અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રમોટેડ એન્ઝાઇમેટિક પ્લાસ્ટિક રિસાયક્લિંગ

પોલિઇથિલિન ટેરેફ્થાલેટ (PET) એ એક વિશાળ કચરો સ્ત્રોત છે જે મોટે ભાગે વપરાયેલી પાણી અને પીણાની બોટલોમાંથી આવે છે. તાજેતરમાં સુધી, પીઈટીના રિસાયક્લિંગના પરિણામે હલકી ગુણવત્તાવાળા પ્લાસ્ટિકમાં પરિણમે છે. એક નવું મ્યુટન્ટ એન્ઝાઇમ પીઈટીને નૈસર્ગિક કાચા માલમાં અધોગતિનું વચન આપે છે, જેનો ઉપયોગ નવા ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા પ્લાસ્ટિક માટે થઈ શકે છે. અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રોત્સાહિત ઉત્સેચકો ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે, પ્લાસ્ટિકના એન્ઝાઈમેટિક રિસાયક્લિંગને વેગ આપે છે અને પ્રક્રિયા ક્ષમતામાં વધારો કરે છે.

એન્ઝાઇમેટિક પ્લાસ્ટિક રિસાયક્લિંગ માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન

ઉચ્ચ-તીવ્રતા, ઓછી-આવર્તન અલ્ટ્રાસોનિકેશન એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓ પર તેની અસરો માટે જાણીતું છે. સોનિકેશનનો ઉપયોગ ઉત્સેચકોના સક્રિયકરણ અને નિષ્ક્રિયકરણ બંને માટે થઈ શકે છે. નીચાથી મધ્યમ કંપનવિસ્તાર પર નિયંત્રિત સોનિકેશન એન્ઝાઇમ્સને સક્રિય કરે છે અને ઉત્સેચકો અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચે સામૂહિક ટ્રાન્સફરને પ્રોત્સાહન આપે છે, જે ઉત્સેચકોની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિમાં પરિણમે છે.
સોનિકેશન એન્ઝાઇમની લાક્ષણિકતાઓમાં ફેરફાર કરે છે, જેનાથી એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિને પ્રોત્સાહન મળે છે. અલ્ટ્રાસોનિક સબસ્ટ્રેટ પ્રીટ્રીટમેન્ટ એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ ઉત્સેચકો અને પ્લાસ્ટિક સબસ્ટ્રેટ વચ્ચે સામૂહિક ટ્રાન્સફરને પ્રોત્સાહન આપે છે, જેથી એન્ઝાઇમ અત્યંત સ્ફટિકીય પીઈટીના ઓગળવામાં પ્રવેશ કરી શકે અને તેને ડિગ્રેડ કરી શકે. ઊર્જા-કાર્યક્ષમ અને સરળ-થી-ઓપરેટ ટેક્નોલોજી તરીકે, સોનિકેશન PETને ખર્ચ-અસરકારક અને પર્યાવરણને અનુકૂળ રિસાયકલ કરવામાં મદદ કરે છે.

એન્ઝાઇમ અને સબસ્ટ્રેટનું અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપ

અલ્ટ્રાસોનિકલી જનરેટેડ શીયર અને માઇક્રો-ટર્બ્યુલન્સ તેમની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા માટે જાણીતા છે જ્યારે તે એપ્લિકેશનને વિખેરી નાખવાની વાત આવે છે. એન્ઝાઇમ એગ્રીગેટ્સ તેમજ સબસ્ટ્રેટ એગ્લોમેરેટ્સનું અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રેરિત વિક્ષેપ એન્ઝાઇમેટિક ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિમાં સુધારો કરે છે કારણ કે પરમાણુ એકત્રીકરણ અને એગ્લોમેરેટ્સનું ભંગાણ ઉત્સેચકો અને પ્રતિક્રિયા માટે સબસ્ટ્રેટ વચ્ચે સક્રિય સપાટી વિસ્તારને વધારે છે.

અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રમોટેડ ક્યુટિનેઝ એન્ઝાઇમ

Sonication એ તેની PET હાઇડ્રોલિસિસ પ્રવૃત્તિના સંદર્ભમાં એન્ઝાઇમ યુટિનેઝ Thc_Cut1 ના સક્રિયકરણમાં સારા પરિણામો દર્શાવ્યા છે. PET ના અલ્ટ્રાસોનિકલી ઉન્નત એન્ઝાઇમેટિક ડિગ્રેડેશનના પરિણામે સારવાર ન કરાયેલ PET ની તુલનામાં રિલીઝ થયેલા ડિગ્રેડેશન પ્રોડક્ટ્સમાં 6.6-ગણો વધારો થયો. PET પાઉડર અને ફિલ્મોમાં સ્ફટિકીય ટકાવારી (28%) ના વધારાને પરિણામે નીચા હાઇડ્રોલિસિસ ઉપજમાં પરિણમ્યું, જે સપાટીની નીચી ઉપલબ્ધતા સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે. (cf. Nikolaivits et al. 2018)

એન્ઝાઈમેટિક પ્લાસ્ટિક રિસાયક્લિંગ વિશે

હાઇડ્રોલીઝ એન્ઝાઇમ લીફ-બ્રાન્ચ કમ્પોસ્ટ ક્યુટિનેઝ (LLC) પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે અને પોલિઇથિલિન ટેરેફથાલેટ (PET), ટેરેફ્થાલેટ અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલના બે બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ વચ્ચેના બોન્ડને કાપી નાખે છે. જો કે, એન્ઝાઇમની એકંદર અસરકારકતા અને તેની ગરમી-સંવેદનશીલતા પ્રતિક્રિયાને મર્યાદિત કરતા પરિબળો છે, જે પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે. લીફ-બ્રાન્ચ કમ્પોસ્ટ ક્યુટિનેઝ એન્ઝાઇમ 65°C પર ડિગ્રેડેશન શરૂ થાય છે, જ્યારે PET ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયાઓને 72°C અથવા તેથી વધુ તાપમાનની જરૂર પડે છે, જે તાપમાન PET ઓગળવાનું શરૂ કરે છે. પીગળેલું PET મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિબળ છે કારણ કે પીગળવું ઉચ્ચ સપાટી વિસ્તાર પ્રદાન કરે છે જ્યાં એન્ઝાઇમ કામ કરી શકે છે.
સંશોધનકારોએ કુદરતી રીતે બનતા પાંદડા-શાખા ખાતર ક્યુટિનેઝ એન્ઝાઇમનું પુનઃ એન્જિનિયરિંગ કર્યું છે અને તેના બંધનકર્તા સ્થળો પર એમિનો એસિડ બદલ્યા છે. આ મ્યુટન્ટ એન્ઝાઇમમાં પરિણમ્યું જે પીઇટી બોન્ડ (નેટીવ એલએલસી એન્ઝાઇમની સરખામણીમાં) તોડવાની પ્રવૃત્તિમાં 10,000 ગણો વધારો દર્શાવે છે અને નોંધપાત્ર રીતે સુધારેલી ગરમી-સ્થિરતા દર્શાવે છે. આનો અર્થ એ છે કે નવું મ્યુટન્ટ એન્ઝાઇમ 72°C પર તૂટી પડતું નથી, જે તાપમાને PET ઓગળવાનું શરૂ કરે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરવું અને સપાટી સક્રિયકરણ એન્જીમેટિકલી સંચાલિત ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે. ચોક્કસ sonication પરિમાણો જેમ કે અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તાર, સમય, તાપમાન અને દબાણ તેની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિને વધારવા માટે એન્ઝાઇમ પ્રકાર સાથે બરાબર ટ્યુન કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગ પરિમાણો અને ઉત્સેચકો પર તેમની અસરો ચોક્કસ એન્ઝાઇમ પ્રકાર, તેની એમિનો એસિડ રચના અને રચનાત્મક માળખું પર આધારિત છે. આમ, દરેક એન્ઝાઇમ પ્રકારમાં શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયા શરતો હોય છે જે હેઠળ શ્રેષ્ઠ એન્ઝાઇમ સક્રિયકરણ પ્રાપ્ત થાય છે.

એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે ઉચ્ચ પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ

Hielscher Ultrasonics એ લેબ અને ઉદ્યોગમાં પાવર એપ્લિકેશન્સ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને વિતરણમાં લાંબા સમયથી અનુભવી છે. અત્યાધુનિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગમાં અમારું જ્ઞાન અને અનુભવ અમે અમારા ગ્રાહકોને પ્રદાન કરીએ છીએ તેનો એક ભાગ છે.
અમે અમારા ગ્રાહકોને તમારા અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમના અંતિમ ઇન્સ્ટોલેશન અને ઑપરેશન માટે સંભવિતતા પરીક્ષણ અને પ્રક્રિયા ઑપ્ટિમાઇઝેશન પર પ્રથમ પરામર્શથી માર્ગદર્શન આપીએ છીએ.
અમારા ચોક્કસ નિયંત્રણ કરી શકાય તેવા અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિ, ગતિશાસ્ત્ર, થર્મોડાયનેમિક ગુણધર્મો તેમજ પ્રોસેસિંગ તાપમાનને પ્રભાવિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.
શક્તિશાળી અને વિશ્વસનીય અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સનો અમારો પોર્ટફોલિયો કોમ્પેક્ટ હેન્ડ-હેલ્ડ લેબ ડિવાઇસથી લઈને બેન્ચ-ટોપ અને સંપૂર્ણ ઔદ્યોગિક પ્રોસેસર્સ સુધીની સંપૂર્ણ શ્રેણીને આવરી લે છે. 200 વોટથી ઉપરની તરફ, તમામ અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો ડિજિટલ ટચ-ડિસ્પ્લે, ઇન્ટેલિજન્ટ સોફ્ટવેર, રિમોટ બ્રાઉઝર કંટ્રોલ અને એકીકૃત SD-કાર્ડ પર ઓટોમેટિક ડેટા પ્રોટોકોલિંગથી સજ્જ છે. વ્યક્તિગત રીતે એડજસ્ટેબલ સોનિકેશન સાયકલ મોડ (પલ્સ મોડ) અલ્ટ્રાસોનિક સારવાર માટે એન્ઝાઇમ એક્સપોઝર (સમય અને આરામનો સમયગાળો) સેટ અને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોની મજબૂતાઈ ભારે ફરજ પર અને માંગવાળા વાતાવરણમાં 24/7 કામગીરી માટે પરવાનગી આપે છે.
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે: