ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Alginate-based biodegradable films with co-rotating twin screw extrusion

Aplikace | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Mechanické zkoušky, Reometrie
Zaměření
Materiálová analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Výroba a využití jednorázových plastů představuje závažný environmentální problém. Biologicky rozložitelné filmy založené na biopolymerech, jako je alginát, nabízejí udržitelnou alternativu s nižší uhlíkovou stopou a rychlejším rozkladem ve srovnání s konvenčními plasty.

Cíle a přehled studie


Cílem této aplikace bylo demonstrovat možnost kontinuální výroby alginátových filmů pomocí spirálního extrudéru se dvěma protiběžnými šneky (twin-screw extrusion). Studie popisuje kroky procesu, optimalizaci parametrů a předvedení mechanických vlastností výsledných filmů.

Použitá metodika a instrumentace


Proces výroby filmů probíhal následujícím způsobem:
  • Materiál: práškový natrium alginát.
  • Plasticizér: směs vody a glycerolu (50 : 50 hmotn. %).
  • Dávkování: gravimetrické podávání alginátu 160 g/h a peristaltické čerpadlo pro vodu-glycerol 300 g/h.
  • Systém: Thermo Scientific™ Process™ 11 Twin-Screw Extruder s modulárním šnekem obsahujícím míchací a hnědací zóny.
  • Teplotní profil: sudá palice 80 °C, střední zóny 110 °C, přechodový adaptér 110 °C.
  • Výstupní forma: 30 mm štěrbinová matrice s nastavitelnou výškou 1 mm, elektricky vyhřívaná na 100 °C.
  • Obtahování: konstatní rychlostí přes tři chlazené válce.

Mechanické zkoušky:
  • Tahové testy (uniaxiální) pomocí HAAKE™ MARS™ iQ Air Rheometer s pecí TM-CR-O450.
  • Formát vzorků: 9 × 0,7 × 20 mm, řezy ve směru (0°) a napříč (90°) vůči extruzi.
  • Podmínky: 25 °C, rychlost tahu 0,1 mm/s, záznam 1000 měření, povrch vzorků opatřen brusným papírem proti prokluzu.

Hlavní výsledky a diskuse


Výsledky tahových testů ukázaly anizotropní charakter filmu. Vzorky tahané podélně vykazovaly nižší maximální napětí a průtažnost než vzorky tažené kolmo na směr extruze. Tento jev je důsledkem orientace polymerních řetězců při extruzi. Pozorování bodu přetržení kamerou poskytlo obraz o okamžiku a místě porušení struktury.

Přínosy a praktické využití metody


Výhody kontinuální extruze alginátových filmů:
  • Rychlejší vývoj a optimalizace formulací oproti sériovým litým metodám.
  • Zlepšená kontrola tloušťky a konzistence filmů.
  • Možnost průmyslového škálování a integrace s dalšími procesními kroky.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další možnosti rozvoje zahrnují:
  • Začlenění funkčních přísad (antibakteriální, barviva, aktivní molekuly).
  • Optimalizaci směsi plastizérů pro zvýšení odolnosti a flexibility.
  • Ekologické zdroje surovin (agroodpad, vedlejší produkty bioprocesů).
  • Automatizaci a on-line monitorování kvality filmů.

Závěr


Použití co-rotujícího dvojšnekového extrudéru umožňuje efektivní výrobní proces alginátových biologicky rozložitelných filmů s řízenými mechanickými vlastnostmi. Metoda slibuje urychlení vývoje udržitelných obalových materiálů a snadné přechody k průmyslovému měřítku.

Reference


  1. Jha A.; Kumar A. Biobased technologies for the efficient extraction of biopolymers from waste biomass. Bioprocess Biosyst. Eng. 2019, 42, 1893–1901.
  2. Mellinas C.; Ramos M.; Jiménez A.; Garrigós M.C. Recent Trends in the Use of Pectin from Agro-Waste Residues as a Natural-Based Biopolymer for Food Packaging Applications. Materials 2020, 13, 673.
  3. Gonçalves de Oliveira J. et al. Active food packaging: Alginate films with cottonseed protein hydrolysates. Food Hydrocolloids 2019, 92, 267–275.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Twin-Screw Extruders Brabender: TwinLab Series
Twin-Screw Extruders Brabender: TwinLab Series
2024|Anton Paar|Brožury a specifikace
Twin-Screw Extruders Brabender: TwinLab Series Elevate Your Extrusion FIND OUT MORE Your Extrusion Dream Machine www.anton-paar.com/ apb-twinlab Determining extrusion process parameters that lead to perfect results is complex. Anton Paar has the easy answer: TwinLab laboratory and pilotscale extruders. Ÿ…
Klíčová slova
dies, diesextrusion, extrusionscrew, screwtwinlab, twinlabextruded, extrudedextruder, extruderfilm, filmconveying, conveyingextrudate, extrudateextruders, extruderstorque, torqueprocess, processwinding, windingmetabridge, metabridgedosing
Brabender Single Screw Extruders - Measuring Extruders and Extrusiograph
Measuring Extruders and Extrusiograph Brabender Single Screw Extruders Measuring Extruders and Extrusiograph All of the measured values such as torque, melt and zone temperatures, melt pressure are recorded continuously and can be visualized in various graphs or sheets. Screw examples…
Klíčová slova
brabender, brabenderextruder, extruderextruders, extrudersbarrel, barreldie, dieextrusiograph, extrusiographscrew, screwmeasuring, measuringhead, headcooling, coolingdrive, driveround, roundtwin, twinheating, heatingmetabridge
Upcycling of food side streams: the benefits of twin-screw granulation of apple pomace
Application note | LR90 Upcycling of food side streams: the benefits of twinscrew granulation of apple pomace Author Gabriela Saavedra Thermo Fisher Scientific, Karlsruhe, Germany Key words Granulation, Twin-screw extruder, Apple pomace, Upcycling Introduction Sustainable food production and circularity in…
Klíčová slova
pomace, pomaceapple, applegranulated, granulatedscrew, screwproperties, propertiesmechanical, mechanicalextrusion, extrusionwere, weretreatments, treatmentslead, leadchokeberry, chokeberrysaavedra, saavedrafunctionalize, functionalizetechno, technoscanning
From waste to performance: Reactive extrusion upcycling validated by rheology and chemical (FTIR) imaging
Application note From waste to performance: Reactive extrusion upcycling validated by rheology and chemical (FTIR) imaging Authors Introduction Lucivan P Barros Jr & Ron L Rubinovitz Global plastic production exceeds 400 million tons annually, Thermo Fisher Scientific with polypropylene among…
Klíčová slova
reactive, reactiveinterfacial, interfacialmodulus, modulusblend, blendcompatibilization, compatibilizationmpa, mpadistributive, distributivelvr, lvrtensile, tensilerpp, rppstress, stressrheological, rheologicalftir, ftirmixing, mixingnon
Další projekty
GCMS
LCMS
Sledujte nás
FacebookLinkedInYouTube
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.