Hielscher tecnologia de ultra-som

Reciclagem plástica enlética ultrasonicamente promovida

O tereftalato de polietileno (PET) é uma enorme fonte de resíduos provenientes principalmente de garrafas de água e bebidas usadas. Até recentemente, a reciclagem do PET resultava em plásticos de baixa qualidade. Uma nova enzima mutante promete a degradação do PET em matéria-prima intocada, que pode ser usada para novos plásticos de alta qualidade. Enzimas ultrasonicamente promovidas mostram maior eficiência, acelerando a reciclagem enzimática de plásticos e aumentando as capacidades de processo.

Ultrassonação para Reciclagem de Plástico Enzimático

Ultrassônico de alta intensidade e baixa frequência é bem conhecido por seus efeitos em reações enzimáticas. A sonicação pode ser usada para ambos, a ativação e inativação de enzimas. A sonagem controlada em amplitudes baixas a médias ativa enzimas e promove a transferência de massa entre enzimas e substrato, o que resulta no aumento da atividade catalítica das enzimas.
A sonagem altera as características da enzima, promovendo assim a atividade enzimática. O pré-tratamento do substrato ultrassônico acelera as reações enzimáticas.
A mistura ultrassônica promoveu a transferência de massa entre enzimas e substrato plástico, para que a enzima possa penetrar e degradar o derretimento do PET altamente cristalino. Como uma tecnologia eficiente em termos de energia e fácil de operar, a sonagem ajuda a reciclar o PET de forma econômica e ambientalmente correta.

Dispersão Ultrassônica de Enzima e Substrato

O cisalhamento ultrassonicamente gerado e as micro-turbulências são bem conhecidas por sua alta eficiência quando se trata de aplicações de dispersão. A dispersão ultrassonicamente induzida de agregados enzimáticos, bem como de aglomerados substratos melhora a atividade catalítica enzimática, uma vez que a quebra de agregados moleculares e aglomerados aumenta a área de superfície ativa entre enzimas e substrato para reação.

Processador ultrassônico UIP4000hdT, um reator ultrassônico poderoso de 4kW

UIP4000hdT, um processador ultrassônico poderoso de 4000 watts

Pedido de informação





Enzima cutinase ultrasonicamente promovida

A sonação tem mostrado bons resultados na ativação da enzima utinase Thc_Cut1 em relação à sua atividade de hidrólise PET. A degradação enzimática ultrassonicamente aumentada do PET resultou em um aumento de 6,6 vezes dos produtos de degradação liberados em comparação com o PET não tratado. Aumento do percentual cristalino (28%) em pó PET e filmes resultaram em menores rendimentos de hidrólise, que poderiam estar relacionados à menor disponibilidade da superfície. (cf. Nikolaivits et al. 2018)

Efeitos ultrassônicos em reações enzimáticas:

  • aumenta a atividade enzimática
  • acelera reações enzimáticas
  • resulta em reações mais completas

Sobre a reciclagem de plástico enzimática

A enzima hidrolise de dilancia cutinase (LLC) ocorre na natureza e corta as ligações entre os dois blocos de construção do tereftalato de polietileno (PET), tereftalato e glicol de etileno. No entanto, a eficácia geral da enzima e sua sensibilidade ao calor são fatores limitantes de reação, que reduzem significativamente a eficiência do processo. A enzima de adubo de corte de ramo de folha começa a se degradar a 65°C, enquanto os processos de degradação pet requerem temperaturas de 72°C ou mais, a temperatura em que o PET começa a derreter. O PET derretido é um fator de processo importante, uma vez que o derretimento oferece uma área de superfície mais alta onde a enzima pode trabalhar.
Os reasearchers reprojetaram a enzima de adubo de corte de corte de folha de ocorrência natural e mudaram aminoácidos em seus locais de ligação. Isso resultou em uma enzima mutante que mostra um aumento da atividade em 10.000 vezes na quebra de ligações PET (em comparação com a enzima LLC nativa) e uma estabilidade térmica significativamente melhorada. Isso significa que a nova enzima mutante não se quebra a 72°C, a temperatura em que o PET começa a derreter.
A dispersão ultrassônica e a ativação da superfície promovem a reação catalítica enzimática. Parâmetros específicos de sonoração, como amplitude ultrassônica, tempo, temperatura e pressão podem ser exatamente sintonizados ao tipo de enzima para aumentar sua atividade catalítica. Parâmetros de processamento ultrassônico e seus efeitos nas enzimas dependem do tipo de enzima específica, sua composição de aminoácidos e da estrutura conformacional. Assim, cada tipo de enzima tem condições ideais de processo sob as quais a ativação ideal da enzima é alcançada.

Benefícios da Ultrasonication

  • aumento da transferência de massa
  • Aumentou a constante de taxa
  • Maior eficiência catalítica
  • Precisamente controlável para atender o ponto doce das enzimas
  • Teste sem riscos
  • Linearmente escalável
  • económicamente viáveis
  • Seguro e simples de operar
  • Baixa manutenção
  • RoI rápido
  • favor do meio ambiente
Tanque ultrassônico agitado para processamento em lote

Tanque com ultrassônicos de 8kW (4x UIP2000hdT) e agitador

Processadores ultrassônicos de alto desempenho para reações enzimáticas

A Hielscher Ultrasonics é experiente há muito tempo na concepção, fabricação e distribuição de ultrassônicos de alto desempenho para aplicações de energia em laboratório e indústria. Nosso conhecimento e experiência em processamento ultrassônico sofisticado faz parte da oferta que oferecemos aos nossos clientes.
Orientamos nossos clientes desde a primeira consulta sobre testes de viabilidade e otimização de processos até a instalação e operação final do seu sistema ultrassônico.
Nossos dispositivos ultrassônicos controláveis precisamente permitem influenciar a atividade enzimática, cinética, propriedades termodinâmicas, bem como a temperatura de processamento.
Nosso portfólio de processadores ultrassônicos poderosos e confiáveis abrange toda a gama desde o dispositivo compacto de laboratório portátil até processadores de bancada e totalmente industriais. A partir de 200 watts para cima, todos os dispositivos ultrassônicos são equipados com um touch-display digital, software inteligente, controle remoto do navegador e protocolo de dados automáticos em um cartão SD integrado. O modo de ciclo de sônica individualmente ajustável (modo puls) permite definir e controlar a exposição enzimática (períodos de tempo e descanso) ao tratamento ultrassônico. A robustez dos equipamentos ultrassônicos da Hielscher permite a operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
1 a 500mL 10 a 200 mL / min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000hdT
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

Contate-Nos! / Pergunte-nos!

Solicite mais informações

Por favor, use o formulário abaixo para solicitar informações adicionais sobre processadores ultrassônicos, aplicativos e preço. Ficaremos felizes em discutir seu processo com você e oferecer-lhe um sistema ultrassônico atendendo aos seus requisitos!









Por favor, note que o nosso Política de Privacidade.


A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para dispersão, emulsificação e extração celular.

Homogeneizadores ultrassônicos de alta potência de Laboratório para piloto e Industrial escala.

Literatura / Referências



Fatos, vale a pena conhecer

Forças de Cavitação Acústica

Ultrassonação de baixa frequência e alta intensidade (aproximadamente 20 – 50kHz) causa cavitação acústica/ultrassônica que produz efeitos físicos, mecânicos e químicos. Os efeitos da cavitação acústica podem ser observados como a formação, o crescimento e o subsequente colapso violento das bolhas de vácuo minúsculas, que ocorrem devido às flutuações de pressão das ondas de ultrassom acopladas a um líquido. Durante a implosão das bolhas de cavitação, ocorrem os chamados pontos quentes, que se limitam ao pequeno espaço e à curta duração. Esses pontos quentes que ocorrem localmente são caracterizados por um aquecimento intenso de pelo menos 5000 K, pressões de até 1200 bar, e diferenciais de alta temperatura e pressão que ocorrem dentro de milissegundos. Gotículas e partículas do líquido são aceleradas em jatos líquidos com velocidades de até 208m/s.

A cavitação ultrassônica/acústica cria forças altamente intensas que ativam a superfície das enzimas e promovem a transferência de massa entre enzimas e substrato (Clique para ampliar!)

O tratamento ultrassônico das enzimas é baseado na cavitação acústica e suas forças de cisalhamento hidrodinâmico