Ultrazvočno spodbujati encimsko plastično recikliranje
Ultrasonication za encimsko recikliranje plastike
Visoka intenzivnost, nizke frekvence ultrasonication je dobro znan po svojih učinkih na encimskih reakcij. Ultrazvoka se lahko uporablja za oboje, aktiviranje in inaktivacijo encimov. Nadzorovano ultrazvočno razbijanje pri nizkih do srednjih amplitude aktivira encime in pospešuje množični prenos med encimi in substratom, kar ima za posledico povečano katalitsko aktivnost encimov.
Ultrazvoka spremembe encimov značilnosti s čimer se spodbuja encimsko aktivnost. Ultrazvočni substrat predobdelava pospešuje encimskih reakcij.
Ultrasonic mešanje spodbujati množični prenos med encimi in plastični substrat, tako da lahko encim prodrejo in razgradijo taline zelo kristalinično PET. Kot energetsko učinkovit in enostaven za uporabo tehnologije, ultrazvoka pomaga reciklirati PET stroškovno učinkovito in okolju prijazno.
Ultrazvočna disperzija encima in substrata
Ultrasonically ustvarila strižne in mikro turbulenc so dobro znani po svojih visoko učinkovitost, ko gre za razprševanje aplikacij. Ultrazvočno inducirana disperzija encimskih agregatov, kot tudi iz substrata aglomerati izboljšuje encimsko katalitično aktivnost, saj razčlenitev molekularnih agregatov in aglomeratov povečuje aktivno površino med encimi in substrat za reakcijo.
UIP4000hdT, 4000 w močan ultrazvočni procesor
Ultrasonically spodbujati Cutinase encim
Ultrazvoka je pokazala dobre rezultate pri aktivaciji encima utinase Thc_Cut1 v zvezi s svojo dejavnost PET hidrolize. Ultrazvočno okrepljeno encimsko razgradnjo PET povzročilo 6,6-kratno povečanje sproščenih razgradnih produktov v primerjavi z nezdravljenimi PET. Povečanje kristalnega odstotka (28%) v PET prašek in filmi so povzročili nižjo hidrolizo donos, ki bi lahko bila povezana z zmanjšano površino avaialbility. (prim. Nikolaivits et al. 2018)
- povečuje encimsko aktivnost
- pospešuje encimske reakcije
- rezultate v popolnejših reakcijah
O encimsko recikliranje plastike
Hidrolizirajo encim Leaf-podružnica kompost cutinase (LLC) se pojavlja v naravi in kosi obveznic med dvema gradnikov polietilentereftalata (pet), tereftalata in etilenglikol. Vendar pa je encim splošno učinkovitost in njegovo toplotno občutljivost so reakcije omejevanje dejavnikov, ki zmanjšujejo učinkovitost procesa bistveno. Leaf-podružnica kompost cutinase encim začne razgradijo pri 65 ° c, medtem ko PET degradacijski procesi zahtevajo temperature 72 ° c ali več, temperatura, pri kateri PET začne taline. Staljeno PET je pomemben faktor procesa, saj taline ponuja višjo površino, kjer lahko encim dela na.
Reasearchers so ponovno inženirstva naravno prisotnih Leaf-podružnica kompost cutinase encim in spremenjene aminokisline na svojih zavezujočih straneh. To je povzročilo mutant encim, ki kaže povečano aktivnost, ki ga 10.000-krat v breaking PET obveznic (v primerjavi z native LLC encim) in bistveno izboljšano toplotno stabilnost. To pomeni, da se novi mutantni encim ne razlomi pri 72 ° c, pri temperaturi, pri kateri se PET začne topiti.
Ultrazvočni razprševanje in površinsko aktiviranje spodbuja encimsko usmerjenih katalitične reakcije. Posebne parametre ultrazvoka, kot so ultrazvočni amplitudo, čas, temperatura in tlak lahko natančno naravnani na encim tipa povečati svojo katalitsko aktivnost. Ultrazvočni parametri predelave in njihove učinke na encime odvisna od posebnega encima tipa, njegove aminokisline sestavo in konformacijsko strukturo. S tem ima vsaka vrsta encima optimalne procesne pogoje, pod katerimi je dosežena optimalna encimska aktivacija.
- povečana masa prenos
- Povečana stopnja konstanta
- Povečana katalitska učinkovitost
- Natančno nadzorovati, da izpolnjujejo encimov sladko spot
- Brez tveganja testiranje
- Linearno razširljivo
- stroškovno učinkovito
- Varna in enostavna za delovanje
- Nizki stroški vzdrževanja
- hitro RoI
- okolju prijazna
Tank z 8kW ultrasonicators (4x UIP2000hdT) in mešalec
Visoko zmogljivih ultrazvočnih procesorjev za Encimatske reakcije
Hielscher Ultrazvočna je dolgoletno izkušeni pri načrtovanju, proizvodnji in distribucijo visoko zmogljivih ultrasonicators za uporabo energije v laboratoriju in industriji. Naše znanje in izkušnje v prefinjeni ultrazvočni obdelavi je del ponudbe nudimo našim strankam.
Naše stranke vodimo od prvega posvetovanja o testiranju izvedljivosti in optimizaciji procesov do končne namestitve in delovanja vašega ultrazvočnega sistema.
Naša natančno nadzorovati ultrazvočne naprave omogočajo, da vplivajo na encimsko aktivnost, kinetiko, termodinamične lastnosti, kot tudi predelave temperature.
Naš portfelj močnih in zanesljivih ultrazvočnih procesorjev zajema celoten razpon od kompaktnih ročni laboratorij naprave za klop-top in v celoti industrijskih procesorjev. Od 200 vatov navzgor, vse ultrazvočne naprave so opremljeni z digitalnim zaslonom na dotik, inteligentna programska oprema, daljinsko upravljanje brskalnika in avtomatski podatki protocolling na integrirano kartico SD. Individualno nastavljiv način sonifikacijo cikel (Puls mode) omogoča, da določi in nadzor encima izpostavljenosti (čas in počitek obdobij) za ultrazvočno zdravljenje. Robustnost Hielscher je Ultrazvočna oprema omogoča 24/7 delovanje na težka in v zahtevnih okoljih.
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:
| serija Volume | Pretok | Priporočena naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 00,1 do 20L | 00,2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L / min | UIP4000hdT |
| ni podatkov | 10 do 100L / min | UIP16000 |
| ni podatkov | večja | gruča UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!
Visoke moči ultrazvočni homogenizers iz laboratorij do Pilot in Industrijski lestvica.
Literatura/reference
- V. Tournier, C. M. Topham, A. Gilles, B. David, C. Folgoas, E. Moya-Leclair, E. Kamionka, M.-L. Desrousseaux, H. Texier, S. Gavalda, M. Cot, E. Guémard, M. Dalibey, J. Nomme, G. Cioci, S. Barbe, M. Chateau, I. André, S. Duquesne, A. Marty (2020): An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles. Nature 580(7802): 216-219.
- Efstratios Nikolaivits, Maria Kanelli, Maria Dimarogona, Evangelos Topakas (2018): A Middle-Aged Enzyme Still in Its Prime: Recent Advances in the Field of Cutinases. Catalysts 2018, 8, 612.
- Pellis, A.; Gamerith, C.; Ghazaryan, G.; Ortner, A.; Herrero Acero, E.; Guebitz, G.M. (2016): Ultrasound-enhanced enzymatic hydrolysis of poly(ethylene terephthalate). Bioresour. Technol. 218, 2016. 1298–1302.
- Meliza Lindsay Rojas; Júlia Hellmeister Trevilin; Pedro Esteves Duarte Augusto (2016): The ultrasound technology for modifying enzyme activity. Scientia Agropecuaria 7 /2, 2016. 145–150.
- Shamraja S. Nadar; Virendra K. Rathod (2017): Ultrasound assisted intensification of enzyme activity and its properties: a mini-review. World J Microbiol Biotechnol 2017, 33:170.
Dejstva je treba vedeti
Akustične kavitacije sile
Nizkofrekvenčni, visoko intenziven ultrasonication (cca. 20 – 50kHz) povzroča akustično/ultrazvočno kavitacijo, ki proizvaja fizikalne, mehanske in kemijske učinke. Učinke akustične kavitacije je mogoče opaziti kot nastajanje, rast in posledično nasilno propad minute vakuumske mehurčke, ki se pojavijo zaradi nihanja tlaka ultrazvočnih valov skupaj v tekočino. Med implozijo kavitacije mehurčkov, tako imenovane vroče lise pojavijo, ki so omejeni na majhnem prostoru in kratkem času. Za tiste, ki se lokalno pojavljajo, je značilno intenzivno segrevanje vsaj 5000 K, tlaki do 1200 bara in visoke temperaturne in tlačne razlike, ki se pojavljajo v milisekundah. Kapljice in delci tekočine se pospešeno spuščajo v tekoča curki z hitrosti do 208m/s.
Ultrazvočni zdravljenje encimov temelji na akustično kavitacijo in njene hidrodinamične strižne sile