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.

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)

ფერმენტული პლასტმასის გადამუშავების შესახებ

The hydrolyse enzyme leaf-branch compost cutinase (LLC) occurs in nature and cuts the bonds between the two building blocks of polyethylene terephthalate (PET), terephthalate and ethylene glycol. However, the enzyme’s overall effectiveness and its heat-sensitivity are reaction limiting factors, which reduce the process efficiency significantly. The leaf-branch compost cutinase enzyme begins to degrade at 65°C, whilst PET degradation processes require temperatures of 72°C or higher, the temperature at which PET begins to melt. Molten PET is important process factor since the melt offers a higher surface area where the enzyme can work on.
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.

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.
Our portfolio of powerful and reliable ultrasonic processors covers the full range from the compact hand-held lab device to bench-top and fully industrial processors. From 200 watts upwards, all ultrasonic devices are equipped with a digital touch-display, intelligent software, remote browser control and automatic data protocolling on an integrated SD-card. The individually adjustable sonication cycle mode (puls mode) allows to set and control the enzyme exposure (time and rest periods) to the ultrasonic treatment. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს: