将椰子菌废料转化为菌丝体生物复合材料制造绝缘体

摘要

椰屑是椰糠加工工业的主要废弃物，至今尚未得到妥善处理。焚烧cocope作为对储存废物的土地可用性问题的回应，对周围环境的污染有影响。减少、再利用、再循环利用和再制造cocopith废物的努力为废物提供了更好的经济价值。本研究采用的方法是定量和定性相结合的方法。采用原子吸收光谱法测定cocopith化学元素的浓度，采用数据法测定木质素和纤维素水平。试验结果表明，化学元素含量最高的是硫和氯;每公斤cocopith的硫含量为24,000毫克，氯含量为10,371毫克。另一方面，木素含量(22.7%)高于纤维素含量(10.27%)。结果表明，硫、氯和木质素的化学含量比纤维素的含量高，使cocopith具有保温性能。基于这种潜力，cocopith被加工成菌丝体为基础的生物复合材料，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/mK范围内，为导热绝缘子的推荐值。

1.介绍

印度尼西亚是世界上最大的椰子生产国，估计每年生产140亿颗椰子[1］．椰子商品成为该国的主要出口商品，因为它给整个国家，尤其是当地社区带来了许多好处。然而，椰子商品加工并不是最大的，因为加工仅仅是为了获得新鲜的椰子或椰子干，椰子油生产的原料。同时，处理的副产品，椰子纤维，仍未得到充分利用，只被视为废物[2］．

每粒椰子含有65%的果仁重量(外壳、果肉和水分)和35%的椰子纤维(果壳)．椰子纤维(果壳)占70%髓(椰丝粉)及30%椰丝(椰壳纤维)每干重基[3.］．基于该比率，如果没有椰子纤维废物处理计划，当然会导致新问题。作为佩斯的网络或经常被称为“软木塞”的鳄鱼是将纤维股相互连接的部分，成为椰子益官加工行业的主要浪费，直到现在仍未适当处理。这种废物在椰子纤维行业附近倾倒，可能会污染环境。

不受控制的和越来越多的鳄鱼垃圾储存将导致生产土地的转变为荒地。来自垃圾填埋场的废水含有鳄鱼的化学元素，其在大百分比干扰垃圾填埋场周围的水栖息地。社区减少这种垃圾填埋场的实际步骤是燃烧当地网站上的材料。然而，燃烧不是正确的解决方案，因为它增加了空气污染问题。如D. D. A. Ravindranath报道[4.]，尽管有潜力成为一种能量值几乎相当于煤炭(3975千卡/千克)的燃料，但不完美的燃烧特性导致向空气中释放大量的温室气体，包括二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO₂）和一氧化碳（CO）气体和颗粒，这对磨机部位周围的公共卫生极为不利。

随着椰子卷业继续生产以满足市场需求，椰子卷的沉积问题是一个主要问题。必须立即对cocopith废弃物进行处理，以解决存在的问题，提高废弃物的经济价值。使用椰子纤维粉作为家具和声学用途的复合板材料，其中包括用聚乙烯混合物制造复合板[5.，聚酯树脂[6.]，椰子椰子粉复合材料与聚苯乙烯泡沫[7.——是迄今为止一个活跃的研究课题。此外，cocopith还被用于生物压片的制造底灰的混合物[8.作为人工种植介质和椰子纤维网(cocomesh)用于填海前采矿土地[2]及用作椰壳生物滤器[9.］．

由于经济或实用性的原因，现有的利用方法并不能很好地解决这一问题。因此，有必要在产生的废物来源方面寻求其他更实用和更经济的利用方法。这种废物的利用应体现循环经济原则，即在生产和分配过程中，以减少、再利用或循环再造和恢复材料供人们日后消费为原则的经济系统(减少、再利用、再循环和再制造)．此外，解决方案应该为废物和残留物提供更好的经济价值，并通过提高原材料和生产过程的效率增加效益，同时为当代人和子孙后代确保清洁的环境和经济繁荣[10］．

菌丝共菌生物复合材料是一种环保型、具有广阔发展前景的材料。这是因为复合材料的形成过程不需要化学物质，但cocopith被用作木耳(灵芝灵芝)，在生长条件下，真菌(菌丝)的根会与copcopith粒子之间的每一个腔体结合，成为固体或新奇的物质。本研究旨在考察材料的特性鳄鱼并评估这种基于菌丝的生物复合材料是否值得作为绝缘体。

绝缘体作为热保持器的功能将有助于寿命的各个方面。在尼泊尔，使用椰子纤维隔热板作为家庭墙壁的绝缘材料，可以减少因在室内燃烧木材取暖而产生的碳排放，从而节约能源。在冬季，Bhuj省电每年约6%-11%，相当于964千瓦时[11］．

Thermacork是为可持续建筑而开发的生物复合材料，同时也具有绝缘体的功能。由橡树外层树皮制成的面板具有非常低的热导率和很高的湿热效率。这种生物复合材料的开发使用纳米技术来增加耐水性和防止生物降解[12］．

2。材料和方法

生产菌丝生物复合材料的用以下步骤处理cocope废料。

2.1。原材料

生物复合材料的生产原料是从Pangandaran Parigi的一个碾磨点从剩余的碾磨椰子纤维中获得的椰粉。

2．2.Biocomposite制造过程

2.2.1。Cocopith生物测试

在考虑其木质素和纤维素的含量时，鳄鱼的热势变得清晰，这是植物细胞壁成分的主要成分。使用Chesson提出的数据方法进行鳄鱼中木质素和纤维素水平的试验[13］．

2.２.２.鳄鱼化学试验

cocopith的化学成分影响其热性能。采用原子吸收光谱法(AAS)对cocopith与钙、钠、铝、氯、钾和硫元素的化学含量进行测定(原子吸收分光光度法)．

2.2.3。菌丝生物复合材料制造工艺

制备生物复合材料的过程在MYCL完成(Mycotech实验室),万隆。生物复合材料的制作过程如下:(一)鳄鱼已经干燥（含水量减少50％）与木粉混合，15％的草原（麸皮），3％石灰，5％Tapioca和Ganoderma蘑菇种子，然后放入Baglogs。(b)每袋含有500克椰果混合物和不同程度的木粉混合，直到菌丝体生长良好并形成固体。(c)Baglog是通过使用加压在0.15 MPa的高压釜设置的，在126°C - 130°C的温度条件下设置1小时。(d)在22°C-23°C的温度下培养袋，以保持菌丝体在该辅佐菌底物上生长的最佳环境状态。(e)袋子上长满了菌丝体^thDay被转移到一个霉菌中，霉菌的大小根据研究需要进行调整，直到菌丝体在整个袋子中生长。(f)然后将固态的袋子从模具中取出并干燥，直到含水量减少10%。压实是通过热压工艺，使固体生物复合材料按预期尺寸形成。

2.3。生物复合特性测试

产生的生物复合材料预计将具有良好的机械能力作为具有潜在多功能的刨花板，以便它可以在行业中发挥作用。测试生物复合材料的物理性质最大应力和拉应力，在实验室中采用压缩试验法和拉伸试验法(弯曲强度试验采用ASTM-D7264法)。

2．4．Biocomposite可行性评估

生物复合材料作为绝缘体的可行性可以通过热导率测试来证明。利用生物复合材料产生的导热系数参数，将复合材料转化为保温材料。所用的测试装置为的抗系统操作参考ASTM C177-04[14］．测试是通过测量温度和电能来确定热流穿透测试对象的速率和测试对象表面之间的温差来进行的。

3.结果与讨论

cocopith和生物复合cocopith试验的结果如下。

３．１．Cocopith生物测试

椰壳是一种生物质木质纤维素，主要成分为纤维素和木质素。纤维素和木质素的测试结果见表1。

从表1，鳄鱼中的木质素含量（22.70％）大于纤维素（10.27％）。木质素是生物质中最强大的材料，但很难降解。它具有热塑性性能，可在高温下软化（120°C）[15］．木质素是一种高效、经济的粘结材料，作为一种相容的粘结材料，用于制造生物复合材料[16］．纤维素和木质素的特性可以解释难以分解的椰泥的特性，以及木质素的热塑性特性，可以类似于具有良好绝缘性能的树脂的性能。

3.2。鳄鱼化学试验

化学浓度测试结果在cocopith，分析号。s - 006 / LS-AK。29./20.19.那are described in Table2。

从表2根据cocopith成分的检测结果，对Ca、Na、Al、Cl、K、s等元素的组成进行了比较。在检测的1kg cocopith中，硫含量为24000 mg。与其他化合物相比，硫是cocopith的最大含量。此外，硫可以作为保温材料[17］．这是由于在33°C的平均温度下，硫的导热系数为0.268 W/mK [18］．

cocopite中氯的含量仅次于硫。每公斤cocopite中含有10371毫克氯。氯在每1开尔文的单位长度(米)中散热的能力是0.0089瓦，这意味着氯化合物只能产生少量的热量。氯和硫产生的热量更少。根据这两种元素的导热系数，氯和硫在移动到另一边时能够承受热量。可以得出结论，硫和氯具有良好的绝缘性能，因此可以作为绝缘体。

3．3．菌丝体在Baglog中的生长结果以生产生物复合材料

栓皮栎和不同木粉的组成百分比对袋内真菌的生长有不同的影响。袋材中菌丝体的生长在椰子树和一块木头的组成上是不同的。Cocopith和木粉已成为该生物复合材料的主要原料。此外，也需要使用其他材料，多达15%的pollard(麸皮)，3%的石灰，5%的木薯粉，以帮助菌丝体的生长。

生长在这种基质上的菌丝是真菌的营养部分，呈白色丝状组织。菌丝体是天然的胶粘剂所以形成的复合材料将没有甲醛等添加剂胶粘剂。菌丝体作为一种结合材料，经过一定的生长时间，会形成一种坚固而致密的结构，形成一种复合材料，也可以长成一种坚固而有弹性的表皮状材料。本产品的目的不仅仅是实现可降解产品同时也要实现将生物废物转化为生产成本低的环保消费品的目标。由于这种效率，它作为未来可持续生物材料的潜力巨大[19］．

这是菌丝生长对椰子树和不同木粒组成的观察(表3.)．

从表3.时，椰草粉(50%)和木粉(27%)的组成对菌丝体生长效果最好。表中解释了copcopith和木粉不同组成的生物复合材料的物理差异4.。

从表4.在混合物D中，菌丝体与copcopith(50%)和木粉(27%)一起，似乎菌丝体在整个基质中生长得厚实而均匀，可以从霉菌中去除，从而形成固体。固体中的含水量应在110°C下加热至初始状态的10%，这样菌丝体就不会再次生长[20.］．压缩结束是用热压机在10吨的压力下变成生物复合材料。

3．4．作为绝缘体的生物复合材料特性

3.4.1。Biocomposite力学特性

对电压值(最大弯曲应力）在实验室中的ASTM-D7264方法（表5.）：

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。这个压紧强度值可以通过增加袋子的数量来增加到一个所需的尺寸。袋装成单一体积尺寸的袋子越多，所产生的生物复合材料的密度就越大，生物复合材料的压力强度也就越大。

测试结果抗拉强度用ASTM-D7264方法在实验室进行实验说明见表6.：

从表6.，生物复合材料拉伸强度增加伸长在刨花板上获得拉伸力时，为初始状态的0.27% ~ 0.32%。刨花板的强度取决于刨花板几何形状的均匀性——刨花板越均匀，空腔越少[21］．这种生物复合材料的同质性在很大程度上依赖于基质中菌丝生长的扩散，所以形成这种生物复合材料的初始过程应该仔细考虑，特别是在使用的原材料的组成方面。生物复合材料的形成也受到含有维生素和矿质酶的菌丝体的强烈影响，这些菌丝体在基质上生长良好^th天(22］．

3.4.2。Biocomposite可行性评估

生物复合材料热导率测试使用的测试装置形式为的抗系统通过参考来操作ASTM C177-04[11］．导热系数计算如下:

在这里,一种 = specimen area normal to heat flux direction, m²那λ = thermal conductivity or apparent thermal conductivity, W/(mK),T._H=试样热表面面积加权温度，K，T._C = area-weighted temperature of the specimen cold surface, K,L.=试样厚度m，和问：=热通量(单位面积的热流率)，问：，通过区域，一种，w / m²。

在温度（13-40℃）的生物复合导热性试验结果具有0.0887241±0.002964W / mk的导热率值。作为绝缘体的导热率值的推荐，导热率值仍在0.01-1.00 W / MK的范围内[23］．这导致这种生物复合材料的身体状况是苛刻的，密集的和不抗滑的。当暴露于热量时，它不会发生变形并且也不会导致气味，这可以表明没有化学化合物的释放。

4.结论

椰粉作为椰糠加工工业的废渣，含有最多的化合物，即硫和氯。这两种化合物都在通过copcopi介质保温中起作用。这一绝缘特性也因木质素含量高于纤维素而增强。木质素具有热塑性特性，可以被认为是一种导热系数低的树脂，可以用来隔离通过特定介质的热量。

该生物复合材料的导热系数为0.0887241±0.002964 W/mK，可推荐为绝缘体生物复合材料。绝缘体作为热约束物的利用可用于各种行业，如食品工业和住房、电气和机械工业。任何使用机器的设备都需要进行热交换以使机器正常工作。

cocopith生物复合材料作为绝缘体的优点是，这些生物复合材料的特性可以根据工业的需要进行机械调节，基于抗拉强度和压力测试(最大弯曲应力)，其中较强的压值和较强的生物复合材料拉力与生物复合材料本身的密度值成正比。与其他绝缘子相比，木纹绝缘子的导热系数为0.05 W/mK。泡沫塑料(0.3 W/mK)和聚氨酯为0.025 W/mK。Cocopith原材料绝缘体含水量高(119%)或水货架寿命高(695%)[22]这意味着它具有吸收液体的能力，使其不容易被破坏并且具有比其他绝缘体更长的寿命。

数据可用性

鳄鱼的原料是从印度尼西亚Pangandaran的Pangiigi的椰子纤维中获得。

的利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

致谢

该研究项目由万隆Padjajaran大学资助。

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