में ठोस और पानी के प्रभावी प्रवेश की जांच करके परेशानी से मुक्त है।
    नोट: पूरे नमूना समय के दौरान जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर की मोटर द्वारा तैयार वर्तमान का एक स्थिर एम्परेज मशीन के स्थिर भोजन की पुष्टि है।
  12. उत्पादन के अंत में, दो ठोस डोजिंग इकाइयों और पिस्टन पंप को बंद करें।
  13. मशीन को खाली करते हुए धीरे-धीरे शिकंजा के रोटेशन की गति को 50 आरपीएम तक कम कर दिया।
  14. जब कुछ भी नहीं बैरल अंत से बाहर आता है, पानी के बहुत से पानी के साथ जुड़वां पेंच निकालने की बैरल के अंदर साफ, मॉड्यूल 1 से बड़े अतिरिक्त में शुरू की है, जबकि शिकंजा अभी भी ५० आरपीएम पर घूर्णन कर रहे हैं । जब तक ठोस अवशेष बैरल के आउटलेट पर पूरी तरह से गायब न हो जाएं तब तक पानी जोड़ें। फिर, शिकंजा के रोटेशन बंद करो और मशीन के हीटिंग नियंत्रण बंद कर दें।

5. सूखी और स्थिति जिसके परिणामस्वरूप बाहर निकालना (यानी, एक्सट्रूशन-रिफाइंड शिव्स या प्रीमिक्स)

  1. जब बाहर निकालने वालों को ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के तुरंत बाद फाइबरबोर्ड में नहीं ढाला जाना है, तो उन्हें गर्म हवा की धारा के साथ उनकी कंडीशनिंग से पहले 8% और 12% के बीच आर्द्रता के साथ सुखाएं। इस उद्देश्य के लिए, एक साधारण हवादार ओवन का उपयोग करें या, बड़ी मात्रा में एक्सट्रूडेट को सूखने के मामले में, एक निरंतर बेल्ट ड्रायर।
    नोट: ऐसी आर्द्रता के साथ, एक्सट्रूडेट्स को समय के साथ कवक या मोल्ड विकास के जोखिम के बिना वातानुकूलित किया जा सकता है। पैकेजिंग पूरी तरह से सील प्लास्टिक की थैलियों में किया जाना चाहिए, जिसे सूखी जगह पर संग्रहीत किया जाना चाहिए।
  2. ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूशन प्रक्रिया के तुरंत बाद फाइबरबोर्ड मोल्डिंग होने पर गर्म हवा के प्रवाह के साथ 3% और 4% के बीच आर्द्रता के साथ सूखा।
    नोट: पिछले अध्ययनों से पता चला है कि गर्म दबाए जाने वाले ठोस के 3% से 4% की नमी सामग्री मोल्डिंग के अंत में डीगैसिंग घटनाओं को सीमित करने के लिए आदर्श है। जब ऐसा होता है और इसे नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो डिगैसिंग फाइबरबोर्ड के अंदर दोष (जैसे, छाले या दरारें) उत्पन्न कर सकता है, और इन दोषों कायांत्रिक प्रतिरोध26, 27,31,32पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। जब एक्सट्रूडेट्स को एयरटाइट प्लास्टिक बैग में 8% से 12% की नमी की मात्रा पर संग्रहित करने के बाद गर्म दबाने का काम किया जाता है, तो उन्हें मोल्डिंग से पहले 3%-4% तक सूख जाना चाहिए।

6. गर्म दबाने से फाइबरबोर्ड मोल्ड

नोट: गर्म दबाव के लिए ऑपरेटिंग स्थितियों को पिछले अध्ययनों के आधार पर चुना गया है26,27,31,32.

  1. मोल्ड को पहले से गर्म करें। फिर, ठोस सामग्री को मोल्ड के अंदर गर्म दबाए रखने की स्थिति रखें। अंत में, दबाव लागू करने से पहले इस ठोस सामग्री को 3 मिनट के लिए प्री-हीट करें।
    नोट: उत्पादित सभी फाइबरबोर्ड के लिए, मोल्ड किए जाने वाले मिश्रण में शिवेस का अनुपात 100 ग्राम के द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करता है जब उपयोग किया जाने वाला मोल्ड आकार में वर्ग और 15 सेमी पक्षों के साथ होता है।
  2. कच्चे शिवेस के साथ 30 एमपीए का दबाव लागू करें, और 10 एमपीए, 20 एमपीए, या 30 एमपीए बाहर निकाले गए लोगों(तालिका 2)के साथ।
  3. मोल्ड तापमान को 200 डिग्री सेल्सियस तक सेट करें।
    नोट: क्योंकि तापमान9,26, 27, 28,31, 32प्राप्त बोर्डों की गुणवत्ता (विशेष रूप से झुकने वाले गुणों) को बहुत प्रभावित करता है, इसलिएमोल्डतापमान को अपने पुरुष और महिला दोनों हिस्सों पर अवरक्त थर्मामीटर के साथ जांचना महत्वपूर्ण है।
  4. मोल्डिंग का समय 150 एस निर्धारित करें।
  5. प्लास्टिकीकृत अलसी केक की विभिन्न सामग्री के साथ विभिन्न फाइबरबोर्ड का निर्माण करें (0% से 25%) विन्यास (चरण 3.1.1) या विन्यास (चरण 3.1.2)(तालिका 1 और तालिका 2)के माध्यम से प्राप्त तीन प्रीमिक्स में से एक के माध्यम से जुड़वां-स्क्रू एक्सट्रूज़न के माध्यम से प्राप्त एक्सट्रूज़-रिफाइंड फाइबर का उपयोग करना।
  6. संदर्भ के रूप में, कच्चे ओएफएस के आधार पर दो अतिरिक्त फाइबरबोर्ड का निर्माण भी करते हैं, एक एक्सोजेनस बाइंडर (बोर्ड संख्या 11) के अलावा और दूसरा प्लास्टिकीकृत अलसी केक (बोर्ड संख्या 12)(तालिका 2)के 25% (w/w) के अलावा।
    नोट: इन दो बोर्डों के लिए, मोल्डिंग की स्थिति समान है, यानी मोल्ड तापमान के लिए 200 डिग्री सेल्सियस, मोल्डिंग समय के लिए 150 एस, और लागू दबाव के लिए 30 एमपीए।

7. स्थिति और फाइबरबोर्ड की विशेषता

  1. एक बार जब फाइबरबोर्ड का उत्पादन किया गया है, तो उन्हें 60% सापेक्ष आर्द्रता और 25 डिग्री सेल्सियस पर जलवायु कक्ष में रखें जब तक कि निरंतर वजन हासिल न हो जाए।
    नोट: फाइबरबोर्ड तो वातानुकूलित और आर्द्रता के मामले में स्थिर हो जाएगा ।
  2. एक बार समतुल्य होने के बाद, फाइबरबोर्ड को परीक्षण नमूनों में काट लें।
    नोट: फाइबरबोर्ड काटने के लिए सबसे उपयुक्त उपकरण एक ऊर्ध्वाधर बैंड देखा है।
  3. परीक्षण नमूनों से, झुकने वाले गुणों (आईएसओ 16978:2003 मानक), शोर डी सतह कठोरता (आईएसओ 868:2003 मानक), आंतरिक बांड ताकत (आईएसओ 16260:2016 मानक), और 24 एच (आईएसओ 16983:203 मानक) के लिए पानी में विसर्जन के बाद पानी की संवेदनशीलता) के लिए मानकीकृत परीक्षणों का उपयोग करके फाइबरबोर्ड के लक्षण वर्णन के साथ आगे बढ़ें।
  4. फाइबरबोर्ड के लिए मापा गुणों की तुलना फ्रेंच मानक की सिफारिशों के साथ कणबोर्ड (एनएफ एन 312) के लिए विनिर्देशों को समर्पित करने के लिए उनके संभावित उपयोगों का निर्धारण करने के लिए।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

विन्यास (चरण 3.1.1) का उपयोग करके ओलेजिनस सन शिवेस के फाइबर रिफाइनिंग के दौरान, पानी को जानबूझकर 1.0 के बराबर तरल/ठोस अनुपात में जोड़ा गया था। पिछले कार्यों के अनुसार25,26,27,इस तरह के तरल/ठोस अनुपात बेहतर कम अनुपात की तुलना में जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर आउटलेट पर परिष्कृत फाइबर की लंबाई को बरकरार रखता है, जो एक साथ उनके औसत पहलू अनुपात में वृद्धि करने के लिए योगदान देता है । इसके अलावा, जोड़ा पानी की मात्रा काफी कम मशीन clogging के किसी भी जोखिम को खत्म करने के लिए है । "मुक्त" पानी के अभाव में (यानी, पानी जो अतिरिक्त में जोड़ा गया होता, और जिसका हिस्सा फाइबर द्वारा अवशोषित नहीं किया गया होता), इसलिए, डिफिबरेशन जोन के अंत में एक निस्पंदन मॉड्यूल की स्थिति के लिए आवश्यक नहीं था। एक्सट्रूज़न-रिफाइनिंग प्री-ट्रीटमेंट के बाद, एक्सट्रूशन-रिफाइंड फाइबर की रासायनिक संरचना(टेबल 3)निर्धारित की गई थी। तार्किक रूप से, एक्सट्रूज़न-रिफाइनिंग प्री-उपचार के दौरान तरल निकालने की पीढ़ी के अभाव में, कच्चे शिवेस और निकाले गए लोगों के बीच रासायनिक संरचना में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं देखा गया था। उपस्थिति के संदर्भ में, एक्सट्रूज़न-रिफाइंड फाइबर में एक शराबी सामग्री(चित्र 4, नीचे बाएं)का रूप होता है। इसका मतलब यह है कि निष्कासन प्रक्रिया, विशेष रूप से उच्च कतरनी दर लागू, सन शिव संरचना के संशोधन में योगदान देती है। कच्चे शिवेस(तालिका 4)के साथ प्राप्त मूल्यों की तुलना में निकाले गए शिवेस के निचले स्पष्ट और टैप किए गए घनत्व द्वारा इसकी पहली पुष्टि की गई थी। फाइबर के रूपात्मक विश्लेषण ने भी इस पहली अवलोकन की पुष्टि की क्योंकि उनके आस्पेक्ट रेशियो में बहुत महत्वपूर्ण वृद्धि भी फाइबर आकृति विज्ञान विश्लेषण डिवाइस(टेबल 5)का उपयोग करके देखी जाती है।

जब गर्म दबाने का उपयोग कर ढाला oleaginous सन से बांधने रहित बोर्डों पर विचार, टीएमसी विन्यास (चरण ३.१.१) के अनुसार जुड़वां पेंच निष्कासन का उपयोग कर पूर्व उपचार defibring स्पष्ट रुचि का है । दरअसल, बाहर निकाले गए शिवेस के अंदर सेल्यूलोज और हेमीसेल्यूलोज से लिग्निन का अलगाव होता है। गर्म दबाने के दौरान, लिग्निन को आसानी से जुटाया जा सकता है और प्राकृतिक बांधने की मशीन के रूप में उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, कच्चे शिवेस की तुलना में उच्च औसत फाइबर पहलू अनुपात के साथ, एक्सट्रूशन-रिफाइंड फाइबर का कण आकार प्रोफ़ाइल यांत्रिक सुदृढीकरण के लिए उनके प्रदर्शन के मामले में अधिक अनुकूल है। इसका मतलब यह है कि अकेले निकाले गए फाइबर (बोर्ड संख्या 1, 3, और 7) से बने बोर्ड, यानी, एक बाहरी बांधने की मशीन के रूप में प्लास्टिकीकृत अलसी केक के अलावा के बिना, न केवल सभी तीन एकजुट हैं, बल्कि सबसे ऊपर कच्चे शिवेस (बोर्ड संख्या 11)(तालिका 6)के गर्म दबाने द्वारा प्राप्त बोर्ड की तुलना में काफी बेहतर उपयोग गुण हैं। हालांकि निकाले गए शिवेस से बोर्ड संख्या 1 केवल 10 MPa के दबाव पर गर्म दबाया जाता है, यह बोर्ड संख्या 11 की तुलना में अपने यांत्रिक प्रदर्शन के दृष्टिकोण से भी काफी बेहतर है, जो कच्चे शिव से ढाला जाता है, लेकिन दबाव मूल्य पर तीन गुना अधिक (30 MPa)। एक तरफ आंतरिक बांधने की मशीन के रूप में लिग्निन के बाद के जुड़ाव के लिए जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर में पूर्व-उपचार के फायदे, और दूसरी ओर औसत फाइबर पहलू अनुपात बढ़ाने के लिए, इस प्रकार स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किए जाते हैं। बोर्ड संख्या 1, 3, और 7 के उपयोग गुणों की तुलना भी इन गुणों पर मोल्डिंग के दौरान उच्च लागू दबाव के लाभकारी प्रभावों को दर्शाती है, चाहे वह फ्लेक्सुरल ताकत हो, शोर डी सतह कठोरता हो, या विसर्जन के बाद सामग्री का पानी प्रतिरोध हो। दबाव बढ़ने पर लिग्निन आधारित बाइंडर की लामबंदी27को बढ़ावा दी जाती है । पिघले हुए चरण में, इसकी चिपचिपाहट कम हो जाती है, और फाइबर की गीला अनुकूलित होती है।

