Το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET) είναι μια τεράστια πηγή αποβλήτων που προέρχεται κυρίως από χρησιμοποιημένα μπουκάλια νερού και ποτών. Μέχρι πρόσφατα, η ανακύκλωση pet είχε ως αποτέλεσμα χαμηλής ποιότητας πλαστικά. Ένα νέο μεταλλαγμένο ένζυμο υπόσχεται την αποδόμηση του PET σε παρθένα πρώτη ύλη, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για νέα πλαστικά υψηλής ποιότητας. Τα υπερηχητικά προωθημένα ένζυμα παρουσιάζουν υψηλότερη απόδοση, επιταχύνοντας την ενζυματική ανακύκλωση των πλαστικών και αυξάνοντας τις ικανότητες διαδικασίας.

Ultrasonication για ενζυματική πλαστική ανακύκλωση

Υψηλής έντασης, χαμηλής συχνότητας υπερήχων είναι γνωστή για τις επιπτώσεις της στις ενζυματικές αντιδράσεις. Υπερήχηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τα δύο, την ενεργοποίηση και την αδρανοποίηση των ενζύμων. Η ελεγχόμενη υπερήχηση σε χαμηλά έως μεσαία επίπεδα ενεργοποιεί ένζυμα και προωθεί τη μεταφορά μάζας μεταξύ ενζύμων και υποστρωμάτων, η οποία έχει ως αποτέλεσμα αυξημένη καταλυτική δραστηριότητα ενζύμων.
Η υπερήχηση αλλάζει τα ενζυμικά χαρακτηριστικά προωθώντας έτσι την ενζυμική δραστηριότητα. Υπερήχων υπόστρωμα προεπεξεργασία επιταχύνει ενζυματικές αντιδράσεις.
Η υπερηχητική μίξη προώθησε τη μεταφορά μάζας μεταξύ των ενζύμων και του πλαστικού υποστρώματος, έτσι ώστε το ένζυμο μπορεί να διαπεράσει και να υποβαθμίσει το λειωμένο μέταλλο του ιδιαίτερα κρυσταλλικού PET. Ως ενεργειακά αποδοτική και εύκολη στη λειτουργία τεχνολογία, η Υπερήχηση βοηθά στην ανακύκλωση της PET οικονομικά αποδοτικά και φιλικά προς το περιβάλλον.

Υπερήχων διασπορά του ενζύμου και του υποστρώματος

Ultrasonically δημιουργούνται διάτμηση και μικρο-αναταράξεις είναι γνωστή για την υψηλή αποτελεσματικότητά τους, όταν πρόκειται για διασπορά εφαρμογές. Η υπερηχητικά προκληθείσα διασπορά των ενζυμικών αδρανών υλικών καθώς και των συσσωματώματα υποστρωμάτων βελτιώνει την ενζυματική καταλυτική δραστηριότητα, καθώς η διάσπαση των μοριακών αδρανών υλικών και των συσσωματώσεων αυξάνει την ενεργό επιφάνεια μεταξύ ενζύμων και υποστρωμάτων για αντίδραση.

Υπερηχητικά προωθείται ένζυμο cutinase

Υπερήχηση έχει δείξει καλά αποτελέσματα στην ενεργοποίηση του ενζύμου ουτινάση Thc_Cut1 σε ό, τι αφορά τη δραστικότητα της υδρόλύξεως PET. Η υπερηχητικά ενισχυμένη ενζυματική αποικοδόμηση του PET είχε ως αποτέλεσμα 6,6 φορές αύξηση των προϊόντων αποικοδόμησης που απελευθερώνονται σε σύγκριση με το μη επεξεργασμένο PET. Αύξηση του κρυσταλλικού ποσοστού (28%) σε σκόνη PET και οι μεμβράνες είχαν ως αποτέλεσμα χαμηλότερες αποδόσεις υδρόλυσης, οι οποίες θα μπορούσαν να σχετίζονται με τη χαμηλωμένη επιφανειότητα. (πρβλ. Nikolaivits et al. 2018)

Σχετικά με την ενζυματική ανακύκλωση πλαστικών

Η ενζυμική ενυδατουσία του λιπασματοδότη με υδρόλυση (LLC) εμφανίζεται στη φύση και κόβει τους δεσμούς μεταξύ των δύο δομικών στοιχείων τερεφθαλικού πολυαιθυλενίου (PET), τερεφθαλικού και αιθυλενογλυκόλης. Ωστόσο, η συνολική αποτελεσματικότητα του ενζύμου και η ευαισθησία θερμότητας είναι παράγοντες περιορισμού της αντίδρασης, οι οποίοι μειώνουν σημαντικά την αποδοτικότητα της διαδικασίας. Το ένζυμο κομπόστ σε φύλλα-κλάδων αρχίζει να υποβαθμίζεται στους 65°C, ενώ οι διεργασίες αποικοδόμησης pet απαιτούν θερμοκρασίες 72°C ή υψηλότερες, η θερμοκρασία στην οποία το PET αρχίζει να λιώνει. Λιωμένο PET είναι σημαντικός παράγοντας διαδικασία, δεδομένου ότι το λιώσιμο προσφέρει μια υψηλότερη επιφάνεια όπου το ένζυμο μπορεί να λειτουργήσει.
Reasearchers έχουν ανακατασκευαστεί το φυσικό φύλλο-υποκατάστημα λιπάσματος μακινάση ένζυμο και άλλαξε αμινοξέα σε δεσμευτικές τοποθεσίες του. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ένα μεταλλαγτικό ένζυμο που δείχνει αυξημένη δραστηριότητα κατά 10.000 φορές στο σπάσιμο των δεσμών PET (σε σύγκριση με το εγγενές ένζυμο LLC) και μια σημαντικά βελτιωμένη σταθερότητα θερμότητας. Αυτό σημαίνει ότι το νέο μεταλλαγικό ένζυμο δεν διασπάται στους 72°C, η θερμοκρασία στην οποία το PET αρχίζει να λιώνει.
Υπερήχων διασπορά ς και ενεργοποίησης της επιφάνειας προωθεί ενζυματικά οδηγείται καταλυτική αντίδραση. Ειδικές παράμετροι υπερήχησης, όπως το εύρος υπερήχων, ο χρόνος, η θερμοκρασία και η πίεση μπορούν να συντονιστούν ακριβώς στον τύπο του ενζύμου για να αυξήσουν την καταλυτική του δραστηριότητα. Οι παράμετροι επεξεργασίας υπερήχων και οι επιδράσεις τους στα ένζυμα εξαρτώνται από τον συγκεκριμένο τύπο ενζύμου, τη σύνθεση του αμινοξέος και τη δομή της διάπλασης. Με αυτόν τον τρόπο, κάθε ενζυμικό τύπος έχει τις βέλτιστες συνθήκες διαδικασίας κάτω από τις οποίες επιτυγχάνεται η βέλτιστη ενζυμική ενεργοποίηση.

Υψηλής απόδοσης υπερήχων επεξεργαστές για ενζυματικές αντιδράσεις

Hielscher Ultrasonics είναι εδώ και πολύ καιρό εμπειρία στο σχεδιασμό, την κατασκευή και τη διανομή υψηλής απόδοσης υπερήχων για εφαρμογές ισχύος στο εργαστήριο και τη βιομηχανία. Η γνώση και η εμπειρία μας στην εξελιγμένη επεξεργασία υπερήχων είναι μέρος της προσφοράς που παρέχουμε στους πελάτες μας.
Καθοδηγούμε τους πελάτες μας από την πρώτη διαβούλευση σχετικά με τις δοκιμές σκοπιμότητας και τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας για την τελική εγκατάσταση και λειτουργία του υπερηχητικού συστήματός σας.
Οι ακριβώς ελεγχόμενες συσκευές υπερήχων μας επιτρέπουν να επηρεάσουν την ενζυμική δραστηριότητα, την κινητική, τις θερμοδυναμικές ιδιότητες καθώς και τη θερμοκρασία επεξεργασίας.
Το χαρτοφυλάκιό μας ισχυρών και αξιόπιστων υπερήχων επεξεργαστών καλύπτει την πλήρη γκάμα από τη συμπαγή φορητή συσκευή εργαστηρίου μέχρι τους κορυφαίους και πλήρως βιομηχανικούς επεξεργαστές. Από 200 Watt προς τα πάνω, όλες οι συσκευές υπερήχων είναι εξοπλισμένες με ψηφιακή οθόνη αφής, έξυπνο λογισμικό, τηλεχειριστήριο του προγράμματος περιήγησης και αυτόματη δημιουργία πρωτοκόλλων δεδομένων σε μια ενσωματωμένη κάρτα SD. Ο ατομικά ρυθμιζόμενος τρόπος κύκλου υπερήχων (λειτουργία puls) επιτρέπει τον ορισμό και τον έλεγχο της έκθεσης ενζύμων (χρόνος και περίοδοι ανάπαυσης) στην υπερηχητική θεραπεία. Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού του Hielscher επιτρέπει τη λειτουργία 24/7 σε βαρέων καθηκόντων και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη για την κατά προσέγγιση ικανότητα επεξεργασίας των υπερήχων μας: