Hielscher Ultrazvukové technológie

Ultrasonicky podporovaná enzymatická Recyklácia plastov

Polyetyléntereftalát (PET) je obrovský zdroj odpadu, ktorý pochádza prevažne z použitej vody a nápojových fliaš. Až donedávna recyklácia PET vyústila do nízkej kvality plastov. Nový mutantný enzým sľubuje degradáciu domáceho maznáčika na nedotknutú surovinu, ktorá môže byť použitá pre nové vysoko kvalitné plasty. Ultrazvukovo podporované enzýmy vykazujú vyššiu efektivitu, urýchľujú enzymatickú recykláciu plastov a zvyšujú kapacity procesu.

Ultrazvukom pre enzymatickú recykláciu plastov

High-intenzita, nízkofrekvenčné ultrazvukom je dobre známy pre jeho účinky na enzymatické reakcie. Sonikácia môže byť použitá pre obe, Aktivácia a inaktivácia enzýmov. Riadené ultrazvukom pri nízkych až stredných amplitúdy aktivuje enzýmy a podporuje prenos hmoty medzi enzýmami a substrátom, čo vedie k zvýšenej katalytickej aktivity enzýmov.
Sonikácia mení enzýmové charakteristiky, čím podporuje aktivitu enzýmov. Ultrazvukový substrát predúprava urýchľuje enzymatické reakcie.
Ultrazvukové miešanie podporoval prenos hmoty medzi enzýmami a plastovým substrátom, takže enzým môže preniknúť a degradovať taveniny vysoko kryštalického domáceho maznáčika. Ako energeticky úsporná a ľahko ovládacia technológia, ultrazvukom pomáha recyklovať PET nákladovo-efektívne a ekologicky šetrné.

Ultrazvukový rozptyl enzýmu a substrátu

Ultrasonically generované šmyku a mikro-turbulencie sú dobre známe pre ich vysokú účinnosť, pokiaľ ide o rozptýľuje aplikácie. Rozpúšťadle indukovanej rozptyl enzýmových agregátov, ako aj substrátu aglomerátov zlepšuje enzymatickú katalytickú aktivitu, pretože členenie molekulárnych agregátov a aglomeráty zvyšuje aktívnu povrchovú plochu medzi enzýmami a substrátom pre reakciu.

Ultrazvukový procesor UIP4000hdT, 4kW Výkonný Ultrazvukový reaktor

UIP4000hdT, a 4000 wattov Výkonný Ultrazvukový procesor

Žiadosť o informácie





Rozpúšťadle podporovaný Cutinase enzýmu

Sonikácia ukázala dobré výsledky v aktivácii enzýmu utinase Thc_Cut1 v súvislosti so svojou aktivitou PET hydrolýzy. Rozpúšťadle zvýšená enzymatická degradácia PET vyústila v 6,6-násobný nárast uvoľnenej degradácie produktov v porovnaní s neliečeným PET. Zvýšenie kryštalického percenta (28%) v PET prášok a filmy vyústili v nižších výťažnosti hydrolýzy, ktoré by mohli súvisieť so zníženou povrchovou avaialbility. (porovnaj Nikolaivits et al. 2018)

Ultrazvukové účinky na enzymatické reakcie:

  • zlepšuje aktivitu enzýmov
  • urýchľuje enzýmové reakcie
  • výsledky v úplnejšie reakcie

O enzymatickej recyklácii plastov

Hydrolyzný enzým Leaf-pobočka kompostu cutinase (LLC) sa vyskytuje v prírode a kusy dlhopisov medzi dvoma stavebnými kameňmi polyetyléntereftalátu (PET), tereftalát a etylénglykol. Celková účinnosť enzýmu a jeho tepelná citlivosť sú však faktory obmedzujúce reakciu, ktoré významne znižujú účinnosť procesu. Leaf-pobočka kompostu cutinase enzým začína degradovať pri 65 ° c, zatiaľ čo PET degradačné procesy vyžadujú teplotu 72 ° c alebo vyššiu, teplota, pri ktorej PET začne topiť. Roztavený MAZNÁČIK je dôležitým procesný faktor, pretože Melt ponúka vyššiu plochu, kde enzým môže pracovať.
Reasearchers majú re-inžinierstva prirodzene sa vyskytujúce Leaf-pobočka kompostu cutinase enzýmu a zmenila aminokyseliny na svojich väzbách miestach. To viedlo k mutant enzým, ktorý ukazuje zvýšenú aktivitu 10 000 krát v lámanie PET dlhopisov (v porovnaní s natívne LLC enzýmu) a výrazne zlepšila tepelná stabilita. To znamená, že nový mutant enzým nerozmizne pri 72 ° c, teplota, pri ktorej PET začne topiť.
Ultrazvukové disperzačné a povrchové aktivácie podporuje enzymaticky riadené katalytické reakcie. Špecifické parametre ultrazvukom, ako je ultrazvuková amplitúda, čas, teplota a tlak, možno presne naladiť na typ enzýmu, aby sa zvýšila jeho katalytická aktivita. Parametre ultrazvukového spracovania a ich účinky na enzýmy závisia od konkrétneho typu enzýmu, jeho zloženia aminokyselín a konštruktúry. Preto každý typ enzýmu má optimálne procesné podmienky, za ktorých sa dosahuje optimálna Aktivácia enzýmu.