विन्यास (चरण 3.1.2) का उपयोग करके, एक बार शिवेस को डिफिबर किया गया था, प्लास्टिकीकृत अलसी केक को भी सीधे ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में जोड़ा गया था और पेंच प्रोफ़ाइल की दूसरी छमाही में परिष्कृत फाइबर के साथ घनिष्ठ रूप से मिलाया गया था। प्लास्टिकीकृत अलसी केक को 10% और 25%(तालिका 1)के बीच की सामग्री पर जोड़ा गया था। कंपित पंक्तियों (90 डिग्री) में घुड़सवार बायोब पैडल (बीबी तत्वों) की लगातार दो श्रृंखलाओं के उपयोग के लिए अंतरंग मिश्रण प्राप्त किया गया था। ये मॉड्यूल 7 और 8(चित्रा 3)के स्तर पर तैनात हैं । जब प्लास्टिकीकृत अलसी केक जोड़ा जाता है, कुल विशिष्ट ऊर्जा की खपत की मनाया वृद्धि मशीन के एक उच्च भरने के बावजूद बहुत छोटा है: १.३५ ± ०.०४ किलोवाट एच/किलो सूखी पदार्थ अधिकतम के बजाय 1.28 ± 0.05 किलोवाट एच/किलोग्राम विन्यास (चरण 3.1.1) के मामले में सूखा पदार्थ जिसके लिए शिवेस को डिफिबर किया जाता है लेकिन बहिर्जात बांधने की मशीन के अलावा। इसलिए, शिव्स डिफिब्रेशन के लिए उपयोग किए जाने वाले CF1C रिवर्स स्क्रू तत्व स्क्रू प्रोफाइल के सबसे प्रतिबंधात्मक तत्व हैं। परिष्कृत फाइबर और अलसी केक का मिश्रण क्षेत्र, इसलिए, मशीन की समग्र ऊर्जा खपत में वृद्धि के लिए थोड़ी हद तक योगदान देता है।

एक्सट्रूशन-रिफाइंड फाइबर के लिए प्लास्टिकीकृत अलसी केक के अलावा प्राकृतिक बाइंडर से समृद्ध प्रीमिक्स में परिणाम होता है, जिसे मोल्डिंग से पहले 3% और 4% के बीच नमी की मात्रा में सुखा दिया जाना चाहिए। कुल मिलाकर, यह अतिरिक्त प्राप्त फाइबरबोर्ड(तालिका 6)के फ्लेक्सरल गुणों को बढ़ाता है। 10 एमपीए के लागू दबाव के लिए, 25% अलसी केक के अलावा सामग्री की फ्लेक्सिबल ताकत (बोर्ड संख्या 1 और 2 की तुलना) में 15% की वृद्धि होती है। एक डबल दबाव (20 MPa) के लिए, 25% की वृद्धि देखी जाती है जब 10% सन आधारित बांधने की मशीन (बोर्ड संख्या 4) जोड़ा जाता है और यह 53% तक बढ़ जाता है जब इस बांधने की मशीन का 17.5% जोड़ा जाता है (बोर्ड संख्या 5)। अंत में, उच्चतम बनाने वाले दबाव (30 एमपीए) के लिए, झुकने की ताकत में सापेक्ष वृद्धि अधिकतम (+12%) जब 10% अलसी केक जोड़ा जाता है (बोर्ड संख्या 7 और 8 की तुलना)।

इसके साथ ही, शोर डी सतह कठोरता और विसर्जन के बाद फाइबरबोर्ड के पानी प्रतिरोध प्रीमिक्स में प्लास्टिकीकृत अलसी केक सामग्री से काफी हद तक स्वतंत्र हैं। गर्म दबाने के दौरान कम से कम 20 एमपीए के दबाव का उपयोग अभी भी एक्सोजेनस बाइंडर सामग्री की परवाह किए बिना मोटाई सूजन में कमी के साथ है। ऐसी बनाने की स्थितियों के तहत, हार्डबोर्ड का घनत्व बढ़ जाता है। इसके बाद उनकी आंतरिक पॉजिटी कम हो जाती है और विसर्जन के दौरान सामग्री के अंदर पानी का फैलाव कम हो जाता है।

प्रीमिक्स में अलसी केक द्वारा निभाई गई बहिर्जात बांधने की मशीन की भूमिका इस प्रकार पुष्टि की जाती है और प्लास्टिक और चिपकने वाले व्यवहार के साथ प्रोटीन के 40.5% प्रोटीन का अनुमानित एक महत्वपूर्ण सामग्री (इसके शुष्क द्रव्यमान52 के 40.5%पर अनुमानित) की उपस्थिति से समझाया जाता है। इस भूमिका की पुष्टि तब भी होती है जब रॉ शिव्स में ओलेजिनस सन प्रोटीन आधारित बाइंडर मिलाया जाता है। दरअसल, इस बांधने की मशीन के 25% के साथ (बोर्ड संख्या 12 के मामले), बोर्ड प्राप्त(चित्रा 4,शीर्ष सही) बांधने की मशीन के बिना केवल ३.६ MPa के बजाय १०.६ MPa की एक आनन-फानन ताकत है (बोर्ड संख्या 11) । हालांकि, इस पैनल में एक्सट्रूशन-रिफाइंड फाइबर के आधार पर उन सभी की तुलना में कम झुकने की ताकत है, जो टीएमसी द्वारा खेले गए आवश्यक भूमिका को दर्शाती है।

शिवेस के डिफिबरेशन की संयुक्त कार्रवाई और एक ही जुड़वां पेंच डिवाइस के भीतर एक बहिर्जात बांधने की मशीन के अलावा, लगभग 23 से 25 एमपीए की झुकने वाली ताकत के साथ फाइबरबोर्ड प्राप्त किए जाते हैं। एक उदाहरण के रूप में, 30 एमपीए दबाव लागू करके प्रीमिक्स और उत्तरार्द्ध के गर्म दबाने के लिए 25% प्लास्टिकीकृत अलसी केक के अलावा, संबंधित फाइबरबोर्ड (बोर्ड नंबर 10) 24.1 एमपीए की झुकने वाली ताकत, 4.0 जीपीए का एक फ्लेक्सुरल मॉड्यूलस और 0.70 एमपीए(चित्र 4, नीचेसही) की आंतरिक बांड ताकत दिखाता है। फ्रांसीसी मानक (एनएफ) एन 312 (कणबोर्ड के लिए विनिर्देशों के लिए समर्पित मानक)53की सिफारिशों के आधार पर, यह बोर्ड पहले से ही प्रकार पी 6 बोर्डों की यांत्रिक आवश्यकताओं को पूरा करता है, यानी, उच्च तनाव के तहत काम करने वाले बोर्ड और शुष्क वातावरण में उपयोग किया जाता है। केवल इसकी मोटाई 24 घंटे के लिए पानी में विसर्जन के बाद सूजन इस मानक की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है (78% के बजाय 16% अधिकतम)। एक उपचार के बाद उपचार (30 मिनट के लिए 60 डिग्री सेल्सियस, फिर 30 मिनट के लिए 80 डिग्री सेल्सियस, फिर 45 मिनट के लिए 100 डिग्री सेल्सियस, फिर 60 मिनट के लिए 125 डिग्री सेल्सियस, और अंत में 225 मिनट के लिए कमरे के तापमान पर लौटने से पहले 90 मिनट के लिए 150 डिग्री सेल्सियस) इस सामग्री की मोटाई में कमी आती है 49% तक, साथ ही फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ (25.8 ± 1.0 एमपीए) में वृद्धि के साथ) । हालांकि, मोटाई सूजन में यह कमी अपर्याप्त बनी हुई है। भविष्य के काम के लिए, अन्य अतिरिक्त प्रक्रियाओं, जैसे, कोटिंग, रासायनिक, या भाप उपचार, गर्म दबाने के बाद इस आयामी स्थिरता पैरामीटर27 को अधिक हद तक बेहतर बनाने के लिए परीक्षण किया जाना चाहिए। एक अन्य मूल समाधान हाइड्रोफोबिंग एजेंट (एस), उदाहरण के लिए, वनस्पति तेल डेरिवेटिव, सीधे ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में प्रीमिक्स के अलावा हो सकता है। इसके अलावा, चूंकि इस इष्टतम बोर्ड का उपयोग घरों के अंदर किया जा सकता है, इसलिए बाजार में प्रस्तावित होने से पहले इसके अग्नि प्रतिरोध का मूल्यांकन करने की आवश्यकता होगी। दरअसल, यह विशेषता महत्वपूर्ण महत्व की है । यदि इस सामग्री का अग्नि प्रतिरोध अपर्याप्त साबित होता है, तो पैनल को गर्म दबाने से पहले सीधे ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में प्रीमिक्स में फायरप्रूफिंग उत्पाद के अलावा विचार किया जाना चाहिए।

Figure 1
चित्रा 1:ओलिजिनस सन शिट्स के एकमात्र फाइबर रिफाइनिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर (ए) के सरलीकृत विन्यास, और (बी) एक ही एक्सट्रूडर पास में संयुक्त प्रक्रिया के लिए, जिसमें ओलीजिनस अलसी शिट्स का फाइबर रिफाइनिंग, प्लास्टिकयुक्त अलसी केक का जोड़, और फिर दो ठोसों का अंतरंग मिश्रण शामिल है। दो परीक्षण विन्यास में से प्रत्येक के लिए, लगातार इकाई संचालन का उल्लेख किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2:स्क्रू प्रोफाइल के साथ उपयोग किए जाने वाले स्क्रू तत्वों का प्रकार: (ए) T2F, (B) C2F, (C) C1F, (D) CF1C, (ई) बीबी, और (एफ) INO0 स्क्रू तत्व । (ए)T2F तत्व ट्रैपेज़ाइडल डबल-फ्लाइट शिकंजा हैं जो उनके संदेश कार्रवाई के लिए उपयोग किए जाते हैं । उनके धागे के ट्रैपेज़ाइडल आकार के कारण, T2F तत्व गैर-स्वयं-सफाई शिकंजा हैं, लेकिन बहुत अच्छी संदेश और निगलने की विशेषताएं हैं। इसलिए, वे उपयोग किए जाने वाले दो ठोसओं (यानी, ओलेजिनस सन शिव्स, और प्लास्टिकीकृत अलसी केक) के भोजन क्षेत्रों में तैनात हैं। (ख)C2F तत्वों को उनके संदेश कार्रवाई के लिए भी उपयोग की जाने वाली डबल-फ्लाइट शिकंजा का उपयोग किया जाता है। उनके धागे का आकार संयुग्मित है, जो C2F तत्वों को स्वयं सफाई शिकंजा बनाता है । वे तैनात हैं जहां ठोस और तरल एक साथ मौजूद हैं। (C)C1F तत्व एकल उड़ान शिकंजा हैं । C2F तत्वों की तुलना में, इन संदेश शिकंजा एक व्यापक धागा शिखा है । इसलिए, वे एक बेहतर जोर दिया है और C2F तत्वों की तुलना में एक उच्च कतरनी प्रभाव है । (घ)CF1C तत्वों को बाएं हाथ की पिच के साथ जटिल कट-फ्लाइट, एकल उड़ान शिकंजा दिया जाता है । ये रिवर्स स्क्रू तत्व स्क्रू प्रोफाइल के सबसे प्रतिबंधात्मक और सबसे महत्वपूर्ण तत्व हैं। वे सामग्री के तीव्र मिश्रण और यांत्रिक कतरन के साथ-साथ इसके निवास समय में वृद्धि की अनुमति देते हैं। CF1C शिकंजा वह जगह है जहां फाइबर का डिफिबरेशन होता है। (ई)बीबी तत्व बिलोबेड पैडल होते हैं। वे सामग्री पर एक मजबूत मिश्रण प्रभाव की अनुमति देते हैं। इसलिए, वे एक अंतरंग मिश्रण कार्रवाई को बढ़ावा देते हैं जो विशेष रूप से एक तरफ जोड़े गए पानी के साथ ओलेजिनस सन शिव्स को गर्भवती करने के लिए महत्वपूर्ण है, और दूसरे पर एक्सट्रूज़न-परिष्कृत फाइबर और प्लास्टिकीकृत अलसी केक को अच्छी तरह से मिलाते हैं। (F)INO0 तत्व डबल और सिंगल-फ्लाइट शिकंजा के बीच तत्वों को जोड़ रहे हैं । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3:केवल ओलेजिनस सन शिव्स के फाइबर रिफाइनिंग के लिए स्क्रू कॉन्फ़िगरेशन (ए), और (ख) एक ही एक्सट्रूडर पास में संयुक्त प्रक्रिया के लिए, जिसमें ओलिजिनस सन शिट्स का फाइबर रिफाइनिंग, प्लास्टिकीकृत अलसी केक का जोड़, और फिर दो ठोस पदार्थों का अंतरंग मिश्रण शामिल है। (क)जब ओलेडिनस फ्लैक्स शिव्स केवल एक्सट्रूस-रिफाइंड होते हैं, तो उन्हें मॉड्यूल 1 मॉड्यूल में पेश किया जाता है। फिर, मॉड्यूल 2 के अंत में पानी इंजेक्ट किया जाता है। ठोस और तरल का अंतरंग मिश्रण मॉड्यूल 5 के स्तर पर किया जाता है। अंत में, यांत्रिक कतरन के माध्यम से फाइबर का यांत्रिक डिफिबरेशन मॉड्यूल 8 में होता है। (ख)जब संयुक्त प्रक्रिया एक ही एक्सट्रूडर पास में आयोजित की जाती है, तो स्क्रू प्रोफाइल के पहले हाफ में ओलेजिनस सन शिव्स का फाइबर रिफाइनिंग (यानी मॉड्यूल 1 से 4 तक), इसके बीच में प्लास्टिकीकृत अलसी केक को मिलाकर, और स्क्रू प्रोफाइल के दूसरे आधे हिस्से के साथ दो ठोस पदार्थों का अंतरंग मिश्रण आयोजित किया जाता है। अधिक सटीक रूप से, प्लास्टिकीकृत अलसी केक की शुरूआत मॉड्यूल 5 के स्तर पर एक साइड फीडर के माध्यम से की जाती है, यानी, फाइबर रिफाइनिंग चरण के बाद, और दो ठोसों का अंतरंग मिश्रण मॉड्यूल 6 से 8 मॉड्यूल के साथ आयोजित किया जाता है। T2F, C2F, C1F, और CF1C शिकंजा के लिए, दो उल्लेख किया संख्या उनकी पिच और लंबाई (डी, पेंच व्यास के अनुपात के रूप में) क्रमशः संकेत मिलता है । बीबी मिश्रण ब्लॉकों के लिए, वे क्रमशः अपने चौंका देने वाले कोण और लंबाई का प्रतिनिधित्व करते हैं। INO0 तत्व लंबाई में 0.25 डी हैं। एक प्रवाह-प्रतिबंधित प्रभाव के साथ पेंच विन्यास में क्षेत्र छायांकित क्षेत्रों के अनुरूप हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4:ओएफएस (ऊपर बाएं) और ईआरएफ (नीचे बाएं) की तस्वीर (नीचे बाएं) oleaginous सन shives, और बोर्ड संख्या 12 (ऊपर सही) और 10 (नीचे सही) । बोर्ड संख्या 12 और 10 दोनों में 25% प्लास्टिकीकृत अलसी केक होते हैं। बोर्ड संख्या 12 ओएफएस कच्चे शिवेस से बना है जबकि बोर्ड संख्या 10 पी3 प्रीमिक्स (यानी, एक्सट्रूशन-रिफाइंड फाइबर शामिल है) से निकलती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

मज़हब को बाहर निकालना ईआरएफ पी 1 पी 2 पी 3
संरूपण (3.1.1.) (3.1.2.) (3.1.2.) (3.1.2.)
ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न स्थितियां
पेंच रोटेशन गति (आरपीएम) 150 150 150 150
ओलेजिनस सन शिव्स (केजी/एच) की इनलेट प्रवाह दर 15.00 15.00 15.00 15.00
प्लास्टिकीकृत अलसी केक की इनलेट प्रवाह दर (kg/h) 0.00 1.50 2.63 3.75
इंजेक्शन पानी की इनलेट प्रवाह दर (kg/h) 15.00 15.00 15.00 15.00

तालिका 1: विन्यास (ए) और (बी) के लिए उपयोग की जाने वाली ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न स्थितियां। ईआरएफ, एक्सट्रूशन-रिफाइंड फाइबर जो कॉन्फ़िगरेशन (चरण 3.1.1) से उत्पन्न होते हैं; P1, प्रीमिक्स नंबर 1 विन्यास (चरण 3.1.2) से उत्पन्न होता है और प्लास्टिकीकृत अलसी केक के 10% सामग्री (शिवेस के वजन के अनुपात में) के साथ; P2, प्रीमिक्स नंबर 2 विन्यास (चरण 3.1.2) से उत्पन्न होता है और प्लास्टिकीकृत अलसी केक के 17.5% सामग्री (शिवेस के वजन के अनुपात में) के साथ; P3, प्रीमिक्स नंबर 3 विन्यास (चरण 3.1.2) से उत्पन्न और प्लास्टिकीकृत अलसी केक के 25% सामग्री (शिवेस के वजन के अनुपात में) के साथ।

फाइबरबोर्ड नंबर 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
कच्चा माल ईआरएफ पी 3 ईआरएफ पी 1 पी 2 पी 3 ईआरएफ पी 1 पी 2 पी 3 ओएफएस ओएफएस प्लस प्लास्टिकीकृत अलसी केक का 25% (w/w)
मोल्ड तापमान (डिग्री सेल्सियस) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
मोल्डिंग समय (एस) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
एप्लाइड प्रेशर (एमपीए) 10 10 20 20 20 20 30 30 30 30 30 30

तालिका 2: फाइबरबोर्ड के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले मोल्डिंग पैरामीटर। ओएफएस, ओलेजिनस सन शिव्स (यानी, कच्चे शिव्स को पहले जुड़वां-स्क्रू एक्सट्रूज़न के माध्यम से इलाज नहीं किया जाता है)। ओएफएस और प्लास्टिकीकृत अलसी केक से बना, बोर्ड संख्या 12 के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाने वाला ठोस मिश्रण यांत्रिक रूप से डबल-हेलिक्स मिक्सर का उपयोग करके प्राप्त किया गया था।

