Hielscher Ultrasonics
Мы будем рады обсудить ваш процесс.
Звоните нам: +49 3328 437-420
Напишите нам: info@hielscher.com

Ферментативная переработка пластика под ультразвуковым контролем

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) является огромным источником отходов, поступающих в основном от использованных бутылок из-под воды и напитков. До недавнего времени переработка ПЭТ приводила к низкому качеству пластика. Новый мутантный фермент обещает деградацию ПЭТ в первозданное сырье, которое может быть использовано для производства новых высококачественных пластиков. Ферменты, продвигаемые ультразвуком, демонстрируют более высокую эффективность, ускоряя ферментативную переработку пластмасс и увеличивая технологические мощности.

Ультразвуковое исследование для ферментативной переработки пластика

Из использованных пластиковых бутылок образуется большое количество пластиковых отходов. Ультразвуково-ферментативная обработка является эффективным методом переработки пластика.Высокоинтенсивная низкочастотная ультразвукизация хорошо известна своим влиянием на ферментативные реакции. Ультразвуковая обработка может использоваться как для активации, так и для инактивации ферментов. Контролируемая ультразвук при низких и средних амплитудах активирует ферменты и способствует массообмену между ферментами и субстратом, что приводит к повышению каталитической активности ферментов.
Ультразвуковая обработка изменяет характеристики ферментов, тем самым способствуя активности ферментов. Ультразвуковая предварительная обработка субстрата ускоряет ферментативные реакции.
Ультразвуковое перемешивание способствовало массопереносу между ферментами и пластиковой подложкой, так что фермент может проникать и разрушать расплав высококристаллического ПЭТ. Являясь энергоэффективной и простой в эксплуатации технологией, ультразвуковая обработка помогает перерабатывать ПЭТ экономически эффективным и экологически чистым способом.

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности.




Ультразвуковая обработка, известная как ультразвуковая обработка, может способствовать ферментативным реакциям, например, ферментативному разложению пластика для переработки

Ультразвуковая система для интенсификации ферментативных реакций

Ультразвуковое диспергирование фермента и субстрата

Ультразвуковые сдвиговые и микротурбулентности хорошо известны своей высокой эффективностью, когда речь идет о диспергирующих приложениях. Индуцированное ультразвуковым излучением диспергирование ферментных агрегатов, а также агломератов субстрата улучшает ферментативную каталитическую активность, так как расщепление молекулярных агрегатов и агломератов увеличивает площадь активной поверхности между ферментами и субстратом для реакции.

Фермент кутиназы под ультразвуковым действием

Ультразвуковая обработка показала хорошие результаты в активации фермента утиназы Thc_Cut1 в отношении его гидролизной активности ПЭТ. Усиленная ультразвуком ферментативная деградация ПЭТФ привела к увеличению выделяемых продуктов распада в 6,6 раза по сравнению с необработанным ПЭТ. Увеличение кристаллического процента (28%) в порошке и пленках ПЭТ приводило к снижению выхода гидролиза, что может быть связано с уменьшением доступности поверхности. (ср. Nikolaivits et al. 2018)

Ультразвуковое воздействие на ферментативные реакции:

  • усиливает активность ферментов
  • ускоряет ферментативные реакции
  • приводит к более полным реакциям

О компании Enzymatic Plastic Recycling

Фермент гидролиз компостной кутиназы из листьев и ветвей (LLC) встречается в природе и разрывает связи между двумя строительными блоками полиэтилентерефталата (ПЭТ), терефталатом и этиленгликолем. Тем не менее, общая эффективность фермента и его чувствительность к теплу являются ограничивающими факторами реакции, которые значительно снижают эффективность процесса. Фермент кутиназы компоста из листьев и ветвей начинает разлагаться при 65 °C, в то время как для процессов разложения ПЭТ требуется температура 72 °C или выше, при которой ПЭТ начинает плавиться. Расплавленный ПЭТ является важным технологическим фактором, поскольку расплав обеспечивает большую площадь поверхности, на которую фермент может воздействовать.
Исследователи заново спроектировали встречающийся в природе фермент кутиназы компоста из листьев и ветвей и изменили аминокислоты в местах его связывания. В результате был получен мутантный фермент, который демонстрирует повышенную в 10 000 раз активность в разрыве ПЭТ-связей (по сравнению с нативным ферментом LLC) и значительно улучшенную термостабильность. Это означает, что новый мутантный фермент не разрушается при температуре 72°C, при которой ПЭТ начинает плавиться.
Ультразвуковое диспергирование и поверхностная активация способствуют ферментативной каталитической реакции. Конкретные параметры ультразвуковой обработки, такие как амплитуда ультразвука, время, температура и давление, могут быть точно настроены на тип фермента для повышения его каталитической активности. Параметры ультразвуковой обработки и их влияние на ферменты зависят от конкретного типа фермента, его аминокислотного состава и конформационной структуры. Таким образом, каждый тип фермента имеет оптимальные условия процесса, при которых достигается оптимальная активация фермента.

Преимущества ультразвуковой обработки

  • Повышенный массоперенос
  • Увеличена константа скорости
  • Повышенная каталитическая эффективность
  • Точно контролируется в соответствии с зоной наилучшего восприятия ферментов
  • Тестирование без риска
  • Линейно масштабируемая
  • Рентабельный
  • Безопасность и простота в эксплуатации
  • Низкие эксплуатационные расходы
  • Быстрая окупаемость инвестиций
  • экологичность
Ультразвуковой резервуар с перемешиванием для периодической обработки

Бак с ультразвуковыми аппаратами мощностью 8 кВт (4x УИП2000HDT) и мешалкой

Высокопроизводительные ультразвуковые процессоры для ферментативных реакций

Компания Hielscher Ultrasonics имеет многолетний опыт в разработке, производстве и распространении высокопроизводительных ультразвуковых аппаратов для силовых применений в лабораториях и промышленности. Наши знания и опыт в области сложной ультразвуковой обработки являются частью предложения, которое мы предоставляем нашим клиентам.
Мы сопровождаем наших клиентов от первой консультации, технико-экономического обоснования и оптимизации процесса до окончательной установки и эксплуатации вашей ультразвуковой системы.
Наши точно управляемые ультразвуковые приборы позволяют влиять на активность ферментов, кинетику, термодинамические свойства, а также на температуру обработки.
Наш ассортимент мощных и надежных ультразвуковых процессоров охватывает весь спектр от компактных портативных лабораторных устройств до настольных и полностью промышленных процессоров. От 200 Вт и выше, все ультразвуковые устройства оснащены цифровым сенсорным дисплеем, интеллектуальным программным обеспечением, удаленным управлением через браузер и автоматическим протоколированием данных на встроенной SD-карте. Индивидуально настраиваемый режим цикла ультразвуковой обработки (импульсный режим) позволяет настраивать и контролировать воздействие фермента (время и периоды покоя) на ультразвуковую обработку. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:

Объем партии Расход Рекомендуемые устройства
от 1 до 500 мл От 10 до 200 мл/мин УП100Ч
от 10 до 2000 мл от 20 до 400 мл/мин УП200Хт, УП400Ст
0.1 до 20 л 0от 0,2 до 4 л/мин УИП2000HDT
От 10 до 100 л От 2 до 10 л/мин УИП4000HDT
н.а. От 10 до 100 л/мин UIP16000
н.а. больше Кластер UIP16000

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, чтобы запросить дополнительную информацию об ультразвуковых процессорах, их применении и цене. Мы будем рады обсудить с вами Ваш процесс и предложить Вам ультразвуковую систему, отвечающую Вашим требованиям!









Обратите внимание на наши политика конфиденциальности.




Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы для диспергирования, эмульгирования и экстракции клеток.

Мощные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому пилот и промышленный шкала.



Литература / Литература


Факты, которые стоит знать

Акустические кавитационные силы

Низкочастотное, высокоинтенсивное ультразвуковое исследование (прибл. 20 – 50 кГц) вызывает акустическую/ультразвуковую кавитацию, которая приводит к физическим, механическим и химическим эффектам. Эффекты акустической кавитации можно наблюдать в виде образования, роста и последующего сильного схлопывания мельчайших вакуумных пузырьков, которые происходят из-за колебаний давления ультразвуковых волн, связанных в жидкость. Во время схлопывания кавитационных пузырей возникают так называемые горячие точки, которые ограничены небольшим пространством и короткой продолжительностью. Эти локально возникающие горячие точки характеризуются интенсивным нагревом не менее 5000 К, давлением до 1200 бар и высокими перепадами температур и давления, возникающими в течение миллисекунд. Капли и частицы жидкости ускоряются в струи жидкости со скоростью до 208 м/с.

Ультразвуковая / акустическая кавитация создает высокоинтенсивные силы, которые активируют поверхность ферментов и способствуют массопереносу между ферментами и субстратом (Нажмите, чтобы увеличить!)

Ультразвуковая обработка ферментов основана на акустической кавитации и ее гидродинамических сдвиговых силах

Мы будем рады обсудить ваш процесс.

Let's get in contact.