Processing-Structure-Property Relationships in Solid-State Shear Pulverization: Parametric Study of specific energy

Solid-state shear pulverization (SSSP) is a unique processing technique for mechanochemical modification of polymers, compatibilization of polymer blends, and exfoliation and dispersion of fillers in polymer nanocomposites. A systematic parametric study of the SSSP technique is conducted to elucidate the detailed mechanism of the process and establish the basis for a range of current and future operation scenarios. Using neat, single component polypropylene (PP) as the model material, we varied machine type, screw design, and feed rate to achieve a range of shear and compression applied to the material, which can be quantified through specific energy input (Ep). As a universal processing variable, Ep reflects the level of chain scission occurring in the material, which correlates well to the extent of the physical property changes of the processed PP. Additionally, we compared the operating cost estimates of SSSP and conventional twin screw extrusion to determine the practical viability of SSSP.

Experimental investigation on extruded snack products from rice and Mung bean : optimization of parameters

Experiments were undertaken to study effect of initial conditions on the expansion ratio of two grains in a laboratory scale, single speed, single screw extruder at Naresuan University, Thailand. Jasmine rice and Mung bean were used as the material. Three different initial moisture contents were adjusted for the grains and classified them into three groups according to particle sizes. Mesh sizes used are 12 and 14. Expansion ratio was measured at a constant barrel temperature of 190oC. Response surface methodology was used to obtain optimum conditions between moisture content and particle size of the materials concerned.

Multi-GNSS precise point positioning with raw single-frequency and dual-frequency measurement models

The emergence of multiple satellite navigation systems, including BDS, Galileo, modernized GPS, and GLONASS, brings great opportunities and challenges for precise point positioning (PPP). We study the contributions of various GNSS combinations to PPP performance based on undifferenced or raw observations, in which the signal delays and ionospheric delays must be considered. A priori ionospheric knowledge, such as regional or global corrections, strengthens the estimation of ionospheric delay parameters. The undifferenced models are generally more suitable for single-, dual-, or multi-frequency data processing for single or combined GNSS constellations. Another advantage over ionospheric-free PPP models is that undifferenced models avoid noise amplification by linear combinations. Extensive performance evaluations are conducted with multi-GNSS data sets collected from 105 MGEX stations in July 2014. Dual-frequency PPP results from each single constellation show that the convergence time of undifferenced PPP solution is usually shorter than that of ionospheric-free PPP solutions, while the positioning accuracy of undifferenced PPP shows more improvement for the GLONASS system. In addition, the GLONASS undifferenced PPP results demonstrate performance advantages in high latitude areas, while this impact is less obvious in the GPS/GLONASS combined configuration. The results have also indicated that the BDS GEO satellites have negative impacts on the undifferenced PPP performance given the current “poor” orbit and clock knowledge of GEO satellites. More generally, the multi-GNSS undifferenced PPP results have shown improvements in the convergence time by more than 60 % in both the single- and dual-frequency PPP results, while the positioning accuracy after convergence indicates no significant improvements for the dual-frequency PPP solutions, but an improvement of about 25 % on average for the single-frequency PPP solutions.

ON THE PHASE-STRUCTURE OF BLENDS OF POLYCARBONATE WITH POLY(ACRYLONITRILE-BUTADIENE-STYRENE)

Polycarbonate (PC) and poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) (ABS) was co-extruded at different weight ratios by a single screw extruder. In order to obtain a finer blend, two times extrusion was carried out. In this case, a ''network'' structure with two-continuous phases was observed for the blends with two compositions of PC/ABS, being 80/20 and 70/30. It is found that the blends with these two compositions just have maximum values on the curves of notched Izod impact strength, flexural modulus and flexural strength vs. composition, respectively. This was never observed in previous publications.

并联结构六维力传感器性能分析与优化设计

基于螺旋理论和空间模型理论绘制了Stewart平台型六维力传感器的性能图谱,总结了结构参数对传感器各性能指标的影响规律;在此基础上对大型Stewart平台六维力传感器的结构进行了非线性单目标、多目标优化设计,为具有普通球形铰链大型Stewart平台六维力传感器的设计和优化提供了依据。

Desevolvimento de nanocompósitos de poli(metacrilato de metila)/argila processados por mistura no estado fundido

Poly(methyl methacrylate)/clay nanocomposites were prepared by melt mixing using a montmorillonite-rich clay (MMT). The clay in natura was treated with acrylic acid to facilitate the dispersion in the polymer matrix. A masterbatch of PMMA/clay was prepared and combined with the pure PMMA and then subjected to extrusion process using singlescrew and twin-screw extruders followed by injection. Nanocomposites were processed with clay contents of 1, 3, 5 and 8 wt.%. The effect of shear processing on the morphology of the nanocomposites was evaluated by XRD, SEM and TEM. Thermal and mechanical properties of the nanocomposites were investigated through TGA, DSC, HDT, VICAT, tensile and impact tests, to evaluate the effect of the addition of clay to the PMMA matrix. Flammability tests were also conducted to investigate the effect of the addition of clay on the flame retardation properties. SEM images of the nanocomposites indicated the presence of clay agglomerates, which resulted in the reduction of properties such as thermal stability, mechanical strength and impact resistance, and increased the rate of burning for materials processed by both extrusion routes

Changes in physical properties of extruded sour cassava starch and quinoa flour blend snacks

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Produção de biscoitos extrusados de polvilho azedo com fibras: efeito de parâmetros operacionais sobre as propriedades físicas

Neste trabalho buscou-se avaliar o efeito de parâmetros operacionais do processo de extrusão no desenvolvimento de biscoitos de polvilho com fibras, utilizando como matérias-primas o polvilho azedo e o farelo de mandioca. O processamento foi realizado em um extrusor mono-rosca, sendo considerados parâmetros variáveis: temperatura na 3ª zona de extrusão, umidade e porcentagem de fibras na mistura. Para analisar o efeito combinado das variáveis independentes nas características tecnológicas dos extrusados, utilizou-se o delineamento 'central composto rotacional' para três fatores. Os resultados obtidos mostraram efeitos significativos da umidade e porcentagem de fibras sobre o volume específico, sendo que a temperatura afetou os índices de solubilidade e absorção de água dos produtos extrusados. Condições de baixa temperatura (65 °C), baixa umidade (12%) e baixo teor de fibras (<4%), nas condições de processo utilizadas, produzem biscoitos com boas características tecnológicas.

Efeito dos parâmetros de extrusão sobre as propriedades funcionais de extrusados da farinha de batata-doce

Farinha de batata-doce (Ipomoea batatas) foi extrusada em equipamento de rosca simples, mantendo-se fixas as temperaturas na 1ª e 2ª zonas de extrusão (20ºC e 60ºC, respectivamente). O efeito das variáveis umidade da farinha (15, 18 e 21%), temperatura na 3ª zona (100, 120 e 140ºC) e rotação da rosca (180, 210 e 240 rpm) sobre as características dos extrusados foi investigado utilizando-se metodologia de superfície de resposta. O teor de umidade e a temperatura de extrusão influenciaram significativamente a expansão dos extrusados. O índice de expansão apresentou valores crescentes com a temperatura sob baixos teores de umidade. A dureza dos extrusados e também o índice de absorção de água e o índice de solubilidade em água das farinhas extrusadas não mostraram modelo de regressão significativo com as condições de processo. Quanto à cor das farinhas, o componente L* (luminosidade) apresentou valores crescentes e o parâmetro a*, valores decrescentes com a elevação do teor de umidade até 20-21%. O parâmetro b* e a diferença de cor entre farinhas extrusadas e não extrusadas mostraram valores decrescentes com o aumento da umidade.

Efeito de parâmetros de extrusão na cor E propriedades de pasta da farinha de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza)

Processou-se neste trabalho a farinha de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza Bancr.) em uma linha de extrusão (mono rosca) variando as condições operacionais: umidade da farinha (11-19%), temperatura de extrusão (86-154ºC) e taxa de rotação da rosca (136-272rpm). Os parâmetros de cor analisados foram luminosidade (L*) e os componentes de cromaticidade a* e b*. Os parâmetros de propriedade de pasta analisados foram viscosidade inicial, pico de viscosidade, quebra de viscosidade, tendência a retrogradação e viscosidade final. Os resultados obtidos mostraram que a umidade da matéria-prima interferiu nos componentes de cor das farinhas com efeito significativo sobre a luminosidade e croma a*, e a temperatura interferiu no croma b* . Quanto ao efeito dos parâmetros de processo sobre as propriedades de pasta, a umidade interferiu nas viscosidades inicial e final dos produtos, pico e quebra de viscosidade, enquanto a temperatura de extrusão e a rotação da rosca tiveram influência sobre a tendência a retrogradação e viscosidade final dos produtos.

Efeito da extrusão termoplástica na retenção de aroma e na estrutura de extrusados de grits de milho aromatizado

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE

Caracterização de produtos extrusados de misturas de farinha de soja, fécula e farelo de mandioca

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Farinha de folhas e amido de mandioca como matérias-primas para misturas e massa alimentícia extrusadas

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Processamento e caracterização de snack extrudado a partir de farinhas de quirera de arroz e de bandinha de feijão

Este trabalho teve por objetivo desenvolver nova formulação de snack por extrusão termoplástica a partir de mistura de farinhas de quirera de arroz e de bandinha de feijão, bem como avaliar o potencial nutricional, tecnológico e sensorial do novo produto. A farinha de bandinha de feijão carioca foi incorporada à farinha de quirera de arroz na proporção de 30%. O snack foi produzido em extrusora monorrosca, escala piloto. Os parâmetros de extrusão foram fixos, utilizando-se três zonas de extrusão com temperaturas de 40, 60 e 85 °C; velocidade do parafuso de 177 rpm; taxa de alimentação de 292 g.min-1, e matriz circular de 3,85 mm de diâmetro. A amostra de snack foi submetida a caracterizações fisicoquímica, tecnológica e sensorial. Observou-se efeito significativo da farinha de bandinha de feijão no aumento dos teores proteico e de fibras no snack obtido, quando comparada à farinha de quirera de arroz. Em relação às características tecnológicas do produto, obteve-se 0,17 g.cm-3 para densidade aparente, 7,75 para o índice de expansão e 435, g.f para a dureza instrumental. A formulação estudada foi aceita sensorialmente, com índice de aceitação para impressão global de 76%. Conclui-se que é possível produzir snacks por extrusão a partir da incorporação de 30% de farinha de bandinha de feijão à farinha de quirera de arroz, resultando em produto aceito sensorialmente e com adequado valor nutricional.

Estudo da aromatização pré-extrusão e das condições de extrusão sobre as características físicas e retenção de aroma em proteína isolada de soja

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE