ヒールシャー超音波技術

超音波は、酵素プラスチックリサイクルを促進

ポリエチレンテレフタレート(PET)は、主に使用済みの水や飲料ボトルから来る巨大な廃棄物源です。最近まで、PETのリサイクルは低品質のプラスチックをもたらしました。新しい変異型酵素は、新しい高品質のプラスチックに使用できる手付かずの原料にPETの分解を約束します。超音波促進酵素は、プラスチックの酵素リサイクルを加速し、プロセス容量を増加させる、より高い効率を示しています。

酵素プラスチックリサイクルのための超音波処理

高強度、低周波超音波は、酵素反応への影響でよく知られています。超音波処理は、酵素の活性化と不活性化の両方に使用することができます。低から中の振幅での制御された超音波処理は、酵素を活性化し、酵素と基質間の物質移動を促進し、酵素の触媒活性の増加をもたらす。
超音波処理は、酵素の活性を促進する酵素特性を変化させます.超音波基質前処理は酵素反応を加速する。
超音波混合は、酵素とプラスチック基質との間の物質移動を促進し、酵素が高度に結晶性PETの溶融物に浸透し、分解することができるようにした。エネルギー効率が良く、操作しやすい技術として、超音波処理は、費用対効果と環境に優しいPETをリサイクルするのに役立ちます。

酵素と基質の超音波分散

超音波生成せん断とマイクロ乱流は、それが分散アプリケーションに来るとき、その高効率のためによく知られています。酵素凝集体の超音波誘導分散は、分子凝集体および凝集体の分解が反応のための酵素と基質の間の活性表面積を増加させるので、酵素凝集体の同様に酵素触媒活性を向上させる。

超音波プロセッサUIP4000hdT、4kWの強力な超音波反応器

UIP4000hdT、4000ワット強力な超音波プロセッサ

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超音波プロモートクティナーゼ酵素

超音波処理は、そのPET加水分解活性に関してThc_Cut1酵素ウチナーゼの活性化に良好な結果を示している。PETの超音波強化酵素分解は、未処理のPETと比較して放出された分解産物の6.6倍の増加をもたらした。結晶性の割合の増加(28%)PET粉末およびフィルムでは、加水分解収率が低下し、表面の利用可能性が低下することに関連する可能性があります。(ニコライヴィッツら 2018年)

酵素反応に対する超音波効果:

  • 酵素活性を高める
  • 酵素反応を促進する
  • より完全な反応をもたらす

酵素プラスチックリサイクルについて

加水分解酵素葉枝堆肥クチナーゼ(LLC)は、自然界で発生し、ポリエチレンテレフタレート(PET)、テレフタレートおよびエチレングリコールの2つのビルディングブロック間の結合を切断します。しかし、酵素の全体的な有効性とその熱感受性は反応制限因子であり、プロセス効率を大幅に低下させます。葉枝堆肥のクチナーゼ酵素は65°Cで分解し始め、PETの分解プロセスは72°C以上の温度、PETが溶け始める温度を必要とします。溶融PETは、溶融物が酵素が作用する高い表面積を提供するので、重要なプロセス因子です。
リーサーサーは、天然の葉枝堆肥クチナーゼ酵素を再設計し、その結合部位でアミノ酸を変更しました。この結果、PET結合の破壊(天然LLC酵素と比較して)の活性が10,000倍増加し、熱安定性が大幅に向上した変異酵素が得られた。これは、新しい変異酵素が72°C、PETが溶け始める温度で分解しないことを意味します。
超音波分散および表面活性化は、酵素的に駆動触媒反応を促進する。超音波振幅、時間、温度および圧力などの特定の超音波処理パラメータは、正確にその触媒活性を高めるために酵素タイプに調整することができます。超音波処理パラメータと酵素に対するその影響は、特定の酵素タイプ、そのアミノ酸組成および立体構造構造に依存する。それにより、各酵素タイプは最適な酵素活性化を達成する最適なプロセス条件を有する。

超音波処理のメリット

  • 増加した質量移動
  • レート定数を増加
  • 触媒効率の向上
  • 酵素のスイートスポットに合わせて精密に制御可能
  • リスクフリーテスト
  • 線形にスケーラブル
  • 費用対効果の高いです
  • 安全で操作が簡単
  • 低メンテナンス
  • 高速RoI
  • 環境にやさしい
バッチ処理用の攪拌超音波タンク

8kW超音波器付きタンク(4x UIP2000hdT)および攪拌機

酵素反応のための高性能超音波プロセッサ

ヒールシャー超音波は、設計、製造、ラボや業界での電力アプリケーションのための高性能超音波装置を配布する長年の経験です。洗練された超音波処理における当社の知識と経験は、私たちがお客様に提供する提供の一部です。
私たちは、実現可能性試験とプロセスの最適化に関する最初の相談からお客様を導き、あなたの超音波システムの最終的なインストールと操作に。
当社の精密に制御可能な超音波デバイスは、酵素活性、運動、熱力学特性、および処理温度に影響を与えることを可能にします。
強力で信頼性の高い超音波プロセッサのポートフォリオは、コンパクトなハンドヘルドラボデバイスからベンチトップおよび完全工業用プロセッサまで、あらゆる範囲をカバーしています。200ワット以上から、すべての超音波デバイスは、デジタルタッチディスプレイ、インテリジェントソフトウェア、リモートブラウザ制御と統合SDカード上の自動データプロトコルが装備されています。個別に調整可能な超音波処理サイクルモード(パルスモード)は、超音波処理に酵素暴露(時間と休息期間)を設定し、制御することができます。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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ヒールシャー超音波は、分散、乳化および細胞抽出のための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

から高出力超音波ホモジナイザー ラボパイロット そして 産業 規模。

文献 / 参考文献



知る価値のある事実

音響キャビテーション力

低周波、高強度超音波(約20) – 50kHz)は、物理的、機械的および化学的効果を生成する音響/超音波キャビテーションを引き起こす。音響キャビテーションの効果は、液体に結合された超音波の圧力変動のために発生する微細な真空気泡の形成、成長およびその後の激しい崩壊として観察することができる。キャビテーション気泡の爆発の間に、いわゆるホットスポットが発生し、これは小さな空間と短い期間に限定されます。局所的に発生するホットスポットは、少なくとも5000 Kの激しい加熱、最大1200 barの圧力、およびミリ秒以内に発生する高温および圧力差によって特徴付けられます。液滴と液体の粒子は、最大208m/sの速度で液体ジェットに加速されます。

超音波/音響キャビテーションは、酵素の表面を活性化し、酵素と基質の間の物質移動を促進する非常に強い力を作成します(拡大するためにクリック!

酵素の超音波処理は、音響キャビテーションとその流体力学的せん断力に基づいています