Manufacturing and Characterization of an Agromaterial Based on A Raffinate Obtained from Twin-Screw Extrusion of Neem (Azadirachta indica) Seeds

Djibril Diedhiou^{1, 2,} , Mamadou Faye^{3, 4}, Moussa Bagha Diedhiou³, Laure Candy⁴, Virginie Buthod-Cuam⁴, Oumar Sock³ and Luc Rigal⁴

¹UFR Sciences Fondamentales et de l’Ingénieur, Université du Sine Saloum El Hadji Ibrahima Niass (USSEIN) - BP 55 Kaolack

²Laboratoire Eau, Énergie, Environnement et Procédés Industriels (LE3PI), ESP, UCAD, BP 5085 Dakar-Fann;Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle (LCA), ENSIACET, INP de Toulouse, 4 Allée Émile Monso - BP 44362 -31030 Toulouse Cedex 4

³Laboratoire Eau, Énergie, Environnement et Procédés Industriels (LE3PI), ESP, UCAD, BP 5085 Dakar-Fann

⁴Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle (LCA), ENSIACET, INP de Toulouse, 4 Allée Émile Monso - BP 44362 -31030 Toulouse Cedex 4

Cite this paper:
Djibril Diedhiou, Mamadou Faye, Moussa Bagha Diedhiou, Laure Candy, Virginie Buthod-Cuam, Oumar Sock and Luc Rigal. Manufacturing and Characterization of an Agromaterial Based on A Raffinate Obtained from Twin-Screw Extrusion of Neem (Azadirachta indica) Seeds. American Journal of Materials Science and Engineering. 2026; 14(1):24-33. doi: 10.12691/ajmse-14-1-4

Abstract

The raffinate obtained after fractionating neem seeds in a Clextral BC 21 twin-screw extruder is used as a base for manufacturing an agromaterial by thermo-pressing. Its composition and characteristics have been determined in order to assess its suitability for providing a coherent material. The manufacturing conditions for this agricultural material have been studied using a design of experiments (Doehlert matrix) in order to optimize the parameters in the temperature range between 180 and 200°C and the pressure range between 60 and 300 kg/cm². Increasing the duration of hot pressing increases the rigidity and densification of the material. Thermogravimetric analysis of the agromaterial shows that its constituents are not degraded by temperature during shaping. Dynamic mechanical analysis (DMA) of the material highlighted the rigidity of the agromaterial obtained (elastic modulus between 1500 and 2300 MPa). However, the flexural strength results (nearly 0.5 MPa) reveal that these materials are fragile. The comparison of water adsorption isotherms shows that the thermo-pressed agromaterial is less hygroscopic than the raffinate and can be stored at up to 90% relative humidity without risk of degradation by microorganisms. The azadirachtin content of the material (between 10.58 mg/kg DM and 13.14 mg/kg DM) could give it the advantage of providing protection against insect attacks.

Keywords:
manufacturing agromaterial raffinate twin-screw extrusion neem seeds thermo-pressing

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