भौतिक ओएफएस27 ईआरएफ
नमी (%) 8.4 ± 0.2 8.3 ± 0.2
खनिज (शुष्क पदार्थ का%) 2.0 ± 0.1 2.0 ± 0.1
सेल्यूलोज (शुष्क पदार्थ का%) 45.6 ± 0.4 44.3 ± 0.4
हेमीसेलुलोस (शुष्क पदार्थ का%) 22.4 ± 0.1 22.8 ± 0.1
लिग्निन (शुष्क पदार्थ का%) 25.1 ± 0.6 23.7 ± 0.5
पानी में घुलनशील घटक (शुष्क पदार्थ का%) 4.1 ± 0.1 4.3 ± 0.1

तालिका 3: ओलिजिनस सन की रासायनिक संरचना एक्सट्रूस-रिफाइनिंग प्री-ट्रीटमेंट से पहले और बाद में शिव करतीहै। नमी में सामग्री आईएसओ 665:2000 मानक54के अनुसार निर्धारित की गई थी। उन्हें समतुल्य सामग्रियों से मापा गया था, यानी जलवायु कक्ष (60% सापेक्ष आर्द्रता, 25 डिग्री सेल्सियस) में कंडीशनिंग के बाद। खनिजों की सामग्री आईएसओ 749:1977 मानक55के अनुसार निर्धारित की गई थी। सेल्यूलोज, हेमीसेल्यूलोज और लिग्निन में सामग्री का निर्धारण एसिड डिटर्जेंट फाइबर (एडीएफ) - न्यूट्रल डिटर्जेंट फाइबर (एनडीएफ) विधि वैन सोएस्ट और वाइन56, 57का उपयोग करके कियागयाथा। पानी में घुलनशील यौगिकों में सामग्री उबलते पानी में 1 घंटे के बाद परीक्षण के नमूने के बड़े पैमाने पर नुकसान को मापने के द्वारा निर्धारित किया गया । सभी माप डुप्लीकेट में कराए गए थे। तालिका में परिणाम मानक विचलन ± औसत मूल्यों के अनुरूप हैं।

भौतिक स्पष्ट घनत्व (केजी/एम3) टैप डेंसिटी (केजी/एम3)
ओएफएस27 117 ± 5 131 ± 4
ईआरएफ 71 ± 1 90 ± 1

तालिका 4: बाहर निकालने-रिफाइनिंग प्री-ट्रीटमेंट से पहले और बाद में ओलेजिनस सन के स्पष्ट और टैप किए गए घनत्व। ओलेजिनस सन शिवेस के टैप डेंपन डेंसिटी को डेंनेटोमीटर का उपयोग करके ट्रिपलीकेट में मापा गया था। कॉम्पिटिशन से पहले स्पष्ट घनत्व प्राप्त किया गया था। तालिका में परिणाम मानक विचलन ± औसत मूल्यों के अनुरूप हैं। एन.डी., गैर-निर्धारित।

भौतिक फाइबर की लंबाई (माइक्रोन) फाइबर व्यास (माइक्रोन) आस्पेक्ट रेशियो जुर्माना (%)
ओएफएस27 5804 ± 4013 1107 ± 669 6 ± 6 एन.डी.
ईआरएफ 559 ± 27 20.9 ± 0.2 27 ± 2 56 ± 2

तालिका 5: ओलिजिनस सन की रूपात्मक विशेषताएं एक्सट्रूज़न-रिफाइनिंग प्री-उपचार से पहले और बाद में शिव करती हैं। कच्चे शिवेस का रूपात्मक विश्लेषण (यानी, एक्सट्रूज़न-रिफाइनिंग प्री-ट्रीटमेंट से पहले) छवि विश्लेषण द्वारा लगभग 3,000 कणों27के स्कैन से एक सॉफ्टवेयर का उपयोग करके किया गया था। एक्सट्रूज़न-परिष्कृत शिवेस का उपयोग फाइबर आकृतिविज्ञान माप और लक्षण वर्णन के लिए एक विश्लेषक का उपयोग करके आयोजित किया गया था। इन मापनों के लिए, दृढ़ संकल्प ट्रिपलिकेट में किए गए थे और प्रत्येक प्रयोग के लिए लगभग 15,000 कणों का विश्लेषण किया गया था। तालिका में परिणाम मानक विचलन ± औसत मूल्यों के अनुरूप हैं।

फाइबरबोर्ड नंबर 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
झुकने वाले गुण
मोटाई (मिमी) 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
घनत्व (केजी/एम3) 1051 ± 16 1165 ± 78 1191 ± 59 1241 ± 34 1256 ± 41 1248 ± 37 1213 ± 54 1268 ± 17 1274 ± 23 1253 ± 32 1069 ± 19 1181 ± 40
फ्लेक्सरल स्ट्रेंथ (एमपीए) 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
लोचदार मॉड्यूलस (एमपीए) 2474 ± 138 2039 ± 227 2851 ± 295 3827 ± 303 4272 ± 396 3806 ± 260 3781 ± 375 4612 ± 285 3947 ± 378 4014 ± 409 1071 ± 98 2695 ± 370
शोर डी सतह दोहन (°) 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
आंतरिक बांड शक्ति (MPa) एन.डी. एन.डी. एन.डी. एन.डी. एन.डी. एन.डी. एन.डी. एन.डी. एन.डी. 0.70 ± 0.05 एन.डी. एन.डी.
24 घंटे के दौरान पानी में विसर्जन के बाद पानी की संवेदनशीलता
मोटाई सूजन (%) 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
पानी अवशोषण (%) 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

तालिका 6: यांत्रिक गुण, मोटाई सूजन, और गर्म दबाने द्वारा निर्मित फाइबरबोर्ड के पानी के अवशोषण। मोटाई और घनत्व परीक्षण नमूनों वजन, और एक इलेक्ट्रॉनिक कैलिपर का उपयोग कर उनके आयामों को मापने के द्वारा निर्धारित किया गया । झुकने वाले गुणों का निर्धारण आईएसओ 16978:2003 मानक58 केअनुसार किया गया था । शोर डी सतह कठोरता आईएसओ 868:2003 मानक59के अनुसार निर्धारित किया गया था। आंतरिक बांड शक्ति आईएसओ 16260:2016 मानक60के अनुसार निर्धारित किया गया था। पानी में विसर्जन के बाद पानी की संवेदनशीलता (यानी, मोटाई सूजन और पानी अवशोषण) आईएसओ 16983:2003 मानक61के अनुसार निर्धारित किया गया था। सभी दृढ़ संकल्प चार बार किए गए । तालिका में परिणाम मानक विचलन ± औसत मूल्यों के अनुरूप हैं। एन.डी., गैर-निर्धारित।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

यहां उल्लिखित प्रोटोकॉल में बताया गया है कि नवीकरणीय बोर्डों में यांत्रिक सुदृढीकरण के रूप में उपयोग करने से पहले लिग्नोसेल्यूलोसिक फाइबर के एक्सट्रूज़न-रिफाइनिंग को कैसे संसाधित किया जाए। यहां इस्तेमाल होने वाली ट्विन स्क्रू एक्सट्रूडर पायलट स्केल मशीन है। व्यास (डी) में 53 मिमी के शिकंजा के साथ, यह आठ मॉड्यूल से लैस है, प्रत्येक 4D लंबाई में, मॉड्यूल 1 को छोड़कर जिसमें 8D है लंबाई, बैरल के लिए 36D कुल लंबाई (यानी, 1,908 मिमी) के अनुरूप। इसकी लंबाई प्रसंस्कृत सामग्री पर लागू करने के लिए पर्याप्त है, एक ही पास में कई प्राथमिक संचालन के उत्तराधिकार, यानी, खिला, संपीड़न, रेशेदार ठोस और जोड़ा पानी, विस्तार, संपीड़न, तीव्र कतरन, और फिर विस्तार के बीच अंतरंग मिश्रण। यहां, अंडोष-रिफाइनिंग प्री-ट्रीटमेंट को सफलतापूर्वक ओलेजिनस सन स्ट्रॉ से शिवेस पर लागू किया गया था। वे "सभी फाइबर" निष्कर्षण डिवाइस51का उपयोग करके ओलेजिनस सन स्ट्रॉ से तकनीकी फाइबर के यांत्रिक निष्कर्षण के बाद एकत्र अवशेषों का गठन करते हैं। इसी ट्विन-स्क्रू मशीन में एक्सट्रूजनस बाइंडर को एक्सट्रूशन-रिफाइनिंग स्टेप के तुरंत बाद डिफिबरेटेड लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास में जोड़ना भी संभव है। पेंच प्रोफ़ाइल का दूसरा हिस्सा इस प्रकार परिष्कृत फाइबर और इस बाहरी बांधने की मशीन के अंतरंग सम्मिश्रण के लिए समर्पित है। यहां, यह पहले से प्लास्टिकीकृत अलसी का केक है जिसे अतिरिक्त बांधने की मशीन के रूप में इस्तेमाल किया गया था। इसे विभिन्न दरों (शिवेस के अनुपात में 10% से 25% तक) का उपयोग करके परिष्कृत फाइबर में जोड़ा गया है। जिसके परिणामस्वरूप 100% ओलेजिनस सन-आधारित प्रीमिक्स को बाद में गर्म दबाने के माध्यम से हार्डबोर्ड में बदल दिया गया।

विन्यास (चरण 3.1.2) के लिए लागू किए जाने वाले प्राथमिक कार्यों की बड़ी संख्या के कारण, जो न केवल फाइबर के शोधन की अनुमति देता है बल्कि बाहरी बांधने की मशीन के अलावा, उपयोग की जाने वाली मशीन की बैरल की लंबाई उपचार की सफलता के लिए निर्णायक है। कम से कम 32D की बैरल लंबाई की आवश्यकता होती है, हालांकि 36D या यहां तक कि 40D की लंबाई अधिक उपयुक्त है। प्रतिबंधात्मक तत्वों के लगातार दो क्षेत्रों के बीच ले जाया मिश्रण का विस्तार तो बेहतर है और यह ठोस मिश्रण और पानी के घटकों के बीच आदान प्रदान एहसान ।

इसके अलावा, पेंच प्रोफ़ाइल जुड़वां पेंचप्रक्रियाओं2,3,4के लिए महत्वपूर्ण महत्व का है । विशेष रूप से, प्रतिबंधात्मक क्षेत्रों (यानी, तीव्र यांत्रिक कार्य के क्षेत्रों) को अत्यंत सावधानी के साथ चुना जाना चाहिए। यहां, यह लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास के डिफिबरेशन के लिए उपयोग किए जाने वाले रिवर्स स्क्रू तत्वों और प्राकृतिक बांधने की मशीन के साथ परिष्कृत फाइबर के बाद के अंतरंग मिश्रण से पहले पानी के साथ इस बायोमास के गर्भवती के लिए आवश्यक मिश्रण तत्वों के साथ चिंताओं की ओर जाता है। इन तत्वों की टाइपोलॉजी (यानी, रिवर्स स्क्रू तत्वों की पिच, और ब्लॉक मिश्रण की चौड़ाई और चौंका देने वाला कोण), उनकी संबंधित लंबाई, और स्क्रू प्रोफाइल के साथ उनकी स्थिति को उत्पादित किए जाने वाले निर्माण के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

इसी तरह, ऑपरेटिंग स्थितियों का अनुकूलन (यानी, ठोस की इनलेट प्रवाह दर, पानी की इनलेट प्रवाह दर, स्क्रू रोटेशन गति और तापमान प्रोफ़ाइल) किसी भी नएनिर्माण के लिए2,3,4का उत्पादन करना आवश्यक होगा। वास्तव में, स्क्रू प्रोफाइल की तरह, लागू की जाने वाली ऑपरेटिंग स्थितियों को प्रत्येक लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास की प्रकृति के अनुकूल होना होगा (उदाहरण के लिए, सेल्यूलोज, हेमीसेल्यूलोज और लिग्निन के बीच वितरण, अन्य घटकों की संभावित उपस्थिति, आकृति विज्ञान, और इनलेट पर ठोस कणों की कठोरता आदि)। इस प्रकार जुड़वां-स्क्रू एक्सट्रूडर की भरने की दर को प्रत्येक नए निर्माण में समायोजित किया जा सकता है, जिसका उद्देश्य अपने निवास समय को अनुकूलित करना और मशीन की उत्पादकता बढ़ाना है, जबकि क्लोजिंग से बचना है।

इसलिए यह ट्विन-स्क्रू डिवाइस की फिलिंग रेट है जो यहां पेश किए गए डिफिबरिंग प्री-ट्रीटमेंट की मुख्य सीमा है । कच्चे माल की प्रकृति के आधार पर संसाधित किया जाना है, पेंच प्रोफ़ाइल का इस्तेमाल किया, और निष्कासन शर्तों लागू (यानी, ठोस, तरल/ठोस अनुपात, और पेंच रोटेशन गति के इनपुट प्रवाह दरों), जुड़वां पेंच उपकरण के अंदर मिश्रण का मतलब निवास समय ही नहीं है । मशीन की उत्पादकता बढ़ाने के लिए, उद्देश्य हमेशा इस पर किए गए टीएमसी कार्य की पर्याप्त गुणवत्ता को संरक्षित करते हुए उपचारित पौधे सामग्री के प्रवाह को जितना संभव हो उतना बढ़ाना है।

उत्पादन के दौरान उपयोग की जाने वाली स्क्रू रोटेशन गति पर और अपनी उत्पादकता बढ़ाने के लिए उपयोग की जाने वाली ट्विन-स्क्रू मशीन की अधिकतम रोटेशन गति के रूप में संभव के रूप में चुना जाता है, यदि ठोस सामग्री (एस) और पानी के आने वाले प्रवाह बहुत अधिक हो जाते हैं तो मशीन को ओवरफिल किया जा सकता है। इसलिए ऑपरेटरों के लिए यह महत्वपूर्ण है कि वे इष्टतम भरने की दर का चयन करें ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि मशीन ओवरफिल न हो । इस तरह के क्लोजिंग से बचने के लिए, ट्विन-स्क्रू टूल का उपयोग पर्याप्त रूप से लंबे समय तक किया जाना चाहिए, यानी कम से कम आधे घंटे। उत्पादन के दौरान इसकी मोटर द्वारा खपत किए गए इलेक्ट्रिक करंट की स्थिरता एक ऐसी मशीन की पुष्टि होगी जो ओवरफीड नहीं करती है । इसका नियंत्रण कक्ष समय के साथ बिजली के वर्तमान के विकास का पालन करना आसान बनाता है। निष्कर्ष निकालने के लिए, जुड़वां पेंच एक्सट्रूज़न तकनीक, इसलिए, सिंथेटिक रेजिन से मुक्त नवीकरणीय फाइबरबोर्ड का उत्पादन करने के लिए एक बहुमुखी और उच्च प्रदर्शन उपकरण है। सबसे पहले, लिग्नोसेल्यूलोसिक फाइबर के निरंतर टीएमसी डिफिबरेशन, जिससे परिष्कृत फाइबर के औसत पहलू अनुपात में वृद्धि के माध्यम से यांत्रिक सुदृढीकरण के लिए उनकी योग्यता में वृद्धि हुई, प्रदर्शन किया जा सकता है। ट्विन-स्क्रू टूल को शास्त्रीय रूप से उपयोग किए जाने वाले अन्य डिफिबरेशन विधियों के लिए एक विश्वसनीय विकल्प के रूप में माना जा सकता है, यानी, एक साधारण पीसने, लुगदी प्रक्रियाओं और भाप विस्फोट।

चावल के भूसे पर किए गए हाल ही में किए गए एक अध्ययन से पता चला है कि यह उपकरण कागज की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप एक विधि की तुलना में अपने डिफिबरेशन के दौरान फाइबर की लंबाई को बेहतर संरक्षित करने की संभावना प्रदान करता है और इसके बाद एक डिफिबरेशन वन25के बाद पाचन चरण शामिल होता है। इसी अध्ययन से यह भी पता चला है कि ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में किए गए डिफिबरेशन में कम पानी की खपत होती थी और इसे कम लागत पर किया जा सकता है । ट्विन-स्क्रू डिफिबरेशन के दौरान, लिग्निन की रिहाई भी प्राप्त फाइबरबोर्ड27के सामंजस्य (आत्म-संबंध द्वारा) के हिस्से में योगदान देती है। इन्हें "स्व-बंधुआ बोर्ड" कहा जाता है।

एक ही जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर में और अधिक कॉम्पैक्टनेस के लिए, चर अनुपात में पहले परिष्कृत फाइबर में बाहरी बाइंडर को लगातार जोड़ना भी संभव है। इससे उत्पादन समय और लागत कम हो जाता है, साथ ही प्रीमिक्स तैयारी इकाई का आयाम भी कम होता है। फाइबर के पूर्व उपचार और प्रीमिक्स की तैयारी की समग्र प्रक्रिया इस प्रकार फाइबरबोर्ड गर्म दबाने से पहले बहुत तेज हो जाती है। एक बहिर्जात बांधने की मशीन के अलावा भी प्राप्त सामग्री के उपयोग गुणों में काफी सुधार करने के लिए योगदान देता है। इसलिए यह अभिनव प्रक्रिया विशेष रूप से बहुमुखी है क्योंकि इसे विभिन्न लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोसमान और विभिन्न प्राकृतिक बाइंडर्स के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

भविष्य में, ट्विन-स्क्रू टूल की उत्कृष्ट मिश्रण क्षमता का और दोहन किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग विभिन्न कार्यात्मक योजकों के प्रीमिक्स के पूरक के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोफोबिंग एजेंटों को फाइबरबोर्ड, एंटीफंगल एजेंटों, अग्निरोधी, रंगों आदि के पानी के प्रतिरोध में सुधार करने के लिए, ताकि अंतिम मोल्डिंग प्रक्रिया के लिए पूरी तरह से कार्यात्मक प्रीमिक्स तैयार किया जा सके।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

कोई नहीं

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

इंजीनियरिंग अंक 167 ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूशन थर्मो-मेचानो-केमिकल प्री-ट्रीटमेंट फाइबर रिफाइनिंग फाइबर आस्पेक्ट रेशियो क्रॉप बाय-प्रोडक्ट्स लिग्नोसेल्यूलोज रिन्यूएबल फाइबर मैकेनिकल सुदृढीकरण हॉट स्नेचर नेचुरल बाइंडर्स पूरी तरह से बायो-बेस्ड फाइबरबोर्ड
नवीकरणीय फाइबरबोर्ड का उत्पादन करने के लिए ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूशन प्रक्रिया
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