Riciklimi i plastikës enzimatik i promovuar në mënyrë tejzanor
Polietileni tereftalati (PET) është një burim i madh mbetjesh që vjen kryesisht nga shishet e ujit dhe pijeve të përdorura. Deri kohët e fundit, riciklimi i PET rezultoi në plastikë me cilësi të ulët. Një enzimë e re mutant premton degradimin e PET në lëndë të parë të pacenuar, e cila mund të përdoret për plastika të reja me cilësi të lartë. Enzimat e promovuara me ultratinguj tregojnë një efikasitet më të lartë, duke përshpejtuar riciklimin enzimatik të plastikës dhe duke rritur kapacitetet e procesit.
Ultratinguj për riciklimin enzimatik të plastikës
Ultratingulli me intensitet të lartë dhe me frekuencë të ulët është i njohur për efektet e tij në reaksionet enzimatike. Sonication mund të përdoret për të dy, aktivizimin dhe inaktivizimin e enzimave. Sonicizimi i kontrolluar në amplituda të ulëta deri në mesatare aktivizon enzimat dhe nxit transferimin e masës midis enzimave dhe substratit, gjë që rezulton në rritjen e aktivitetit katalitik të enzimave.
Sonication ndryshon karakteristikat e enzimës duke nxitur aktivitetin e enzimës. Para-trajtimi i substratit me ultratinguj përshpejton reaksionet enzimatike.
Përzierja tejzanor promovoi transferimin e masës midis enzimave dhe substratit plastik, në mënyrë që enzima të mund të depërtojë dhe të degradojë shkrirjen e PET shumë kristalor. Si një teknologji me efikasitet energjetik dhe të lehtë për t'u përdorur, sonication ndihmon në riciklimin e PET me kosto efektive dhe miqësore me mjedisin.
Shpërndarja tejzanor e enzimës dhe substratit
Qethja dhe mikroturbulencat e krijuara në mënyrë ultrasonike janë të njohura për efikasitetin e tyre të lartë kur bëhet fjalë për shpërndarjen e aplikacioneve. Dispersioni i induktuar në mënyrë ultrasonike i agregateve enzimë si dhe i aglomerateve të substratit përmirëson aktivitetin katalitik enzimatik pasi shpërbërja e agregateve molekulare dhe aglomerateve rrit sipërfaqen aktive midis enzimave dhe substratit për reagim.
Enzima kutinazë e promovuar në mënyrë tejzanore
Sonicizimi ka treguar rezultate të mira në aktivizimin e enzimës utinazë Thc_Cut1 në lidhje me aktivitetin e saj të hidrolizës PET. Degradimi enzimatik i zgjeruar në mënyrë ultrasonike i PET rezultoi në një rritje 6.6-fish të produkteve të degradimit të lëshuar në krahasim me PET të patrajtuar. Një rritje e përqindjes kristalore (28%) në pluhurin dhe filmat PET rezultoi në rendimente më të ulëta të hidrolizës, të cilat mund të lidhen me disponueshmërinë e ulët të sipërfaqes. (krh. Nikolaivits et al. 2018)
- rrit aktivitetin e enzimës
- përshpejton reaksionet enzimatike
- rezulton në reagime më të plota
Rreth riciklimit enzimatik të plastikës
Enzima hidrolize e kompostit kutinaza e degës së gjetheve (LLC) gjendet në natyrë dhe pren lidhjet midis dy blloqeve të ndërtimit të polietilen tereftalatit (PET), tereftalatit dhe etilen glikolit. Megjithatë, efektiviteti i përgjithshëm i enzimës dhe ndjeshmëria e saj ndaj nxehtësisë janë faktorë kufizues të reagimit, të cilët reduktojnë ndjeshëm efikasitetin e procesit. Enzima e kutinazës së kompostos së degëve të gjetheve fillon të degradohet në 65°C, ndërsa proceset e degradimit të PET kërkojnë temperatura 72°C ose më të larta, temperatura në të cilën PET fillon të shkrihet. PET i shkrirë është faktor i rëndësishëm procesi pasi shkrirja ofron një sipërfaqe më të lartë ku enzima mund të punojë.
Hulumtuesit kanë ri-inxhinieruar enzimën e kutinazës së kompostit të degëve të gjetheve natyrale dhe kanë ndryshuar aminoacidet në vendet e saj të lidhjes. Kjo rezultoi në një enzimë mutant e cila tregon një aktivitet të rritur me 10,000 herë në thyerjen e lidhjeve PET (krahasuar me enzimën vendase LLC) dhe një stabilitet të përmirësuar ndjeshëm ndaj nxehtësisë. Kjo do të thotë se enzima e re mutant nuk shpërbëhet në 72°C, temperatura në të cilën PET fillon të shkrihet.
Shpërndarja tejzanor dhe aktivizimi i sipërfaqes nxit reaksionin katalitik të drejtuar në mënyrë enzimatike. Parametrat specifikë të sonikacionit si amplituda tejzanor, koha, temperatura dhe presioni mund të përshtaten saktësisht me llojin e enzimës për të rritur aktivitetin e saj katalitik. Parametrat e përpunimit tejzanor dhe efektet e tyre në enzima varen nga lloji specifik i enzimës, përbërja e saj aminoacide dhe struktura konformuese. Kështu, çdo lloj enzime ka kushte optimale të procesit në të cilat arrihet aktivizimi optimal i enzimës.
- Rritja e transferimit të masës
- Rritja e konstantës së normës
- Rritja e efikasitetit katalitik
- Pikërisht i kontrollueshëm për të përmbushur pikën e ëmbël të enzimave
- Testim pa rrezik
- I shkallëzuar në mënyrë lineare
- Me kosto efektive
- të sigurt dhe të thjeshtë për t'u përdorur
- mirëmbajtje e ulët
- ROI i shpejtë
- miqësore me mjedisin

Tank me ultrasonikë 8 kW (4x UIP2000hdT) dhe agjitator
Procesorë tejzanor me performancë të lartë për reaksione enzimatike
Hielscher Ultrasonics ka një përvojë të gjatë në projektimin, prodhimin dhe shpërndarjen e ultrazërit me performancë të lartë për aplikime të energjisë në laborator dhe industri. Njohuritë dhe përvoja jonë në përpunimin e sofistikuar tejzanor është pjesë e ofertës që ne ofrojmë klientëve tanë.
Ne i udhëzojmë klientët tanë që nga konsultimi i parë mbi testimin e fizibilitetit dhe optimizimin e procesit deri në instalimin dhe funksionimin përfundimtar të sistemit tuaj tejzanor.
Pajisjet tona tejzanor të kontrollueshme saktësisht lejojnë të ndikojnë në aktivitetin e enzimës, kinetikën, vetitë termodinamike si dhe temperaturën e përpunimit.
Portofoli ynë i përpunuesve të fuqishëm dhe të besueshëm me ultratinguj mbulon gamën e plotë nga pajisja kompakte laboratorike e dorës deri te përpunuesit në stol dhe plotësisht industrialë. Nga 200 watts e lart, të gjitha pajisjet ultrasonike janë të pajisura me një ekran dixhital me prekje, softuer inteligjent, kontroll në distancë të shfletuesit dhe protokollim automatik të të dhënave në një kartë SD të integruar. Modaliteti i ciklit të tingullit të rregullueshëm individualisht (modaliteti puls) ju lejon të vendosni dhe kontrolloni ekspozimin e enzimës (koha dhe periudhat e pushimit) ndaj trajtimit me ultratinguj. Fortësia e pajisjeve ultrasonike të Hielscher lejon funksionimin 24/7 në punë të rënda dhe në mjedise kërkuese.
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:
Vëllimi i grupit | Shkalla e rrjedhjes | Pajisjet e rekomanduara |
---|---|---|
1 deri në 500 ml | 10 deri në 200 ml/min | UP100H |
10 deri në 2000 ml | 20 deri në 400 ml/min | UP200Ht, UP400 St |
0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
10 deri në 100 litra | 2 deri në 10 l/min | UIP4000hdT |
na | 10 deri në 100 l/min | UIP16000 |
na | më të mëdha | grumbull i UIP16000 |
Na kontaktoni! / Na pyesni!

Homogjenizues tejzanor me fuqi të lartë nga laboratori te pilot dhe industriale shkallë.
Literatura / Referencat
- 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.
Fakte që ia vlen të dihen
Forcat e kavitacionit akustik
Ultratinguj me frekuencë të ulët dhe me intensitet të lartë (rreth 20 – 50 kHz) shkakton kavitacion akustik/tejzanor i cili prodhon efekte fizike, mekanike dhe kimike. Efektet e kavitacionit akustik mund të vërehen si formimi, rritja dhe kolapsi pasues i dhunshëm i flluskave të vogla të vakumit, të cilat ndodhin për shkak të luhatjeve të presionit të valëve ultratinguj të shoqëruara në një lëng. Gjatë shpërthimit të flluskave të kavitacionit, ndodhin të ashtuquajturat pika të nxehta, të cilat kufizohen në hapësirë të vogël dhe kohëzgjatje të shkurtër. Ato pika të nxehta lokale karakterizohen nga ngrohje intensive prej të paktën 5000 K, presione deri në 1200 bar dhe diferenca të larta të temperaturës dhe presionit që ndodhin brenda milisekondave. Pikat dhe grimcat e lëngut përshpejtohen në avionë të lëngshëm me shpejtësi deri në 208 m/s.