Ултразвуково насърчавано ензимно рециклиране на пластмаса

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

Ултразвукза ензимно рециклиране на пластмаса

Високоинтензивна, нискочестотна ултразвукова е добре известна с ефектите си върху ензимни реакции. Sonication може да се използва както за активиране, така и за инактивиране на ензими. Контролираната ултразвук при ниски до средни амплитуди активира ензимите и стимулира масовия трансфер между ензимите и субстрата, което води до повишена каталитична активност на ензимите.
Sonication променя характеристиките на ензимите, като по този начин насърчава ензимната активност. Ултразвуковият субстрат предварително лечение ускорява ензимни реакции.
Ултразвуковото смесване насърчава масовия трансфер между ензимите и пластмасовата субстрат, така че ензимът да може да проникне и да разгражда стопилката на силно кристален PET. Като енергийно ефективна и лесна за работа технология, sonication помага за рециклиране на PET икономически ефективно и екологично чист.

Ултразвукова дисперсия на ензим и субстрат

Ултразвуково генерирани срязване и микротурбуленции са добре известни с високата си ефективност, когато става въпрос за разпръскване на приложения. Ултразвуково индуцираната дисперсия на ензимни агрегати, както и на субстрат агломерати подобрява ензимнаката, тъй като разграждането на молекулните агрегати и агломерати увеличава активната повърхност на повърхността между ензимите и субстрата за реакция.

Ултразвуково повишен ензим cutinase

Sonication показа добри резултати в активирането на ензима Thc_Cut1 utinase по отношение на неговата PET хидролиза. Ултразвуково засилено ензимно разграждане на PET доведе до 6,6-кратно увеличение на освободените продукти на разграждане в сравнение с нетретирания РЕТ. Увеличение на нивото на кристалите (28%) при PET прах и фолиа води до по-ниски добиви на хидролиза, които могат да бъдат свързани с понижената наличност на повърхността. (вж. Николайци и т.н.) 2018 г.)

За ензимното рециклиране на пластмаси

Хидролизираният ензим енцефалит на листата компост cutinase (LLC) се среща в природата и разрязва връзките между двата градивни блока на полиетилен терефталат (PET), терефталат и етилен гликол. Въпреки това, цялостната ефективност на ензима и неговата топлинна чувствителност са фактори, ограничаващи реакцията, които значително намаляват ефективността на процеса. Ензимът на листо-разклонения на компост cutinase започва да се разгражда при 65 °C, докато процесите на разграждане при PET изискват температури от 72°C или по-високи, температурата, при която РЕТ започва да се топи. Разтопен PET е важен фактор на процеса, тъй като стопилката предлага по-висока площ, където ензимът може да работи.
Reasearchers са препроектирани естествено листа таратонаензима компост на компост и промени аминокиселини в своите свързващи места. Това води до мутантен ензим, който показва повишена активност с 10,000 пъти в счупване на PET връзки (в сравнение с native LLC ензим) и значително подобрена топлинна стабилност. Това означава, че новият мутантен ензим не се разпада при 72°C, температурата, при която РЕТ започва да се топи.
Ултразвуковото разпръскване и активирането на повърхността стимулира ензимно задвижванаката реакция. Специфични параметри на ултразвуккато ултразвукова амплитуда, време, температура и налягане могат да бъдат точно настроени към ензимния тип, за да се увеличи неговата каталитична активност. Ултразвуковите параметри на обработката и техните ефекти върху ензимите зависят от специфичния ензимен тип, неговия състав на аминокиселините и структурата на конформацията. По този начин всеки ензимен тип има оптимални условия на процес, при които се постига оптимално активиране на ензима.

Високоефективни ултразвукови процесори за ензимни реакции

Hielscher Ultrasonics е дългогодишен опит в проектирането, производството и разпространението на високопроизводителни ultrasonicators за енергийни приложения в лаборатория и индустрия. Нашите знания и опит в сложна тава е част от предлагането, което предлагаме на нашите клиенти.
Ние насочваме нашите клиенти от първата консултация за тестване на осъществимостта и оптимизация на процесите до окончателното инсталиране и работа на вашата ултразвукова система.
Нашите прецизно контролирани ултразвукови устройства позволяват да се повлияе на ензимната активност, кинетиката, термодинамичните свойства, както и температурата на обработка.
Нашето портфолио от мощни и надеждни ултразвукови процесори покрива пълната гама от компактна таблизаторна лабораторна апаратура 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 протоколно протоколно предаване на данни на интегрирана SD-карта. Индивидуално регулируемият режим на ултразвуков цикъл (режим пулсации) позволява да се настрои и контролира експозицията на ензима (време и почивка) на ултразвукова обработка. Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки условия и в трудни среди.
Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators: