Hielscher ultralydteknologi

Ultrasonisk fremmet enzymatisk plast resirkulering

Polyetylenterofthalate (PET) er en stor avfallskilde som hovedsakelig kommer fra brukte vann- og drikkeflasker. Inntil nylig resulterte resirkulering av PET i plast av lav kvalitet. Et nytt mutert enzym lover nedbrytning av PET i uberørt råmateriale, som kan brukes til ny plast av høy kvalitet. Ultrasonisk fremmede enzymer viser en høyere effektivitet, akselererer enzymatisk resirkulering av plast og økende prosesskapasiteter.

Ultralydbehandling for enzymatisk plastresirkulering

Høy intensitet, lavfrekvent ultralydbehandling er kjent for sine effekter på enzymatiske reaksjoner. Sonikering kan brukes til begge, aktivering og inaktivering av enzymer. Kontrollert sonikering ved lav til middels amplituder aktiverer enzymer og fremmer masseoverføringen mellom enzymer og substrat, noe som resulterer i økt katalytisk aktivitet av enzymer.
Sonikering endrer enzymegenskaper og fremmer dermed enzymaktivitet. Ultralyd substrat forbehandling akselererer enzymatiske reaksjoner.
Ultralydblanding fremmet masseoverføringen mellom enzymer og plastsubstrat, slik at enzymet kan trenge inn og forringe smelten av svært krystallinsk PET. Som en energieffektiv og brukervennlig teknologi bidrar sonikering til å resirkulere PET kostnadseffektivt og miljøvennlig.

Ultralyd dispersjon av enzym og substrat

Ultrasonisk generert skjær og mikroturbulenser er kjent for sin høye effektivitet når det gjelder spredningsapplikasjoner. Den ultrasonisk induserte dispersjonen av enzymaggregater samt substratagglomerater forbedrer enzymatisk katalytisk aktivitet siden nedbrytning av molekylære aggregater og agglomerater øker det aktive overflateområdet mellom enzymer og substrat for reaksjon.

Ultralydprosessor UIP4000hdT, en 4kW kraftig ultralydreaktor

UIP4000hdT, en 4000 watt kraftig ultralydprosessor

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Ultrasonisk fremmet cutinase enzym

Sonikering har vist gode resultater i aktiveringen av enzymet utinase Thc_Cut1 i forhold til sin PET hydrolyseraktivitet. Den ultrasonisk forbedrede enzymatiske nedbrytningen av PET resulterte i en 6,6 ganger økning av de frigjorte nedbrytningsproduktene sammenlignet med det ubehandlede KJÆLEDYRet. En økning av krystallinsk prosentandel (28%) i PET pulver og filmer resulterte i lavere hydrolyserutbytter, som kan være relatert til den senkede overflaten avaiaialbility. (jf. Nikolaivits et al. 2018)

Ultralydeffekter på enzymatiske reaksjoner:

  • forbedrer enzymaktivitet
  • akselererer enzymreaksjoner
  • resulterer i mer fullstendige reaksjoner

Om resirkulering av enzymatisk plast

Hydrolyse enzymet blad-gren kompost cutinase (LLC) forekommer i naturen og kutter båndene mellom de to byggesteinene av polyetylenterofthaat (PET), terephthalate og etylenglykol. Enzymets generelle effektivitet og dens varmefølsomhet er imidlertid reaksjonsbegrensende faktorer, noe som reduserer prosesseffektiviteten betydelig. Bladgrenskompostsnittetiase begynner å forringes ved 65 °C, mens PET-nedbrytningsprosesser krever temperaturer på 72 °C eller høyere, temperaturen der PET begynner å smelte. Smeltet PET er viktig prosessfaktor siden smelten gir et høyere overflateareal hvor enzymet kan fungere på.
Reasearchers har re-konstruert den naturlig forekommende blad-gren kompost cutinase enzymet og endret aminosyrer på sine bindende steder. Dette resulterte i et mutert enzym som viser en økt aktivitet med 10.000 ganger i å bryte PET-obligasjoner (sammenlignet med det innfødte LLC-enzymet) og en betydelig forbedret varmestabilitet. Dette betyr at det nye muterte enzymet ikke brytes ned ved 72 °C, temperaturen der PET begynner å smelte.
Ultralyd dispergering og overflateaktivering fremmer enzymatically drevet katalytisk reaksjon. Spesifikke sonikeringsparametere som ultralydamplitude, tid, temperatur og trykk kan justeres nøyaktig til enzymtypen for å øke katalytisk aktivitet. Ultralydbehandlingsparametere og deres effekter på enzymer avhenger av den spesifikke enzymtypen, aminosyresammensetningen og konformasjonsstrukturen. Dermed har hver enzymtype optimale prosessforhold der optimal enzymaktivering oppnås.

Fordeler med ultralyd

  • økt masseoverføring
  • Økt hastighet konstant
  • Økt katalytisk effektivitet
  • Nøyaktig kontrollerbar for å møte enzymenes sweet spot
  • Risikofri testing
  • Lineær skalerbar
  • kostnadseffektiv
  • Trygt og enkelt å betjene
  • Lite vedlikehold
  • rask ROI
  • miljøvennlig
Agitated ultralyd tank for batch behandling

Tank med 8kW ultrasonicators (4x UIP2000hdT) og agitator

Ultralydprosessorer med høy ytelse for enzymatiske reaksjoner

Hielscher Ultrasonics er lenge opplevd i å designe, produsere og distribuere høyytelse ultrasonicators for kraftapplikasjoner i lab og industri. Vår kunnskap og erfaring i sofistikert ultralydbehandling er en del av tilbudet vi tilbyr våre kunder.
Vi veileder våre kunder fra første konsultasjon over mulighetstesting og prosessoptimalisering til den endelige installasjonen og driften av ultralydsystemet ditt.
Våre nøyaktig kontrollerbare ultralydenheter gjør det mulig å påvirke enzymaktivitet, kinetikk, termodynamiske egenskaper samt behandlingstemperatur.
Vår portefølje av kraftige og pålitelige ultralydprosessorer dekker hele spekteret fra den kompakte håndholdte laboratorieenheten til benkeplate og helindustrielle prosessorer. Fra 200 watt og oppover er alle ultralydsenheter utstyrt med en digital berøringsskjerm, intelligent programvare, fjernkontroll og automatisk dataprotokollpå et integrert SD-kort. Den individuelt justerbare sonikeringssyklusmodus (pulsmodus) gjør det mulig å stille inn og kontrollere enzymeksponeringen (tid og hvileperioder) til ultralydbehandlingen. Robustheten til Hielschers ultralydutstyr gir mulighet for 24/7-drift på tung og i krevende miljøer.
Tabellen under gir deg en indikasjon på den omtrentlige prosesseringskapasiteten til våre ultralydapparater:

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4l / min UIP2000hdT
10 til 100 liter 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge av UIP16000

Kontakt oss! / Spør oss!

Be om mer informasjon

Vennligst bruk skjemaet nedenfor for å be om ytterligere informasjon om ultralydprosessorer, applikasjoner og pris. Vi vil gjerne diskutere prosessen med deg og å tilby deg et ultralydsystem som oppfyller dine krav!









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Hielscher Ultrasonics produserer ultralyd homogenisatorer med høy ytelse for dispersjon, emulgering og celle utvinning.

Høyeffekts ultralyd homogenisatorer fra Lab til Pilot og Industriell skala.

Litteratur / Referanser



Fakta Verdt å vite

Akustiske kavitasjonskrefter

Ultralydbehandling med lav frekvens (ca. 20 – 50kHz) forårsaker akustisk / ultralyd kavitasjon som produserer fysiske, mekaniske og kjemiske effekter. Effektenav akustisk kavitasjon kan observeres som dannelse, vekst og påfølgende voldelig kollaps av minuttvakuumbobler, som oppstår på grunn av trykksvingninger i ultralydbølgene koblet til en væske. Under implosjon av kavitasjonbobler oppstår såkalte hot spots, som er begrenset til liten plass og kort varighet. De lokalt forekommende hot-spots er preget av intens oppvarming på minst 5000 K, trykk opp til 1200 bar, og høy temperatur og trykkdifferensialer som forekommer i løpet av millisekunder. Dråper og partikler av væsken akselereres til flytende dyser med hastigheter på opptil 208m / s.

Ultralyd / akustisk kavitasjon skaper svært intense krefter som aktiverer overflaten av enzymer og fremmer masseoverføringen mellom enzymer og substrat (Klikk for å forstørre!)

Ultralydbehandling av enzymer er basert på akustisk kavitasjon og dens hydrodynamiske skjærkrefter