Entwicklung einer Technologie zur Vakuumpresstrocknung von Naturfaserformteilen

Für die Herstellung von Bindemittel- und Kunststofffreien Naturfaserformteilen stehen die Prozesse Faserguss und Pressspan zu Verfügung. Beide sind durch klare Nachteile geprägt. Außerdem besteht zur Herstellung von Naturfaserformteilen eine Entwicklungslücke. Ua. diese bedingt, dass Naturfaserformteile wenig angewendet werden. Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren der Vakuumpresstrocknung ermöglicht es auf eine neuartige Weise Naturfaserformteile herzustellen. Neben der Entwicklung selbst, werden Vergleiche zu herkömmlichen Herstellungsmethoden gezogen, die Prozessparameter untersucht, Trocknungsspezifiken diskutiert und ein Umweltwirkungsvergleich durchgeführt. Als Demonstrationsobjekt wird ein Freischwinger Panton Chair als Faservariante hergestellt.:Abkürzungsverzeichnis vii 1 Einleitung 1 1.1 Werkstoff des 19. Jahrhunderts 1 1.2 Motivation und Zielsetzung 3 1.3 Struktur der Arbeit 4 2 Stand der Technik 7 2.1 Nachhaltiges Wirtschaften und Werkstoffe 7 2.1.1 Ziele und Strategie der Bioökonomie 7 2.1.2 Vergleich der Naturfaserstoffe zu Kunststoffen 9 2.2 Materialien und Methoden zur Herstellung von Formteilen 13 2.2.1 Rohstoffe für Faserformteile 13 2.2.2 Urformender Fasergussprozess und dessen Trocknung 15 2.2.3 Presstrocknung sogenannter Pressspanerzeugnisse 19 2.2.4 Weiterentwicklung der Faserformverfahren 21 2.3 Trocknung relevanter Naturstoffe 24 2.3.1 Begriffe Feuchte, Wassergehalt und Trockengehalt 24 2.3.2 Trocknungsarten 24 2.3.3 Trocknung hygroskopischer kapillarporöser Stoffe 26 2.4 Zusammenfassung des Standes der Technik 29 3 Entwicklung der Vakuumpresstrocknung 31 3.1 Ideenentwicklung 31 3.1.1 Verfahrensanforderungen 31 3.1.2 Technischer Widerspruch 33 3.1.3 Lösungsprinzip Vakuum 35 3.2 Umsetzung der Vakuumpresstrocknung 37 3.2.1 Technische Veränderungen 37 3.2.2 Aufbau und technische Materialien 38 3.2.3 Ablauf der Vakuumpresstrocknung 40 4 Untersuchung der Vakuumpresstrocknung 43 4.1 Test der Funktion 43 4.1.1 Referenz Rapid-Köthen-Prozess 43 4.1.2 Materialien und Methoden des Funktionstests 43 4.1.3 Ergebnisse des Rapid-Köthen-Vergleiches 46 4.2 Priorisierung der Einflussgrößen 50 4.2.1 Einflussgrößen der Vakuumpresstrocknung 50 4.2.2 Material und Methode der Einflussgrößenuntersuchung 51 4.2.3 Ergebnisse der Priorisierung 53 4.3 Berechnung der Trocknungszeit 56 4.3.1 Material und Methode der Trocknungszeitberechnung 56 4.3.2 Versuchsdurchführung zur Bestimmung der Trocknungszeit 57 4.3.3 Ergebnisse der Trocknungszeitbestimmung 58 4.3.4 Beurteilung der Güte des Regressionsmodells 60 4.4 Charakteristik der Vakuumpresstrocknung 61 4.4.1 Grundprinzip der Reduzierung des Systemdruckes 61 4.4.2 Phasen der Vakuumpresstrocknung 62 4.4.3 Trocknungsgeschwindigkeit 66 4.4.4 Wärme- und Stofftransport der Vakuumpresstrocknung 69 4.5 Zusammenfassung der Verfahrensuntersuchungen 75 5 Materialspezifische Effekte bei der Vakuumpresstrocknung 77 5.1 Verwendete Fasermaterialien 77 5.2 Verarbeitungs- und Untersuchungsmethoden der Fasermaterialien 79 5.2.1 Untersuchung der chemischen Zusammensetzung 79 5.2.2 Morphologische Untersuchungen 80 5.2.3 Untersuchung der Entwässerungseigenschaften 80 5.2.4 Herstellung und Untersuchung von Blättern und -Platten 81 5.3 Ergebnisse der Fasermaterialvariation 84 5.3.1 Faser- und Faserstoffeigenschaften 84 5.3.2 Eigenschaften der Materialproben 89 5.3.3 Beeinflussung der Trocknung durch Materialart und -formation 96 5.4 Zusammenfassung der Fasermaterialvariation 102 6 Anwendung der Vakuumpresstrocknung 105 6.1 Auswahl des Objektes 105 6.2 Herstellung des Panton Chair als Demonstrator 105 6.3 Trocknungstemperatur in Theorie und Praxis 108 7 Ökonomische Einordnung der Vakuumpresstrocknung 111 7.1 Ziel und Durchführung der Untersuchung 111 7.2 Kostenvergleich 113 7.2.1 Vergleich zur Pressspan-Bandagentrocknung 113 7.2.2 Vergleich zu 3D Druck und Spritzguss 115 7.2.3 Maßnahmen der Kostensenkung 117 8 Umweltwirkung des Demonstrators 121 8.1 Ziel und Untersuchungsrahmen 121 8.1.1 Zielstellung 121 8.1.2 Untersuchungsrahmen 122 8.2 Sachbilanz und Wirkungsabschätzung 125 8.2.1 Verarbeitung Kunststoff 125 8.2.2 Recycling 127 8.3 Zusammenfassung der Umweltwirkung 132 9 Zusammenfassung 133 Literaturverzeichnis 137 Abbildungsverzeichnis 147 Tabellenverzeichnis 151 Anhang 15

Fatty acid composition of meat and genetic mapping of quantitative trait loci in 3 generations of Japanese quail populations

The present study was carried out to evaluate the effect of different lines and generations of adult males and females of Japanese quail (Coturnix japonica) on total lipid, fatty acid (FA) composition and cholesterol content of breast muscle, as well as the identification of quantitative trait loci (QTLs) controlling the above mentioned meat quality traits. Forty-four quails (generation F0), 22 Pharaoh (F-33) meat-type males and 22 Standard (S-22) laying-type females, were crossed to produce the F1 hybrids generation. F2 generation was created by mating one F1 male with one F1 female, full siblings. The birds, randomly chosen from F0 (22 males and 22 females), F1 (22 males and 22 females) and F2 (84 males and 152 females), were raised to 20 weeks of age in collective cages. After slaughter the carcasses were dissected and the breast muscle was removed for the chemical analysis. Genomic DNA was extracted from the whole blood and 30 microsatellite markers located on two quail chromosomes were genotyped. S-22 quails exhibited higher amounts of total saturated fatty acids (SFA) and polyunsaturated fatty acids (PUFA), while F-33 quails had a greater content of total monounsaturated fatty acids (MUFA). F-33 quails supplied meat with lower atherogenic and thrombogenic indexes. A partial effect of sex on the FA composition of quail meat was found in the F1 generation; while in the F2 generation a sex-effect was more evident. F2 females exhibited a higher PUFA content and PUFA/SFA ratio, and a lower muscle cholesterol content compared to F2 males. In conclusion, total lipid, FA composition and cholesterol content were affected by first- and second-generation crosses. For the cholesterol content a QTL showing additive effect has been detected on CJA02 at 85 cM; no QTLs were found for total SFA, MUFA and PUFA. To current knowledge, this is the first study of a QTL associated with muscle cholesterol in quails

Porównanie warunków meteorologicznych na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu w sezonie letnim 2005 r.

W artykule przedstawiono porównanie warunków meteorologicznych w sezonie letnim 2005 r. na podstawie danych zebranych w trakcie trwania polskich wypraw polarnych do Hornsundu, Calypsobyen, doliny Ebby i Kaffiöyry. Dodatkowo, aby szczegółowiej poznać ich zróżnicowanie na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu skorzystano z dostępnych danych dla 2 norweskich stacji: Ny Ålesund i Svalbard Lufthavn. Ze względu na różny czas pracy polskich ekspedycji polarnych do porównania warunków meteorologicznych wybrano wspólny okres 21.07–31.08. Stwierdzono, iż zróżnicowanie przestrzenne większości badanych elementów meteorologicznych na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu latem 2005 r. było znaczące. Na kształtowanie warunków meteorologicznych na badanym obszarze, a więc i na ich zróżnicowanie przestrzenne, w pełni sezonu letniego większy wpływ wywiera stopień kontynentalizmu klimatu niż szerokość geograficzna. Jednak wraz ze zbliżaniem się końca lata polarnego rola wspomnianych czynników się odwraca

Vergence eye movements in bipolar disorder

Aim. With respect to bipolar disorder (BD), previous research have demonstrated saccadic eye movements abnormalities, manifested mainly as an increase in reaction time (latency) in both prosaccadic and antisaccadic task. So far, there were no studies related to vergence eye movements in subjects with BD. Our primary aim was to evaluate vergence tracking performance in this clinical group.  Methods. 30 patients with BD in remission and 23 healthy controls were enrolled. Subjects underwent optometric examination where near point of convergence was measured by the use of Wolff Wand. Instrumented convergence measurements were performed using infrared eye tracker and dedicated vergence stimuli generator. Results. BD patients presented significantly higher average error between eyes’ convergence and convergence required to fixate the target and higher number of saccadic intrusions compared with healthy controls group. Principal component analysis performed on oculometric parameters revealed differences between BD patients and healthy controls. Significant correlations between the vergence disturbances and saccadic intrusions were found. Conclusions. BD patients showed the alterations of the vergence eye movements similar to the disturbances of eye movements in the fronto-parallel plane. While the abnormalities of vergence eye movements in some mental disorders have been reported, we have for the first time objectively measured this phenomenon in BD

Entwicklung einer Technologie zur Vakuumpresstrocknung von Naturfaserformteilen

Für die Herstellung von Bindemittel- und Kunststofffreien Naturfaserformteilen stehen die Prozesse Faserguss und Pressspan zu Verfügung. Beide sind durch klare Nachteile geprägt. Außerdem besteht zur Herstellung von Naturfaserformteilen eine Entwicklungslücke. Ua. diese bedingt, dass Naturfaserformteile wenig angewendet werden. Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren der Vakuumpresstrocknung ermöglicht es auf eine neuartige Weise Naturfaserformteile herzustellen. Neben der Entwicklung selbst, werden Vergleiche zu herkömmlichen Herstellungsmethoden gezogen, die Prozessparameter untersucht, Trocknungsspezifiken diskutiert und ein Umweltwirkungsvergleich durchgeführt. Als Demonstrationsobjekt wird ein Freischwinger Panton Chair als Faservariante hergestellt.:Abkürzungsverzeichnis vii 1 Einleitung 1 1.1 Werkstoff des 19. Jahrhunderts 1 1.2 Motivation und Zielsetzung 3 1.3 Struktur der Arbeit 4 2 Stand der Technik 7 2.1 Nachhaltiges Wirtschaften und Werkstoffe 7 2.1.1 Ziele und Strategie der Bioökonomie 7 2.1.2 Vergleich der Naturfaserstoffe zu Kunststoffen 9 2.2 Materialien und Methoden zur Herstellung von Formteilen 13 2.2.1 Rohstoffe für Faserformteile 13 2.2.2 Urformender Fasergussprozess und dessen Trocknung 15 2.2.3 Presstrocknung sogenannter Pressspanerzeugnisse 19 2.2.4 Weiterentwicklung der Faserformverfahren 21 2.3 Trocknung relevanter Naturstoffe 24 2.3.1 Begriffe Feuchte, Wassergehalt und Trockengehalt 24 2.3.2 Trocknungsarten 24 2.3.3 Trocknung hygroskopischer kapillarporöser Stoffe 26 2.4 Zusammenfassung des Standes der Technik 29 3 Entwicklung der Vakuumpresstrocknung 31 3.1 Ideenentwicklung 31 3.1.1 Verfahrensanforderungen 31 3.1.2 Technischer Widerspruch 33 3.1.3 Lösungsprinzip Vakuum 35 3.2 Umsetzung der Vakuumpresstrocknung 37 3.2.1 Technische Veränderungen 37 3.2.2 Aufbau und technische Materialien 38 3.2.3 Ablauf der Vakuumpresstrocknung 40 4 Untersuchung der Vakuumpresstrocknung 43 4.1 Test der Funktion 43 4.1.1 Referenz Rapid-Köthen-Prozess 43 4.1.2 Materialien und Methoden des Funktionstests 43 4.1.3 Ergebnisse des Rapid-Köthen-Vergleiches 46 4.2 Priorisierung der Einflussgrößen 50 4.2.1 Einflussgrößen der Vakuumpresstrocknung 50 4.2.2 Material und Methode der Einflussgrößenuntersuchung 51 4.2.3 Ergebnisse der Priorisierung 53 4.3 Berechnung der Trocknungszeit 56 4.3.1 Material und Methode der Trocknungszeitberechnung 56 4.3.2 Versuchsdurchführung zur Bestimmung der Trocknungszeit 57 4.3.3 Ergebnisse der Trocknungszeitbestimmung 58 4.3.4 Beurteilung der Güte des Regressionsmodells 60 4.4 Charakteristik der Vakuumpresstrocknung 61 4.4.1 Grundprinzip der Reduzierung des Systemdruckes 61 4.4.2 Phasen der Vakuumpresstrocknung 62 4.4.3 Trocknungsgeschwindigkeit 66 4.4.4 Wärme- und Stofftransport der Vakuumpresstrocknung 69 4.5 Zusammenfassung der Verfahrensuntersuchungen 75 5 Materialspezifische Effekte bei der Vakuumpresstrocknung 77 5.1 Verwendete Fasermaterialien 77 5.2 Verarbeitungs- und Untersuchungsmethoden der Fasermaterialien 79 5.2.1 Untersuchung der chemischen Zusammensetzung 79 5.2.2 Morphologische Untersuchungen 80 5.2.3 Untersuchung der Entwässerungseigenschaften 80 5.2.4 Herstellung und Untersuchung von Blättern und -Platten 81 5.3 Ergebnisse der Fasermaterialvariation 84 5.3.1 Faser- und Faserstoffeigenschaften 84 5.3.2 Eigenschaften der Materialproben 89 5.3.3 Beeinflussung der Trocknung durch Materialart und -formation 96 5.4 Zusammenfassung der Fasermaterialvariation 102 6 Anwendung der Vakuumpresstrocknung 105 6.1 Auswahl des Objektes 105 6.2 Herstellung des Panton Chair als Demonstrator 105 6.3 Trocknungstemperatur in Theorie und Praxis 108 7 Ökonomische Einordnung der Vakuumpresstrocknung 111 7.1 Ziel und Durchführung der Untersuchung 111 7.2 Kostenvergleich 113 7.2.1 Vergleich zur Pressspan-Bandagentrocknung 113 7.2.2 Vergleich zu 3D Druck und Spritzguss 115 7.2.3 Maßnahmen der Kostensenkung 117 8 Umweltwirkung des Demonstrators 121 8.1 Ziel und Untersuchungsrahmen 121 8.1.1 Zielstellung 121 8.1.2 Untersuchungsrahmen 122 8.2 Sachbilanz und Wirkungsabschätzung 125 8.2.1 Verarbeitung Kunststoff 125 8.2.2 Recycling 127 8.3 Zusammenfassung der Umweltwirkung 132 9 Zusammenfassung 133 Literaturverzeichnis 137 Abbildungsverzeichnis 147 Tabellenverzeichnis 151 Anhang 15

Entwicklung einer Technologie zur Vakuumpresstrocknung von Naturfaserformteilen

Für die Herstellung von Bindemittel- und Kunststofffreien Naturfaserformteilen stehen die Prozesse Faserguss und Pressspan zu Verfügung. Beide sind durch klare Nachteile geprägt. Außerdem besteht zur Herstellung von Naturfaserformteilen eine Entwicklungslücke. Ua. diese bedingt, dass Naturfaserformteile wenig angewendet werden. Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren der Vakuumpresstrocknung ermöglicht es auf eine neuartige Weise Naturfaserformteile herzustellen. Neben der Entwicklung selbst, werden Vergleiche zu herkömmlichen Herstellungsmethoden gezogen, die Prozessparameter untersucht, Trocknungsspezifiken diskutiert und ein Umweltwirkungsvergleich durchgeführt. Als Demonstrationsobjekt wird ein Freischwinger Panton Chair als Faservariante hergestellt.:Abkürzungsverzeichnis vii 1 Einleitung 1 1.1 Werkstoff des 19. Jahrhunderts 1 1.2 Motivation und Zielsetzung 3 1.3 Struktur der Arbeit 4 2 Stand der Technik 7 2.1 Nachhaltiges Wirtschaften und Werkstoffe 7 2.1.1 Ziele und Strategie der Bioökonomie 7 2.1.2 Vergleich der Naturfaserstoffe zu Kunststoffen 9 2.2 Materialien und Methoden zur Herstellung von Formteilen 13 2.2.1 Rohstoffe für Faserformteile 13 2.2.2 Urformender Fasergussprozess und dessen Trocknung 15 2.2.3 Presstrocknung sogenannter Pressspanerzeugnisse 19 2.2.4 Weiterentwicklung der Faserformverfahren 21 2.3 Trocknung relevanter Naturstoffe 24 2.3.1 Begriffe Feuchte, Wassergehalt und Trockengehalt 24 2.3.2 Trocknungsarten 24 2.3.3 Trocknung hygroskopischer kapillarporöser Stoffe 26 2.4 Zusammenfassung des Standes der Technik 29 3 Entwicklung der Vakuumpresstrocknung 31 3.1 Ideenentwicklung 31 3.1.1 Verfahrensanforderungen 31 3.1.2 Technischer Widerspruch 33 3.1.3 Lösungsprinzip Vakuum 35 3.2 Umsetzung der Vakuumpresstrocknung 37 3.2.1 Technische Veränderungen 37 3.2.2 Aufbau und technische Materialien 38 3.2.3 Ablauf der Vakuumpresstrocknung 40 4 Untersuchung der Vakuumpresstrocknung 43 4.1 Test der Funktion 43 4.1.1 Referenz Rapid-Köthen-Prozess 43 4.1.2 Materialien und Methoden des Funktionstests 43 4.1.3 Ergebnisse des Rapid-Köthen-Vergleiches 46 4.2 Priorisierung der Einflussgrößen 50 4.2.1 Einflussgrößen der Vakuumpresstrocknung 50 4.2.2 Material und Methode der Einflussgrößenuntersuchung 51 4.2.3 Ergebnisse der Priorisierung 53 4.3 Berechnung der Trocknungszeit 56 4.3.1 Material und Methode der Trocknungszeitberechnung 56 4.3.2 Versuchsdurchführung zur Bestimmung der Trocknungszeit 57 4.3.3 Ergebnisse der Trocknungszeitbestimmung 58 4.3.4 Beurteilung der Güte des Regressionsmodells 60 4.4 Charakteristik der Vakuumpresstrocknung 61 4.4.1 Grundprinzip der Reduzierung des Systemdruckes 61 4.4.2 Phasen der Vakuumpresstrocknung 62 4.4.3 Trocknungsgeschwindigkeit 66 4.4.4 Wärme- und Stofftransport der Vakuumpresstrocknung 69 4.5 Zusammenfassung der Verfahrensuntersuchungen 75 5 Materialspezifische Effekte bei der Vakuumpresstrocknung 77 5.1 Verwendete Fasermaterialien 77 5.2 Verarbeitungs- und Untersuchungsmethoden der Fasermaterialien 79 5.2.1 Untersuchung der chemischen Zusammensetzung 79 5.2.2 Morphologische Untersuchungen 80 5.2.3 Untersuchung der Entwässerungseigenschaften 80 5.2.4 Herstellung und Untersuchung von Blättern und -Platten 81 5.3 Ergebnisse der Fasermaterialvariation 84 5.3.1 Faser- und Faserstoffeigenschaften 84 5.3.2 Eigenschaften der Materialproben 89 5.3.3 Beeinflussung der Trocknung durch Materialart und -formation 96 5.4 Zusammenfassung der Fasermaterialvariation 102 6 Anwendung der Vakuumpresstrocknung 105 6.1 Auswahl des Objektes 105 6.2 Herstellung des Panton Chair als Demonstrator 105 6.3 Trocknungstemperatur in Theorie und Praxis 108 7 Ökonomische Einordnung der Vakuumpresstrocknung 111 7.1 Ziel und Durchführung der Untersuchung 111 7.2 Kostenvergleich 113 7.2.1 Vergleich zur Pressspan-Bandagentrocknung 113 7.2.2 Vergleich zu 3D Druck und Spritzguss 115 7.2.3 Maßnahmen der Kostensenkung 117 8 Umweltwirkung des Demonstrators 121 8.1 Ziel und Untersuchungsrahmen 121 8.1.1 Zielstellung 121 8.1.2 Untersuchungsrahmen 122 8.2 Sachbilanz und Wirkungsabschätzung 125 8.2.1 Verarbeitung Kunststoff 125 8.2.2 Recycling 127 8.3 Zusammenfassung der Umweltwirkung 132 9 Zusammenfassung 133 Literaturverzeichnis 137 Abbildungsverzeichnis 147 Tabellenverzeichnis 151 Anhang 15

Not Only Delicious: Papaya Bast Fibres in Biocomposites

Previous studies have shown favourable properties for papaya bast fibres, with a Young's modulus of up to 10 GPa and a tensile strength of up to 100 MPa. Because the fibres remain as residues on papaya plantations across the tropics in large quantities, their use in the making of green composites would seem to be worthy of consideration. This study aims to show that such composites can have very suitable mechanical properties, comparable to or even better than the common wood plastic composites (WPCs), and as such, represent a promising raw material for composites and a low-cost alternative to wood

Not Only Delicious: Papaya Bast Fibres in Biocomposites

Previous studies have shown favourable properties for papaya bast fibres, with a Young's modulus of up to 10 GPa and a tensile strength of up to 100 MPa. Because the fibres remain as residues on papaya plantations across the tropics in large quantities, their use in the making of green composites would seem to be worthy of consideration. This study aims to show that such composites can have very suitable mechanical properties, comparable to or even better than the common wood plastic composites (WPCs), and as such, represent a promising raw material for composites and a low-cost alternative to wood

The effect of blade slots on flow behaviour in a fan impeller

The use of blade slots is one of the passive methods of controlling flow in a fan impeller. Numerical CFD analyses indicate a possibility of controlling the point of flow separation in the inter-blade space depending on various configurations of the aperture arrangement. Bench studies confirm the possibility of changing the increase of total pressure and internal efficiency. Additionally, the changes affect the noise level during fan operation