Υπερήχων προωθείται ενζυματική πλαστική ανακύκλωση

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

Υπερήχους για ενζυματική πλαστική ανακύκλωση

Υψηλής έντασης, χαμηλής συχνότητας υπερήχους είναι γνωστή για τις επιπτώσεις της στις ενζυματικές αντιδράσεις. Κατεργασία με υπερήχους μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για την ενεργοποίηση όσο και για την αδρανοποίηση των ενζύμων. Ελεγχόμενη υπερήχηση σε χαμηλά έως μεσαία πλάτη ενεργοποιεί ένζυμα και προάγει τη μεταφορά μάζας μεταξύ ενζύμων και υποστρώματος, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένη καταλυτική δραστηριότητα των ενζύμων.
Κατεργασία με υπερήχους αλλάζει τα χαρακτηριστικά των ενζύμων, προωθώντας έτσι την ενζυμική δραστηριότητα. Η προεπεξεργασία υποστρώματος υπερήχων επιταχύνει τις ενζυματικές αντιδράσεις.
Η ανάμειξη υπερήχων προώθησε τη μεταφορά μάζας μεταξύ ενζύμων και πλαστικού υποστρώματος, έτσι ώστε το ένζυμο να μπορεί να διεισδύσει και να υποβαθμίσει το τήγμα του εξαιρετικά κρυσταλλικού PET. Ως ενεργειακά αποδοτική και εύχρηστη τεχνολογία, η υπερήχηση βοηθά στην ανακύκλωση του PET οικονομικά αποδοτικά και φιλικά προς το περιβάλλον.

Υπερήχων διασπορά του ενζύμου και του υποστρώματος

Υπερήχων παραγόμενη διάτμηση και μικρο-αναταράξεις είναι γνωστή για την υψηλή αποτελεσματικότητά τους όταν πρόκειται για εφαρμογές διασποράς. Η υπερηχητικά επαγόμενη διασπορά των συσσωματωμάτων ενζύμων καθώς και των συσσωματωμάτων υποστρώματος βελτιώνει την ενζυματική καταλυτική δραστηριότητα, καθώς η διάσπαση των μοριακών συσσωματωμάτων και συσσωματωμάτων αυξάνει την ενεργή επιφάνεια μεταξύ των ενζύμων και του υποστρώματος για αντίδραση.

Υπερήχων προωθείται ένζυμο cutinase

Κατεργασία με υπερήχους έχει δείξει καλά αποτελέσματα στην ενεργοποίηση του ενζύμου utinase Thc_Cut1 σε σχέση με τη δραστηριότητα υδρόλυσης PET. Η υπερηχητικά ενισχυμένη ενζυματική αποικοδόμηση του PET είχε ως αποτέλεσμα μια αύξηση 6,6 φορές των απελευθερωμένων προϊόντων αποικοδόμησης σε σύγκριση με το μη επεξεργασμένο PET. Η αύξηση του κρυσταλλικού ποσοστού (28%) της σκόνης και των μεμβρανών PET είχε ως αποτέλεσμα χαμηλότερες αποδόσεις υδρόλυσης, οι οποίες θα μπορούσαν να σχετίζονται με τη μειωμένη διαθεσιμότητα της επιφάνειας. (πρβλ. Nikolaivits et al. 2018)

Σχετικά με την Enzymatic Plastic Recycling

Το ένζυμο υδρόλυση κομπόστ φύλλων-κλαδιών cutinase (LLC) εμφανίζεται στη φύση και κόβει τους δεσμούς μεταξύ των δύο δομικών στοιχείων του τερεφθαλικού πολυαιθυλενίου (PET), του τερεφθαλικού και της αιθυλενογλυκόλης. Ωστόσο, η συνολική αποτελεσματικότητα του ενζύμου και η ευαισθησία του στη θερμότητα είναι περιοριστικοί παράγοντες αντίδρασης, οι οποίοι μειώνουν σημαντικά την αποδοτικότητα της διαδικασίας. Το ένζυμο cutinase κομπόστ φύλλων αρχίζει να αποικοδομείται στους 65 ° C, ενώ οι διεργασίες αποδόμησης του PET απαιτούν θερμοκρασίες 72 ° C ή υψηλότερες, τη θερμοκρασία στην οποία το PET αρχίζει να λιώνει. Το λιωμένο PET είναι σημαντικός παράγοντας διεργασίας, δεδομένου ότι το τήγμα προσφέρει μεγαλύτερη επιφάνεια όπου το ένζυμο μπορεί να εργαστεί.
Οι ερευνητές έχουν επανασχεδιάσει το φυσικό ένζυμο cutinase κομπόστ κλαδιών φύλλων και άλλαξαν τα αμινοξέα στις θέσεις πρόσδεσής του. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ένα μεταλλαγμένο ένζυμο που παρουσιάζει αυξημένη δραστηριότητα κατά 10.000 φορές στο σπάσιμο των δεσμών PET (σε σύγκριση με το φυσικό ένζυμο LLC) και σημαντικά βελτιωμένη σταθερότητα θερμότητας. Αυτό σημαίνει ότι το νέο μεταλλαγμένο ένζυμο δεν διασπάται στους 72 ° C, τη θερμοκρασία στην οποία το PET αρχίζει να λιώνει.
Υπερήχων διασπορά και επιφανειακή ενεργοποίηση προωθεί ενζυματικά οδηγείται καταλυτική αντίδραση. Συγκεκριμένες παράμετροι υπερήχων όπως το πλάτος 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 αμινοξέων και τη δομή διαμόρφωσης. Με αυτόν τον τρόπο, κάθε τύπος ενζύμου έχει βέλτιστες συνθήκες διεργασίας υπό τις οποίες επιτυγχάνεται η βέλτιστη ενεργοποίηση του ενζύμου.

Επεξεργαστές υπερήχων υψηλής απόδοσης για ενζυματικές αντιδράσεις

Hielscher Υπέρηχοι είναι μακροχρόνια εμπειρία στο σχεδιασμό, κατασκευή και διανομή υπερήχων υψηλής απόδοσης 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 έως την τελική εγκατάσταση και λειτουργία του συστήματος υπερήχων σας.
Οι επακριβώς 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 επεξεργαστών υπερήχων καλύπτει το πλήρες φάσμα από τη συμπαγή φορητή εργαστηριακή συσκευή έως τους πάγκους και πλήρως βιομηχανικούς επεξεργαστές. Από 200 watt και πάνω, όλες οι συσκευές υπερήχων είναι εξοπλισμένες με ψηφιακή οθόνη αφής, έξυπνο λογισμικό, απομακρυσμένο έλεγχο προγράμματος περιήγησης και αυτόματο πρωτόκολλο δεδομένων σε ενσωματωμένη κάρτα SD. Η ατομικά ρυθμιζόμενη λειτουργία κύκλου υπερήχων (λειτουργία παλμών) επιτρέπει τη ρύθμιση και τον έλεγχο της έκθεσης στο ένζυμο (χρόνος και περίοδοι ανάπαυσης) στη θεραπεία με υπερήχους. Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα καθήκοντα και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας: