ულტრაბგერითი ხელშემწყობი ფერმენტული პლასტმასის გადამუშავება
პოლიეთილენ ტერეფტალატი (PET) არის ნარჩენების უზარმაზარი წყარო, რომელიც ძირითადად გამოყენებული წყლისა და სასმელის ბოთლებიდან მოდის. ბოლო დრომდე PET-ის გადამუშავებამ გამოიწვია დაბალი ხარისხის პლასტმასი. ახალი მუტანტური ფერმენტი გვპირდება PET-ის დეგრადაციას ხელუხლებელ ნედლეულში, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ახალი მაღალი ხარისხის პლასტმასისთვის. ულტრაბგერითი დაწინაურებული ფერმენტები აჩვენებენ უფრო მაღალ ეფექტურობას, აჩქარებენ პლასტმასის ფერმენტულ გადამუშავებას და ზრდის პროცესის შესაძლებლობებს.
Ultrasonication ფერმენტული პლასტმასის გადამუშავებისთვის
მაღალი ინტენსივობის, დაბალი სიხშირის ულტრაბგერითი გამოსხივება კარგად არის ცნობილი ფერმენტულ რეაქციებზე მისი ზემოქმედებით. Sonication შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ფერმენტების აქტივაციისა და ინაქტივაციისთვის. დაბალ და საშუალო ამპლიტუდაზე კონტროლირებადი სონიკა ააქტიურებს ფერმენტებს და ხელს უწყობს მასის გადატანას ფერმენტებსა და სუბსტრატს შორის, რაც იწვევს ფერმენტების კატალიზურ აქტივობას.
Sonication ცვლის ფერმენტის მახასიათებლებს, რითაც ხელს უწყობს ფერმენტის აქტივობას. ულტრაბგერითი სუბსტრატის წინასწარი დამუშავება აჩქარებს ფერმენტულ რეაქციებს.
ულტრაბგერითმა შერევამ ხელი შეუწყო მასის გადაცემას ფერმენტებსა და პლასტმასის სუბსტრატს შორის, ისე, რომ ფერმენტმა შეძლოს შეაღწიოს და დააქვეითოს მაღალი კრისტალური PET-ის დნობა. როგორც ენერგოეფექტური და ადვილად გამოსაყენებელი ტექნოლოგია, sonication ხელს უწყობს PET-ის გადამუშავებას ეკონომიურად და ეკოლოგიურად სუფთა.
Sonicator სისტემა ფერმენტული რეაქციების გაძლიერებისთვის
ფერმენტის და სუბსტრატის ულტრაბგერითი დისპერსია
ულტრაბგერითი წარმოქმნილი ათვლა და მიკროტურბულენცია კარგად არის ცნობილი მათი მაღალი ეფექტურობით, როდესაც საქმე ეხება აპლიკაციების დაშლას. ფერმენტის აგრეგატების, ისევე როგორც სუბსტრატის აგლომერატების ულტრაბგერითი ინდუცირებული დისპერსია აუმჯობესებს ფერმენტულ კატალიზურ აქტივობას, ვინაიდან მოლეკულური აგრეგატების და აგლომერატების დაშლა ზრდის ფერმენტებსა და რეაქციის სუბსტრატს შორის აქტიურ ზედაპირს.
ულტრაბგერითი პროვოცირებული კუტინაზას ფერმენტი
Sonication-მა აჩვენა კარგი შედეგები ფერმენტ უტინაზას Thc_Cut1 გააქტიურებაში მისი PET ჰიდროლიზის აქტივობის მიმართ. PET-ის ულტრაბგერითი გაძლიერებულმა ფერმენტულმა დეგრადაციამ გამოიწვია გამოთავისუფლებული დეგრადაციის პროდუქტების 6.6-ჯერ ზრდა დაუმუშავებელ PET-თან შედარებით. კრისტალური პროცენტის (28%) ზრდა PET ფხვნილში და ფილებში იწვევდა ჰიდროლიზის ეფექტურობას, რაც შეიძლება დაკავშირებული იყოს ზედაპირის ხელმისაწვდომობასთან. (შდრ. Nikolaivits et al. 2018)
- აძლიერებს ფერმენტების აქტივობას
- აჩქარებს ფერმენტულ რეაქციებს
- იწვევს უფრო სრულ რეაქციებს
ფერმენტული პლასტმასის გადამუშავების შესახებ
ჰიდროლიზის ფერმენტი ფოთლის ტოტის კომპოსტი კუტინაზა (შპს) გვხვდება ბუნებაში და წყვეტს კავშირებს პოლიეთილენ ტერეფტალატს (PET), ტერეფტალატსა და ეთილენგლიკოლს შორის. თუმცა, ფერმენტის საერთო ეფექტურობა და მისი სითბოს მგრძნობელობა არის რეაქციის შემზღუდველი ფაქტორები, რომლებიც მნიშვნელოვნად ამცირებს პროცესის ეფექტურობას. ფოთლის ტოტი კომპოსტის კუტინაზა ფერმენტი იწყებს დეგრადაციას 65°C-ზე, მაშინ როცა PET-ის დეგრადაციის პროცესები მოითხოვს 72°C ან უფრო მაღალ ტემპერატურას, ტემპერატურას, რომლის დროსაც PET იწყებს დნობას. მდნარი PET არის მნიშვნელოვანი პროცესის ფაქტორი, რადგან დნობა გთავაზობთ უფრო მაღალ ზედაპირს, სადაც ფერმენტს შეუძლია იმუშაოს.
მკვლევარებმა ხელახლა შექმნეს ბუნებრივად წარმოქმნილი ფოთლის ტოტების კომპოსტის კუტინაზა ფერმენტი და შეცვალეს ამინომჟავები მის შეკავშირების ადგილებში. ამან გამოიწვია მუტანტის ფერმენტი, რომელიც აჩვენებს გაზრდილ აქტივობას 10000-ჯერ PET ობლიგაციების გაწყვეტისას (შედარებით ადგილობრივ შპს ფერმენტთან) და მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია სითბოს სტაბილურობა. ეს ნიშნავს, რომ ახალი მუტანტის ფერმენტი არ იშლება 72°C ტემპერატურაზე, ტემპერატურაზე, რომლის დროსაც PET იწყებს დნობას.
ულტრაბგერითი დისპერსირება და ზედაპირის გააქტიურება ხელს უწყობს ფერმენტულ კატალიზურ რეაქციას. ბგერითი გამომუშავების სპეციფიკური პარამეტრები, როგორიცაა ულტრაბგერითი ამპლიტუდა, დრო, ტემპერატურა და წნევა, შეიძლება ზუსტად იყოს მორგებული ფერმენტის ტიპზე, რათა გაიზარდოს მისი კატალიზური აქტივობა. ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრები და მათი გავლენა ფერმენტებზე დამოკიდებულია ფერმენტის სპეციფიკურ ტიპზე, მის ამინომჟავას შემადგენლობასა და კონფორმაციულ სტრუქტურაზე. ამრიგად, ფერმენტის თითოეულ ტიპს აქვს პროცესის ოპტიმალური პირობები, რომლებშიც მიიღწევა ფერმენტის ოპტიმალური აქტივაცია.
- გაზრდილი მასის გადაცემა
- გაიზარდა სიჩქარის მუდმივი
- გაზრდილი კატალიზური ეფექტურობა
- ზუსტად კონტროლდება ფერმენტების ტკბილ წერტილთან შესახვედრად
- რისკის გარეშე ტესტირება
- ხაზოვანი მასშტაბირებადი
- ეკონომიურად ეფექტური
- უსაფრთხო და მარტივი მუშაობისთვის
- დაბალი მოვლა
- სწრაფი ROI
- ეკოლოგიურად სუფთა
ავზი 8 კვტ ულტრაბგერითი აპარატებით (4x UIP2000hdT) და აგიტატორი
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი პროცესორები ფერმენტული რეაქციებისთვის
Hielscher Ultrasonics-ს დიდი ხნის გამოცდილება აქვს ლაბორატორიაში და მრეწველობაში მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი მოწყობილობების დიზაინში, წარმოებაში და დისტრიბუციაში. ჩვენი ცოდნა და გამოცდილება დახვეწილი ულტრაბგერითი დამუშავების შესახებ არის იმ შეთავაზების ნაწილი, რომელსაც ჩვენ ვაძლევთ ჩვენს მომხმარებლებს.
ჩვენ ვუხელმძღვანელებთ ჩვენს მომხმარებლებს პირველი კონსულტაციიდან ტექნიკურ-ეკონომიკური ტესტირებისა და პროცესის ოპტიმიზაციის შესახებ თქვენი ულტრაბგერითი სისტემის საბოლოო ინსტალაციამდე და ექსპლუატაციამდე.
ჩვენი ზუსტად კონტროლირებადი ულტრაბგერითი მოწყობილობები საშუალებას გაძლევთ გავლენა მოახდინოთ ფერმენტის აქტივობაზე, კინეტიკაზე, თერმოდინამიკურ თვისებებზე, ასევე დამუშავების ტემპერატურაზე.
მძლავრი და საიმედო ულტრაბგერითი პროცესორების ჩვენი პორტფოლიო მოიცავს სრულ დიაპაზონს კომპაქტური ხელის ლაბორატორიული მოწყობილობიდან დაწყებული სკამზე და სრულად ინდუსტრიულ პროცესორებამდე. 200 ვატიდან მოყოლებული, ყველა ულტრაბგერითი მოწყობილობა აღჭურვილია ციფრული სენსორული ეკრანით, ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფით, ბრაუზერის დისტანციური კონტროლით და მონაცემთა ავტომატური პროტოკოლით ინტეგრირებულ SD ბარათზე. ინდივიდუალურად რეგულირებადი ბგერითი ციკლის რეჟიმი (პულსის რეჟიმი) საშუალებას გაძლევთ დააყენოთ და გააკონტროლოთ ფერმენტის ექსპოზიცია (დრო და დასვენების პერიოდები) ულტრაბგერით მკურნალობაზე. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა იძლევა 24/7 მუშაობის საშუალებას მძიმე მოვალეობასა და მომთხოვნ გარემოში.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10-დან 200 მლ/წთ-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000 მლ-მდე | 20-დან 400 მლ/წთ-მდე | UP200Ht, UP400 ქ |
| 0.1-დან 20ლ-მდე | 0.2-დან 4ლ/წთ-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ-მდე | 2-დან 10ლ/წთ-მდე | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100ლ/წთ-მდე | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ლაბორატორია რომ პილოტი და სამრეწველო მასშტაბი.
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- V. Tournier, C. M. Topham, A. Gilles, B. David, C. Folgoas, E. Moya-Leclair, E. Kamionka, M.-L. Desrousseaux, H. Texier, S. Gavalda, M. Cot, E. Guémard, M. Dalibey, J. Nomme, G. Cioci, S. Barbe, M. Chateau, I. André, S. Duquesne, A. Marty (2020): An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles. Nature 580(7802): 216-219.
- Efstratios Nikolaivits, Maria Kanelli, Maria Dimarogona, Evangelos Topakas (2018): A Middle-Aged Enzyme Still in Its Prime: Recent Advances in the Field of Cutinases. Catalysts 2018, 8, 612.
- Pellis, A.; Gamerith, C.; Ghazaryan, G.; Ortner, A.; Herrero Acero, E.; Guebitz, G.M. (2016): Ultrasound-enhanced enzymatic hydrolysis of poly(ethylene terephthalate). Bioresour. Technol. 218, 2016. 1298–1302.
- Meliza Lindsay Rojas; Júlia Hellmeister Trevilin; Pedro Esteves Duarte Augusto (2016): The ultrasound technology for modifying enzyme activity. Scientia Agropecuaria 7 /2, 2016. 145–150.
- Shamraja S. Nadar; Virendra K. Rathod (2017): Ultrasound assisted intensification of enzyme activity and its properties: a mini-review. World J Microbiol Biotechnol 2017, 33:170.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
აკუსტიკური კავიტაციის ძალები
დაბალი სიხშირის, მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი (დაახ. 20 – 50kHz) იწვევს აკუსტიკური/ულტრაბგერითი კავიტაციას, რომელიც იწვევს ფიზიკურ, მექანიკურ და ქიმიურ ეფექტებს. აკუსტიკური კავიტაციის ეფექტები შეიძლება შეინიშნოს, როგორც წვრილი ვაკუუმის ბუშტების ფორმირება, ზრდა და შემდგომი ძალადობრივი კოლაფსი, რაც ხდება ულტრაბგერითი ტალღების წნევის რყევების გამო, რომელიც დაკავშირებულია სითხეში. კავიტაციის ბუშტების აფეთქებისას წარმოიქმნება ეგრეთ წოდებული ცხელი წერტილები, რომლებიც შემოიფარგლება მცირე სივრცით და ხანმოკლე ხანგრძლივობით. ადგილობრივად წარმოქმნილ ცხელ წერტილებს ახასიათებს ინტენსიური გათბობა მინიმუმ 5000 K, ზეწოლა 1200 ბარამდე და მაღალი ტემპერატურისა და წნევის განსხვავებები მილიწამებში. სითხის წვეთები და ნაწილაკები აჩქარებულია 208 მ/წმ-მდე სიჩქარით თხევადი ჭავლით.
ფერმენტების ულტრაბგერითი მკურნალობა ეფუძნება აკუსტიკური კავიტაციის და მისი ჰიდროდინამიკური ათვლის ძალებს