Published October 31, 2022 | Version v1
Publication Open

Fabrication of biodegradable chicken feathers into ecofriendly-functionalized biomaterials: characterization and bio-assessment study

Creators

  • 1. City of Scientific Research and Technological Applications
  • 2. National Research Centre
  • 3. British University in Egypt

Description

Abstract This study aims to investigate novel applications for chicken feather waste hydrolysate through a green, sustainable process. Accordingly, an enzymatically degraded chicken feather (EDCFs) product was used as a dual carbon and nitrogen source in the production medium of bacterial cellulose (BC). The yield maximization was attained through applying experimental designs where the optimal level of each significant variable was recorded and the yield rose 2 times. The produced BC was successfully characterized by FT-IR, XRD and SEM. On the other hand, sludge from EDCFs was used as a paper coating agent. The mechanical features of the coated papers were evaluated by bulk densities, maximum load, breaking length, tensile index, Young's modulus, work to break and coating layer. The results showed a decrease in tensile index and an increase in elongation at break. These indicate more flexibility of the coated paper. The coated paper exhibits higher resistance to water vapor permeability and remarkable oil resistance compared to the uncoated one. Furthermore, the effectiveness of sludge residue in removing heavy metals was evaluated, and the sorption capacities were ordered as Cu ++ > Fe ++ > Cr ++ > Co ++ with high affinity (3.29 mg/g) toward Cu ++ and low (0.42 mg/g) towards Co ++ in the tested metal solution.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في التطبيقات الجديدة للتحلل المائي لنفايات ريش الدجاج من خلال عملية خضراء ومستدامة. وفقًا لذلك، تم استخدام منتج ريش الدجاج المتحلل إنزيميًا (EDCFs) كمصدر ثنائي للكربون والنيتروجين في وسط إنتاج السليلوز البكتيري (BC). تم تحقيق تعظيم العائد من خلال تطبيق التصاميم التجريبية حيث تم تسجيل المستوى الأمثل لكل متغير مهم وارتفع العائد مرتين. تميزت BC المنتجة بنجاح بـ FT - IR و XRD و SEM. من ناحية أخرى، تم استخدام الحمأة من EDCFs كعامل طلاء للورق. تم تقييم السمات الميكانيكية للأوراق المطلية بالكثافات السائبة، والحمل الأقصى، وطول الكسر، ومؤشر الشد، ومعامل يونغ، والعمل على الكسر وطبقة الطلاء. أظهرت النتائج انخفاضًا في مؤشر الشد وزيادة في الاستطالة عند الكسر. تشير هذه إلى مرونة أكبر للورق المطلي. يُظهر الورق المطلي مقاومة أعلى لنفاذية بخار الماء ومقاومة زيت ملحوظة مقارنة بالورق غير المطلي. علاوة على ذلك، تم تقييم فعالية بقايا الحمأة في إزالة المعادن الثقيلة، وتم ترتيب قدرات الامتصاص في صورة Cu ++> Fe ++> Cr ++> Co ++ بألفة عالية (3.29 مجم/جم) نحو Cu ++ ومنخفضة (0.42 مجم/جم) نحو Co ++ في المحلول المعدني الذي تم اختباره.

Translated Description (French)

Résumé Cette étude vise à étudier de nouvelles applications pour l'hydrolysat de déchets de plumes de poulet grâce à un processus vert et durable. En conséquence, un produit de plumes de poulet dégradées par voie enzymatique (EDCF) a été utilisé comme source double de carbone et d'azote dans le milieu de production de cellulose bactérienne (BC). La maximisation du rendement a été atteinte en appliquant des plans expérimentaux où le niveau optimal de chaque variable significative a été enregistré et le rendement a été multiplié par 2. Le BC produit a été caractérisé avec succès par FT-IR, XRD et SEM. D'autre part, les boues provenant des EDCF ont été utilisées comme agent de revêtement du papier. Les caractéristiques mécaniques des papiers couchés ont été évaluées par les densités apparentes, la charge maximale, la longueur de rupture, l'indice de traction, le module de Young, le travail à la rupture et la couche de revêtement. Les résultats ont montré une diminution de l'indice de traction et une augmentation de l'allongement à la rupture. Ceux-ci indiquent plus de flexibilité du papier couché. Le papier couché présente une plus grande résistance à la perméabilité à la vapeur d'eau et une résistance à l'huile remarquable par rapport au papier non couché. En outre, l'efficacité des résidus de boues dans l'élimination des métaux lourds a été évaluée, et les capacités de sorption ont été ordonnées comme Cu ++ > Fe ++ > Cr ++ > Co + + avec une forte affinité (3,29 mg/g) vers Cu ++ et faible (0,42 mg/g) vers Co ++ dans la solution métallique testée.

Translated Description (Spanish)

Resumen Este estudio tiene como objetivo investigar nuevas aplicaciones para el hidrolizado de desechos de plumas de pollo a través de un proceso verde y sostenible. En consecuencia, se utilizó un producto de pluma de pollo degradada enzimáticamente (EDCF) como fuente dual de carbono y nitrógeno en el medio de producción de celulosa bacteriana (BC). La maximización del rendimiento se logró mediante la aplicación de diseños experimentales donde se registró el nivel óptimo de cada variable significativa y el rendimiento aumentó 2 veces. El BC producido se caracterizó con éxito por FT-IR, XRD y SEM. Por otro lado, los lodos de los EDCF se utilizaron como agente de recubrimiento de papel. Las características mecánicas de los papeles recubiertos se evaluaron por densidades aparentes, carga máxima, longitud de rotura, índice de tracción, módulo de Young, trabajo de rotura y capa de recubrimiento. Los resultados mostraron una disminución en el índice de tracción y un aumento en el alargamiento a la rotura. Estos indican una mayor flexibilidad del papel estucado. El papel recubierto presenta una mayor resistencia a la permeabilidad al vapor de agua y una notable resistencia al aceite en comparación con el no recubierto. Además, se evaluó la efectividad del residuo de lodo en la eliminación de metales pesados y se ordenaron las capacidades de sorción como Cu ++ > Fe ++ > Cr ++ > Co ++ con alta afinidad (3.29 mg/g) hacia Cu ++ y baja (0.42 mg/g) hacia Co ++ en la solución de metal probada.

Files

s41598-022-23057-4.pdf.pdf

Files (3.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:19df0e0de6b7a40a6d93930fae0d1ad1
3.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تصنيع ريش الدجاج القابل للتحلل الحيوي في مواد حيوية صديقة للبيئة: دراسة التوصيف والتقييم الحيوي
Translated title (French)
Fabrication de plumes de poulet biodégradables en biomatériaux fonctionnalisés respectueux de l'environnement : étude de caractérisation et de bioévaluation
Translated title (Spanish)
Fabricación de plumas de pollo biodegradables en biomateriales funcionalizados ecoamigables: estudio de caracterización y bioevaluación

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4307894746
DOI
10.1038/s41598-022-23057-4

Is supplement to
https://openalex.org/W4248839768 (Other)
https://openalex.org/W3043133313 (Other)
https://openalex.org/W2748952813 (Other)
https://openalex.org/W2576188444 (Other)
https://openalex.org/W2377972770 (Other)
https://openalex.org/W2358052181 (Other)
https://openalex.org/W2327117200 (Other)
https://openalex.org/W2127656351 (Other)
https://openalex.org/W2103598808 (Other)
https://openalex.org/W2052058434 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1656833255
  • https://openalex.org/W186569776
  • https://openalex.org/W1964256321
  • https://openalex.org/W1965258535
  • https://openalex.org/W1966396501
  • https://openalex.org/W1981518291
  • https://openalex.org/W2003223120
  • https://openalex.org/W2012102151
  • https://openalex.org/W2013129766
  • https://openalex.org/W2022961257
  • https://openalex.org/W2030956456
  • https://openalex.org/W2041768492
  • https://openalex.org/W2050517846
  • https://openalex.org/W2056017825
  • https://openalex.org/W2070181320
  • https://openalex.org/W2074823443
  • https://openalex.org/W2075478309
  • https://openalex.org/W2113869794
  • https://openalex.org/W2148907971
  • https://openalex.org/W2161302006
  • https://openalex.org/W2265786590
  • https://openalex.org/W2270843288
  • https://openalex.org/W2302119403
  • https://openalex.org/W2326214111
  • https://openalex.org/W2331074888
  • https://openalex.org/W2444415343
  • https://openalex.org/W2534053970
  • https://openalex.org/W2592458273
  • https://openalex.org/W2738007738
  • https://openalex.org/W2772927737
  • https://openalex.org/W2788732680
  • https://openalex.org/W2790288572
  • https://openalex.org/W2810743844
  • https://openalex.org/W2895981217
  • https://openalex.org/W2904530195
  • https://openalex.org/W2944677020
  • https://openalex.org/W2995195180
  • https://openalex.org/W2995245512
  • https://openalex.org/W3004135465
  • https://openalex.org/W3014911483
  • https://openalex.org/W3020985161
  • https://openalex.org/W3027509270
  • https://openalex.org/W3030231399
  • https://openalex.org/W3088134510
  • https://openalex.org/W3091506380
  • https://openalex.org/W3094833687
  • https://openalex.org/W3096243186
  • https://openalex.org/W3108391875
  • https://openalex.org/W3125707537
  • https://openalex.org/W3126954987
  • https://openalex.org/W3149254605
  • https://openalex.org/W3152719213
  • https://openalex.org/W3153197005
  • https://openalex.org/W3157413163
  • https://openalex.org/W3163261018
  • https://openalex.org/W3163981980
  • https://openalex.org/W3182991463
  • https://openalex.org/W3202384963
  • https://openalex.org/W3208419788
  • https://openalex.org/W3215634758
  • https://openalex.org/W332227912
  • https://openalex.org/W4224996035
  • https://openalex.org/W4285727071
  • https://openalex.org/W4294285997