مطالعه سینتیک تخریب حرارتی دینامیکی بیوپلاستیک حاصل از آمیخته ژلاتین پای مرغ و آرد کامل سیب‌زمینی

در این مطالعه، سینتیک تخریب حرارتی دینامیکی بیوپلاستیک تهیه شده از آمیخته ژلاتین پای مرغ آرد کامل سیب‌زمینی و نمونه شاهد که متشکل از آرد کامل سیب‌زمینی بود، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. ژلاتین استفاده شده در این مطالعه از نوع مرغی بود که با استفاده از روش‌های شیمیایی از پای مرغ استخراج شد. در این پژوهش دو مدل ایزوکانورژنال انتگرالی شامل مدل فلین وال اوزاوا (fwo) و کیسینجر آکاهیرا سانوز (kas) در نظر گرفته شد که با استفاده از هر کدام از این مدل‌ها، پارامتر‌های سینتیک تخریب حرارتی شامل انرژی فعال‌سازی و ضریب بسامد برای نمونه‌های بیوپلاستیک محاسبه گردید. نتایج نشان داد که بیشینه‌ی انرژی فعال‌سازی محاسبه شده برای بیوپلاستیک آمیخته (gc) به روش fwo در نسبت تبدیل 0.9 و برابر kj/mol162 و پس از آن در نسبت تبدیل 0.5 و برابر kj/mol150 است، در حالی که بیشینه انرژی فعال‌سازی بیوپلاستیک شاهد (p) در نسبت تبدیل 0.6 و برابر kj/mol217 مشاهده شد. مقادیر بدست آمده برای ضریب بسامد نیز نشان داد این پارامتر بین 1/min1014×1.27 تا 1/min104×1.25 برای بیوپلاستیک آمیخته و برای بیوپلاستیک شاهد بین 1/min1014×1.94 تا 1/min104×1.82 بسته به تغییرات نسبت تبدیل و نرخ‌های مختلف گرمادهی، تغییر می‌کند.

Studying the Dynamic Thermal Decomposition Kinetics of Whole Potato Flour and Chicken Feet Gelatin Blending based Bioplastic

Introduction: One of the new methods for improving the mechanical properties of bioplastics is the production of blending based bioplastics. Recent studies show that proteins, in combination with starch, form a strong network of hydrogen bonds and intermolecular interactions that resulted stable 3D materials. The big problem in the commercialization of blending based bioplastics is the lack of industrial machinery for the continuous production of bioplastics with the direct use of biopolymers. Industrial production of bioplastics is accompanied by increasing heat along with applying the pressure. It is necessary to know the kinetics of thermal degradation of bioplastics to study thermal behavior at different temperatures in order to design bioplastics processing devices and molding machines, software modeling of processes, mass and energy equilibrium, and optimizing energy consumption in the production process along with improving the thermal properties of the bioplastics.; Materials and methods: In this study, the dynamics thermal decomposition of bioplastics prepared from a mixture of potato whole flourgelatin and glycerol with a control sample consisting of potato whole flour and glycerol was investigated and compared. The gelatin was extracted from chicken feet using chemical methods. In this research, two isoconversional models including FlynnWallOzawa (FWO) and KissingerAkahiraSunose (KAS) models were considered. Using each of these models, thermal decomposition kinetic parameters were calculated for bioplastic samples.; Result and discussion: The results showed that the maximum activation energy of the mixed bioplastics determined 162 and 150 kJ/mol by FWO method at the conversion ratio of 0.9 and 0.5 respectively, while it was 217 kJ/mol at the ratio of 0.6 for control bioplastics. The amounts of kinetic parameters calculated in this study, were able to determine the thermal behavior at different temperatures and the thermal decomposition process. Also, it can help to redesign and optimize the methods of molding and shaping of potatogelatin based bioplastics by the use of existing machinery in the industry.