Hielscher Ultrasonics
Ще се радваме да обсъдим вашия процес.
Обадете ни се: +49 3328 437-420
Изпратете ни поща: info@hielscher.com

Ултразвуково насърчавано ензимно рециклиране на пластмаса

Полиетилен терефталат (PET) е огромен източник на отпадъци, идващ предимно от използвани бутилки за вода и напитки. Доскоро рециклирането на PET водеше до нискокачествени пластмаси. Нов мутантен ензим обещава разграждането на PET до девствена суровина, която може да се използва за нови висококачествени пластмаси. Ултразвуково насърчаваните ензими показват по-висока ефективност, ускорявайки ензимното рециклиране на пластмаси и увеличавайки капацитета на процеса.

Ултразвук за ензимно рециклиране на пластмаса

Използваните пластмасови бутилки произвеждат големи количества пластмасови отпадъци. Ултразвуково-ензимната обработка е ефективен метод за рециклиране на пластмаса.Високоинтензивната, нискочестотна ултразвукова диагностика е добре известна със своите ефекти върху ензимните реакции. Сонацията може да се използва както за активиране, така и за инактивиране на ензими. Контролираната ултразвук при ниски до средни амплитуди активира ензимите и насърчава преноса на маса между ензимите и субстрата, което води до повишена каталитична активност на ензимите.
Сонацията променя характеристиките на ензима, като по този начин насърчава ензимната активност. Ултразвуковата предварителна обработка на субстрата ускорява ензимните реакции.
Ултразвуковото смесване насърчава преноса на маса между ензимите и пластмасовия субстрат, така че ензимът може да проникне и да разгради стопилката на силно кристалния PET. Като енергийно ефективна и лесна за работа технология, ултразвукът помага за рециклирането на PET рентабилно и екологично.

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Ултразвуковото лечение, известно като ултразвук, може да насърчи ензимни реакции, например ензимно разграждане на пластмаса за приложения за рециклиране

Система Sonicator за интензификация на ензимните реакции

Ултразвукова дисперсия на ензим и субстрат

Ултразвуково генерираните срязвания и микротурбуленции са добре известни с високата си ефективност, когато става въпрос за диспергиращи приложения. Ултразвуково индуцираната дисперсия на ензимни агрегати, както и на субстратни агломерати, подобрява ензимната каталитична активност, тъй като разграждането на молекулярни агрегати и агломерати увеличава активната повърхност между ензимите и субстрата за реакция.

Ултразвуково насърчаван ензим кутиназа

Соникацията показва добри резултати в активирането на ензима utinase Thc_Cut1 по отношение на неговата PET хидролизна активност. Ултразвуково подобреното ензимно разграждане на PET води до 6,6-кратно увеличение на освободените продукти на разграждане в сравнение с нетретирания PET. Увеличаването на кристалния процент (28%) в PET праха и филмите води до по-ниски добиви на хидролиза, което може да бъде свързано с понижената повърхностна наличност. (срв. Nikolaivits et al. 2018)

Ултразвукови ефекти върху ензимните реакции:

  • подобрява ензимната активност
  • ускорява ензимните реакции
  • води до по-пълни реакции

Относно ензимното рециклиране на пластмаса

Хидролизният ензим листно-клонен компост кутиназа (LLC) се среща в природата и разрязва връзките между двата градивни елемента на полиетилен терефталат (PET), терефталат и етилен гликол. Въпреки това, цялостната ефективност на ензима и неговата чувствителност към топлина са ограничаващи реакциите фактори, които значително намаляват ефективността на процеса. Ензимът компост от кутиназа на листната клонка започва да се разгражда при 65°C, докато процесите на разграждане на PET изискват температури от 72°C или по-високи, температурата, при която PET започва да се топи. Разтопеният PET е важен процесен фактор, тъй като стопилката предлага по-голяма повърхност, върху която ензимът може да работи.
Изследователите са преработили естествено срещащия се ензим компост кутиназа от листни клони и са променили аминокиселините в местата му на свързване. Това води до мутантен ензим, който показва повишена активност 10 000 пъти при разрушаване на PET връзките (в сравнение с естествения ензим LLC) и значително подобрена топлинна стабилност. Това означава, че новият мутантен ензим не се разгражда при 72°C, температурата, при която PET започва да се топи.
Ултразвуковото диспергиране и повърхностното активиране насърчават ензимно задвижваната каталитична реакция. Специфични параметри на ултразвука като ултразвукова амплитуда, време, температура и налягане могат да бъдат точно настроени към типа ензим, за да се увеличи неговата каталитична активност. Параметрите на ултразвуковата обработка и тяхното въздействие върху ензимите зависят от конкретния тип ензим, неговия аминокиселинен състав и конформационната структура. По този начин всеки тип ензим има оптимални технологични условия, при които се постига оптимална ензимна активация.

Предимства на ултразвука

  • Повишен пренос на маса
  • Увеличена е константата на скоростта
  • Повишена каталитична ефективност
  • Прецизно контролируем, за да отговори на сладкото място на ензимите
  • Безрисково тестване
  • Линейно мащабируем
  • Рентабилни
  • Безопасен и лесен за работа
  • ниска поддръжка
  • Бърза възвръщаемост на инвестициите
  • екологично чист
Разбъркан ултразвуков резервоар за партидна обработка

Резервоар с 8kW ултразвукови апарати (4x UIP2000hdT) и бъркалка

Високопроизводителни ултразвукови процесори за ензимни реакции

Hielscher Ultrasonics има дългогодишен опит в проектирането, производството и разпространението на високоефективни ултразвукови апарати за енергийни приложения в лабораториите и индустрията. Нашите знания и опит в сложната ултразвукова обработка са част от предложението, което предоставяме на нашите клиенти.
Ние насочваме нашите клиенти от първата консултация за тестване на осъществимостта и оптимизация на процеса до окончателното инсталиране и експлоатация на вашата ултразвукова система.
Нашите прецизно управляеми ултразвукови устройства позволяват да се влияе на ензимната активност, кинетиката, термодинамичните свойства, както и температурата на обработка.
Нашето портфолио от мощни и надеждни ултразвукови процесори покрива пълната гама от компактни ръчни лабораторни устройства до настолни и напълно индустриални процесори. От 200 вата нагоре, всички ултразвукови устройства са оборудвани с цифров сензорен дисплей, интелигентен софтуер, дистанционно управление на браузъра и автоматично протоколиране на данни на вградена SD-карта. Индивидуално регулируемият режим на ултразвуков цикъл (импулсен режим) позволява да се задава и контролира ензимното излагане (време и периоди на почивка) на ултразвуковото лечение. Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания и в взискателни среди.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:

Обем на партидата Дебит Препоръчителни устройства
1 до 500 мл 10 до 200 мл/мин UP100H
10 до 2000 мл 20 до 400 мл/мин UP200Ht, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4 л/мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л/мин UIP4000hdT
Н.А. 10 до 100 л/мин UIP16000
Н.А. Голям Клъстер от UIP16000

Свържете се с нас! / Попитайте ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, за да поискате допълнителна информация за ултразвуковите процесори, приложенията и цената. Ще се радваме да обсъдим Вашия процес с Вас и да Ви предложим ултразвукова система, отговаряща на Вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори за дисперсия, емулгиране и клетъчна екстракция.

Високомощни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да летец и промишлен мащаб.



Литература / Препратки


Факти, които си струва да знаете

Акустични кавитационни сили

Нискочестотен ултразвук с висока интензивност (прибл. 20 – 50kHz) причинява акустична / ултразвукова кавитация, която произвежда физични, механични и химични ефекти. Ефектите от акустичната кавитация могат да се наблюдават като образуване, растеж и последващ насилствен срив на малки вакуумни мехурчета, които възникват поради колебания на налягането на ултразвуковите вълни, свързани в течност. По време на имплозията на кавитационни мехурчета се появяват така наречените горещи точки, които са ограничени до малко пространство и кратка продължителност. Тези локално срещащи се горещи точки се характеризират с интензивно нагряване от най-малко 5000 K, налягане до 1200 бара и високи температурни и настъпващи разлики в налягането, възникващи в рамките на милисекунди. Капчиците и частиците на течността се ускоряват в течни струи със скорост до 208 m/s.

Ултразвуковата/акустичната кавитация създава силно интензивни сили, които активират повърхността на ензимите и насърчават преноса на маса между ензимите и субстрата (Щракнете за уголемяване!)

Ултразвуковата обработка на ензимите се основава на акустична кавитация и нейните хидродинамични сили на срязване

Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Let's get in contact.