Výhody ultrazvukom

  • zvýšený prenos hmoty
  • Zvýšenie konštantnej sadzby
  • Zvýšená katalytická účinnosť
  • Presne kontrolovateľné, aby spĺňali enzýmy ' sweet spot
  • Riskfree testovanie
  • Lineárne škálovateľné
  • Nákladovo efektívne
  • Bezpečné a jednoduché ovládanie
  • nízka údržba
  • rýchle RoI
  • Šetrné k životnému prostrediu
Miešaný Ultrazvukový tank pre dávkové spracovanie

Nádrž s ultrasonicators 8kW (4x UIP2000hdT) a miešač

Vysoko výkonné ultrazvukové procesory pre enzymatické reakcie

Hielscher ultrazvukom je dlho-čas skúsený pri navrhovaní, výrobe a distribúcii high-výkon ultrasonicators pre napájanie aplikácií v laboratóriu a priemysle. Naše vedomosti a skúsenosti v sofistikovanom ultrazvukovom spracovaní sú súčasťou ponuky, ktorú poskytujeme našim zákazníkom.
Našim zákazníkom usmerávame od prvej konzultácie po testovaní uskutočniteľnosti a optimalizácii procesov až po konečnú inštaláciu a prevádzku vášho ultrazvukového systému.
Naše presne kontrolovateľné Ultrazvukové prístroje umožňujú ovplyvňovať aktivitu enzýmov, kinetiku, termodynamické vlastnosti, ako aj teplotu spracovania.
Naše portfólio výkonných a spoľahlivých ultrazvukových procesorov pokrýva celý sortiment z kompaktného ručne usporiadaných laboratórnych zariadení až po stolové a plne priemyselné procesory. Od 200 wattov smerom nahor sú všetky Ultrazvukové prístroje vybavené digitálnym dotykovým displejom, inteligentným softvérom, diaľkovým ovládaním a automatickým protokolovaným údajom na integrovanej SD karte. Individuálne nastaviteľný režim sonikácie cyklu (Puls Mode) umožňuje nastaviť a kontrolovať expozíciu enzýmu (čas a odpočinok) na ultrazvukové ošetrenie. Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje prevádzku 24/7 v ťažkých a náročných prostrediach.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šarže prietok Odporúčané Devices
1 až 500mL 10 až 200mL/min UP100H
10 až 2000mL 20 až 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 02 až 4 l / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
neuv 10 až 100 l / min UIP16000
neuv väčšia strapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Prosím, použite formulár nižšie požiadať o ďalšie informácie o ultrazvukové procesory, aplikácie a ceny. Budeme radi diskutovať o vašom procese s vami a ponúknuť vám Ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky!









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Hielscher Ultrasonics vyrába vysoko výkonné ultrazvukové homogenizers pre disperziu, emulgáciu a extrakciu buniek.

Vysoko výkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na Pilot a Priemyselný Rozsahu.

Literatúra/referencie



Fakty stojí za to vedieť

Akustické kavitácie sily

Nízkofrekvenčná ultrazvuka s vysokou intenzitou (cca 20 – 50kHz) spôsobuje akustickú/ultrazvukovú kavitáciu, ktorá produkuje fyzikálne, mechanické a chemické účinky. Účinky akustickej kavitácie možno pozorovať ako vznik, rast a následné násilné kolaps minútových vákuových bublín, ktoré sa vyskytujú v dôsledku kolísania tlaku ultrazvukových vĺn spojených do kvapaliny. Počas imploze kavitácie bubliny, tak-zvané horúce škvrny vyskytujú, ktoré sú obmedzené na malý priestor a krátke trvanie. Tieto lokálne sa vyskytujúce Hot-škvrny sú charakterizované intenzívne vykurovanie najmenej 5000 K, tlaky až 1200 Bar, a vysoké teploty a tlakové diferenciály vyskytujúce sa v milisekundách. Kvapôčky a častice kvapaliny sa zrýchľujú do kvapalných trysiek s velomestami až do 208m/s.

Ultrasonic / acoustic cavitation creates highly intense forces which activates the surface of enzymes and promotes the mass transfer between enzymes and substrate (Click to enlarge!)

Ultrazvuková liečba enzýmov je založená na akustickej kavitácii a jeho hydrodynamické šmykové sily