IJBM 国际期刊的生物材料 1687 - 8795 1687 - 8787 Hindawi 10.1155 / 2021/6630657 6630657 研究文章 把Cocopith废物变成Myceliated Biocomposite绝缘体 https://orcid.org/0000 - 0001 - 9247 - 9706 Mardijanti 戴安娜Susyari 1 Megantara Erri Noviar 1 2 Bahtiar 阿姨 3 Sunardi Sunardi 1 4 陈 张文政 1 研究生项目在环境研究 研究生院 意大利Padjadjaran 万隆 印尼 unpad.ac.id 2 生物学系 教师的数学和自然科学 意大利Padjadjaran Sumedang 印尼 unpad.ac.id 3 物理系 教师的数学和自然科学 意大利Padjadjaran Sumedang 印尼 unpad.ac.id 4 环境和可持续性科学中心 意大利Padjadjaran 万隆 印尼 unpad.ac.id 2021年 19 5 2021年 2021年 4 12 2020年 26 3 2021年 9 4 2021年 19 5 2021年 2021年 版权©2021年戴安娜Susyari Mardijanti et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

Cocopith是主要的浪费椰棕加工行业,没有妥善处理直到现在。燃烧cocopith作为响应存储浪费土地可用性问题影响污染周围环境。努力减少、再利用、再循环和再制造cocopith废物提供更好的经济价值的浪费。本研究中使用的方法是用定量和定性方法之一。AAS法用于测试cocopith化学元素的浓度,而木质素和纤维素含量测试使用数据的方法。的测试结果最高的化学元素硫和氯;1公斤的含硫量cocopith 24000毫克和氯含量是10371毫克。与此同时,其他结果表明,木质素含量cocopith(22.7%)高于纤维素含量(10.27%)。cocopith特性的测试结果从上面提到的方法表明,硫和氯和木质素的化学成分,比纤维素,使cocopith有潜力使热。基于这一潜力,cocopith是加工成mycelium-based biocomposite作为绝缘体。 Maximum stress and tensile stress of this biocomposite have been tested through flexural strength tests with the ASTM-D7264 method. The biocomposite feasibility of the material as an insulator was shown through a thermal conductivity test at temperatures of 13°C–40°C. This showed a thermal conductivity value of 0.0887241  ± 0.002964 W /可。此值在0.01 - -1.00 W /可,这是一个绝缘导热系数推荐值。

 Padjajaran大学 1。介绍

印尼作为世界上最大的椰子生产的国家,据估计,每年生产140亿椰子( 1]。椰子商品成为了国家的支柱的出口,因为它带来了很多好处的国家和地方社区。然而,椰子商品处理没有最大,因为处理只是获取新鲜椰子或干椰子肉,椰子油的原材料生产。同时,治疗的副产品,椰子纤维,仍未得到充分利用,认为只有当废物( 2]。

每一粒椰子含有约65%的粒重(外壳、水果肉和水)和35%椰子纤维( 皮)。椰子纤维( 皮)由70% 髓(椰子纤维粉)和30%椰子纤维( 椰壳纤维每干重)基地( 3]。基于这一比率,它肯定会导致新的问题如果没有椰子纤维废物处理计划。Cocopith,髓或网络通常被称为“软木”,是连接部分纤维链,成为椰棕的主要垃圾处理行业,直到现在仍未妥善处理。这种浪费剩下的椰子纤维工业和附近倾倒公开可能污染环境。

不受控制和增加存款cocopith废物会导致生产力的变换成废墟。垃圾填埋场的废水含有化学元素的cocopith,而大部分干扰垃圾填埋场周围的水的栖息地。所采取的实际步骤社区减少垃圾燃烧的材料在当地的网站。然而,燃烧并不是正确的解决方案,因为它增加了空气污染的问题。据d . d . a . Ravindranath [ 4],尽管可能是燃料的能源价值几乎相当于煤炭(3975千卡/公斤),不完全燃烧特性导致大量温室气体的释放到空气中,包括二氧化硫2),氮氧化物(NO2),一氧化碳(CO)气体和微粒,这非常不利于公共卫生在制造现场。

cocopith存款的问题是一个重大的问题,随着椰子卷行业继续生产,以满足市场需求。cocopith废物必须立即进行的治疗存在的问题可以解决,所以浪费的经济价值可以增加。使用椰子纤维粉作为家具的复合板材料和声学purposes-among他们与聚乙烯混合物(组合板的制造 5),聚酯树脂( 6),和椰子cograin粉与聚苯乙烯泡沫塑料复合材料( 7)是一个活跃的研究课题。此外,cocopith也用于制造biobriquettes 底灰的混合物( 8)作为一个人工种植介质和椰子纤维净 (cocomesh)前矿山土地复垦的( 2)和椰棕生物过滤器( 9]。

由于经济原因或实用性,利用现有方法无法正确地解决这个问题。因此,有必要寻求替代其他利用方法更实用和经济资源的浪费。利用这种浪费应该体现循环经济原则,即经济系统减少的原则的基础上,再利用或回收和恢复材料在生产和分配过程中供以后消费的人( 减少、再利用、再循环和再制造)。此外,解决方案应该提供更好的经济价值浪费和残留和增加效益通过原材料和生产过程的效率,同时保证一个干净的环境和经济繁荣对当前和未来的几代人 10]。

废物处理的myceliated cocopith biocomposite绝缘子产品非常准,是一个环保的过程。这是因为复合形成过程不需要化学物质,但cocopith作为衬底的木材真菌( 灵芝灵芝),这是由真菌的生长条件,这样根(菌丝体)将绑定到每个粒子之间的空腔cocopith,变成固体或新材料。本研究旨在研究材料特性 的cocopith并评估是否mycelium-based biocomposite值得被绝缘体。

绝缘子作为热护圈的功能将有助于生活的各个方面。使用椰子纤维热板外保温在人们的房屋在尼泊尔提供节能由于减少碳排放造成燃烧木材取暖。冬天在Bhuj节能约6% -11%一年相当于964千瓦时( 11]。

的biocomposite可持续建设和发展也作为绝缘体Thermacork。面板由橡树的树皮外层有非常低的热导率和行为效率高。这个biocomposite使用纳米技术的发展来增加水的阻力和防止生物降解 12]。

 2。材料和方法

生产 的myceliated biocomposite作为用以下阶段治疗cocopith浪费。

2.1。原材料

biocomposite制造的原材料是cocopith获得其余磨椰子纤维在Parigi铣地点之一,庞岸达兰。

 2.2。Biocomposite制造过程 2.2.1。Cocopith生物测试

热的潜力cocopith变得清晰时考虑其内容的木质素和纤维素,是植物细胞壁的主要组成成分。cocopith木质素和纤维素含量的测试是使用数据进行Chesson提出的方法( 13]。

 2.2.2。Cocopith化学测试

中包含的化学成分cocopith影响它的热性能。cocopith对元素的化学成分测试的钙、钠、铝、氯、钾和硫是使用原子吸收法( 原子吸收分光光度法)。

 2.2.3。Myceliated Biocomposite制造过程

的过程在MYCL biocomposite完成( Mycotech实验室),万隆。使biocomposite的过程如下:

Cocopith已经干燥(含水量减少50%)与木粉混合,波拉德(麸)15%,3%石灰、5%木薯,然后放入baglogs灵芝蘑菇种子。

每个baglog包含500克cocopith的混合物组成和木粉混合不同程度直到菌丝体生长良好,形成固体。

Baglog设置通过使用高压蒸汽压为0.15 MPa,条件在温度为126°C - 130°C 1小时。

baglog是孵化的温度22°C-23°C维持最佳的环境状态,菌丝体生长的衬底cocopith。

的baglogs长满菌丝体在10th天转移到一个模具,调整的研究需求的大小,直到整个baglogs菌丝体生长。

固体的baglogs然后从模具中删除和干,直到水含量降低10%。压实是通过热压过程,形成固体biocomposite根据预期的大小。

2.3。Biocomposite特性测试

biocomposite生产预计将有良好的机械能力与潜在多功能刨花板,以便它可以扮演一个角色。biocomposite的物理性质测试 最大应力和 拉应力使用抗压测试方法和拉伸试验(使用ASTM-D7264抗弯强度测试方法)在实验室。

 2.4。Biocomposite可行性评估

的可行性biocomposite绝缘体可以通过热导率测试。的cocopith biocomposite变成了导热绝缘材料的参数值biocomposite等造成。是一个使用的测试设备 的抗系统操作参考 ASTM C177-04( 14]。测试是由测量温度和电力来确定热量流动的速度渗透测试对象和测试对象的表面之间的温差。

 3所示。结果与讨论

cocopith和biocomposite cocopith测试提供结果如下。

3.1。Cocopith生物测试

Cocopith生物废弃物生物质木质纤维素的主要内容是纤维素和木质素。纤维素和木质素中发现测试结果表 1。

cocopith木质纤维素成分测试的结果。

材料 作文 含量(%)
Cocopith 纤维素 10.27
木质素 22.70

没有分析。s - 068 / LS-AK.30/2019。

从表 1cocopith、木质素含量(22.70%)大于纤维素(10.27%)。在生物质木质素是最强大的材料,但它很难降解。热塑性塑料的属性,可以在高温下软化(120°C) [ 15]。木质素是一种高效、经济的粘合材料,作为一个兼容的绑定材料制造biocomposite [ 16]。纤维素和木质素的性质可以解释的特点hard-to-decompose cocopith和木质素的热塑特性类似于树脂性能具有良好的保温功能。

 3.2。Cocopith化学测试

化学在cocopith浓度测试结果,分析。s - 006 / LS-AK。29日/2019, are described in Table 2。

化学测试结果与AAS-Unpad cocopith方法。

集中(毫克/公斤)
Ca Na 艾尔 Cl K 年代
719年 6450年 592年 10371年 11000年 24000年

从表 2cocopith成分测试结果的基础上,比较了的组成元素钙、钠、铝、Cl, K和s cocopith 1公斤的测试,有24000毫克的含硫量。硫由cocopith最大的内容,而其他化合物。此外,硫磺可以用作隔热( 17]。这是由于低硫导热系数为0.268 W /可平均温度33°C ( 18]。

硫后cocopith氯含量是最高的。在1公斤cocopith有10371毫克的氯。氯消耗热量的能力在每个单位长度(米)每1开尔文是0.0089瓦,也就是说,只有少量的热量可以由氯化合物。这是甚至更少的热量,可以由氯和硫。基于两元素的热导率、氯和硫会承受的热量从移动到另一边。它可以得出结论,硫和氯隔离好,有潜力,因此,绝缘体。

 3.3。在生产Biocomposite Baglog菌丝体生长结果

cocopith的成分的比例和不同的木粉baglog原因不同真菌的生长。菌丝体的生长在baglogs发生不同的复合cocopith和一块木头。Cocopith和木粉已经成为这个biocomposite的主要原料。此外,还需要使用其他材料,多达15%波拉德(麸),3%石灰,和5%的木薯,援助菌丝体的生长。

菌丝生长在这种基质是一种营养的部分真菌以白色filament-shaped组织的形式。菌丝体作为自然 胶粘剂这样形成的复合材料将是免费的 甲醛和其他添加剂粘合剂。作为粘合剂,菌丝会在一定时期内形成一个强大和致密结构组合,也可以成长为一个强大和灵活的据材料。这个产品的目的是不仅要实现 可降解产品目标实现的目标也利用生物废物到环保消费品生产成本较低。由于这种效率,它有巨大的潜力作为一个可持续未来的生物材料( 19]。

这里有菌丝的生长的观察cocopith的构成和不同的木粒(表 3)。

在baglog菌丝体生长。

不。 材料组成(%) 菌丝体增长(%) 话题作文
Cocopith 木粉
1 77年 0 0
2 70年 7 0
3 65年 12 17.72 一个
4 60 17 36.81 B
5 55 22 76.74 C
6 50 27 87.71 D

从表 3cocopith的成分(50%)和木粉(27%)为baglog菌丝体增长提供了最好的结果。为每个不同成分的物理差异biocomposite cocopith和木粉中解释表 4。

的比例在baglogs菌丝生长比率。

观察期间的照片 总金额(像素) 总不断增长的真菌(像素) 种植真菌比例(%)
组成一个 14000年 2481年 17.72
B组成 16900年 6221年 36.81
C组成 14000年 10743年 76.74
构成D 9660年 8473年 87.71

从表 4构成D, cocopith(50%)和木粉(27%),看来,菌丝生长厚和均匀衬底,可以从模具,导致固体。固体中的含水量应减少到10%的初始状态通过加热在110°C,菌丝体不恢复增长( 20.]。压实终结了 热压机10吨的压力成为biocomposite。

 3.4。Biocomposite特征绝缘子 3.4.1。Biocomposite力学特性

以下数据从测试结果获得了弯曲的电压值( 最大弯曲应力与ASTM-D7264方法在实验室(表) 5):

Biocomposite媒体力量。

不。 标本 厚度(毫米) 宽度(毫米) 区(毫米2) 最大负荷(N) 最大弯曲应力(MPa)
1 Biocomposite 1 6.67 17.93 119.59 29.13 7.67
2 Biocomposite 2 6.71 17.96 120.51 30.78 7.99
3 Biocomposite 3 6.73 18.23 122.69 31.23 7.94

从表 5从500克,biocomposite生产质量baglog cocopith组成的混合物,木粉,和其他材料混合压强度从7.67 MPa - 7.97 MPa的厚度6.67 mm - 6.73 mm,这解释了电压的能力变形粒子板或刨花板的能力能够承受形状的变化。这个压强度值可以通过增加baglogs的数量增加到一个所需的大小。baglogs越多一起放入单个体积大小,密度是biocomposite和biocomposite媒体力量的价值就越大。

的测试结果 抗拉强度ASTM-D7264方法在实验室中解释表 6:

Biocomposite 抗拉强度。

不。 标本 厚度(毫米) 区(毫米2) 最大负荷(N) 扩展(毫米) 抗拉强度(MPa) 延伸率(%)
1 Biocomposite 1 4.35 43.94 5.25 0.11 0.12 0.27
2 Biocomposite 2 4.00 40.00 4.14 0.14 0.1 0.32
3 Biocomposite 3 3.9 37.44 2.15 0.11 0.57 0.27

从表 6,biocomposite抗拉强度 增加伸长0.27% - -0.32%的初始状态时获得的拉伸力刨花板。刨花板的强度取决于同质性的刨花板全都更均质刨花板,空气腔(越少 21]。这个biocomposite的同质性在很大程度上依赖于菌丝体生长的衬底的传播,所以初始过程的形成应该仔细考虑biocomposite尤其是原材料的成分。biocomposite的形成也强烈影响菌丝体含有维生素和矿物质酶15衬底上生长良好th天( 22]。

 3.4.2。Biocomposite可行性评估

Biocomposite导热系数测试使用的测试设备的形式 的抗系统是由指 ASTM C177-04( 11]。导热系数计算如下: (1) λ = 问 l 一个 T h − T c ,

在这里, 一个=标本地区正常热流方向,m2, λ=导热系数或明显的热导率,W /(可), T h=面积加权样本热表面温度、K, T c=面积加权的标本冷表面温度,K, l=试样厚度,m, 问=热流密度(单位面积上的热流率), 问通过区域, 一个W /米2。

在温度Biocomposite导热系数测试结果(13-40°C)的热导率值0.0887241±0.002964 W /可。导热系数值的范围仍在0.01 - -1.00 W /可作为导热系数的推荐值的绝缘子 23]。这导致的身体状况biocomposite严酷,密集的、刚性的。加热后,它不接受变形也不会引起的气味,可以表明没有一个化合物的释放。

 4所示。结论

Cocopith从椰棕铣削残留行业最大数量的化合物,即硫和氯。发挥作用的化合物在持有的热量通过cocopith媒介。这种绝缘特性也强化了木质素含量比纤维素cocopith的兵家必争之地。木质素,热塑性塑料特性,可以被认为是一种树脂,低导热系数,它可以用来隔离保暖内衣裤,通过一定的媒介。

这biocomposite产生cocopith-based材料导热系数值为0.0887241±0.002964 W /可推荐,可以作为biocomposite作为绝缘体。绝缘体的利用热限制可用于各种行业,如食品工业和住宅,电气,机械行业。使用机器的任何设备需要热交换为了使机器正常运转。

像绝缘体的优点cocopith biocomposite这些biocomposite特征可以机械条件根据行业的需要,基于抗拉强度和压力测试(最大弯曲应力),在强大的媒体价值和强大biocomposite拉力成正比的密度值biocomposite本身。相比其他绝缘体,木纹绝缘体的导热系数值是0.05 W /可。聚苯乙烯泡沫塑料(0.3 W /可)和聚氨酯0.025 W /可。Cocopith原材料绝缘体有高含水量(119%)或高水保质期(695%)( 22),这意味着它有能力吸收液体,这样就不容易破坏,长寿命比其他绝缘体。

 数据可用性

的原材料cocopith Parigi从椰子纤维获得铣削,庞岸达兰,印度尼西亚。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 确认

本研究项目是由Padjajaran大学万隆。

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