Ултразвучно промовисано ензимско рециклирање пластике

Полиетилен терефталат (ПЕТ) је огроман извор отпада који долази углавном из коришћених боца воде и пића. До недавно је рециклирање ПЕТ-а резултирало пластиком ниског квалитета. Нови мутантни ензим обећава деградацију ПЕТ-а у нетакнуту сировину, која се може користити за нову висококвалитетну пластику. Ултразвучно промовисани ензими показују већу ефикасност, убрзавајући ензимску рециклажу пластике и повећавајући капацитете процеса.

Ултрасоницатион за ензимско рециклирање пластике

Ултразвук високог интензитета, ниске фреквенције је добро познат по својим ефектима на ензимске реакције. Соникација се може користити и за активацију и за инактивацију ензима. Контролисана соникација при малим до средњим амплитудама активира ензиме и промовише пренос масе између ензима и супстрата, што резултира повећаном каталитичком активношћу ензима.
Соникација мења карактеристике ензима и на тај начин промовише активност ензима. Ултразвучна предтретман супстрата убрзава ензимске реакције.
Ултразвучно мешање је подстакло пренос масе између ензима и пластичне подлоге, тако да ензим може да продре и разгради растоп високо кристалног ПЕТ-а. Као енергетски ефикасна и лака за руковање технологија, соникација помаже да се ПЕТ рециклира исплативо и еколошки прихватљиво.

Ултразвучна дисперзија ензима и супстрата

Ултразвучно генерисано смицање и микро-турбуленције су добро познате по својој високој ефикасности када је у питању дисперговање. Ултразвучно индукована дисперзија агрегата ензима као и агломерата супстрата побољшава ензимску каталитичку активност пошто разлагање молекуларних агрегата и агломерата повећава активну површину између ензима и супстрата за реакцију.

Ултразвучно промовисан ензим кутиназа

Соникација је показала добре резултате у активацији ензима утиназе Тхц_Цут1 у погледу његове активности ПЕТ хидролизе. Ултразвучно појачана ензимска деградација ПЕТ-а резултирала је 6,6 пута повећањем ослобођених продуката разградње у поређењу са нетретираним ПЕТ-ом. Повећање процента кристала (28%) у ПЕТ праху и филмовима резултирало је нижим приносима хидролизе, што би могло бити повезано са смањеном доступношћу површине. (уп. Николаивитс ет ал. 2018)

О ензимском рециклирању пластике

Ензим за хидролизу компост кутиназе листова грана (ЛЛЦ) се јавља у природи и сече везе између два градивна блока полиетилен терефталата (ПЕТ), терефталата и етилен гликола. Међутим, укупна ефикасност ензима и његова осетљивост на топлоту су фактори који ограничавају реакцију, који значајно смањују ефикасност процеса. Ензим кутиназе компоста грана листа почиње да се разграђује на 65°Ц, док процеси разградње ПЕТ захтевају температуре од 72°Ц или више, температура на којој ПЕТ почиње да се топи. Растопљени ПЕТ је важан процесни фактор јер талина нуди већу површину на којој ензим може да ради.
Истраживачи су реконструисали природни ензим кутиназе компоста лисних грана и променили аминокиселине на местима његовог везивања. Ово је резултирало мутираним ензимом који показује повећану активност за 10.000 пута у разбијању ПЕТ веза (у поређењу са природним ЛЛЦ ензимом) и значајно побољшану топлотну стабилност. То значи да се нови мутантни ензим не разлаже на 72°Ц, температури на којој ПЕТ почиње да се топи.
Ултразвучно дисперговање и површинска активација промовише ензимски вођену каталитичку реакцију. Специфични параметри ултразвучне обраде као што су ултразвучна амплитуда, време, температура и притисак могу се тачно подесити на тип ензима да би се повећала његова каталитичка активност. Параметри ултразвучне обраде и њихов утицај на ензиме зависе од специфичног типа ензима, његовог аминокиселинског састава и конформационе структуре. На тај начин, сваки тип ензима има оптималне процесне услове под којима се постиже оптимална активација ензима.

Ултразвучни процесори високих перформанси за ензимске реакције

Хиелсцхер Ултрасоницс има дугогодишње искуство у пројектовању, производњи и дистрибуцији ултрасоникатора високих перформанси за енергетске апликације у лабораторији и индустрији. Наше знање и искуство у софистицираној ултразвучној обради део је понуде коју пружамо нашим купцима.
Водимо наше клијенте од прве консултације преко тестирања изводљивости и оптимизације процеса до коначне инсталације и рада вашег ултразвучног система.
Наши ултразвучни уређаји који се прецизно могу контролисати омогућавају утицај на активност ензима, кинетику, термодинамичка својства као и температуру обраде.
Наш портфељ моћних и поузданих ултразвучних процесора покрива читав спектар од компактног ручног лабораторијског уређаја до стоних и потпуно индустријских процесора. Од 200 вати навише, сви ултразвучни уређаји су опремљени дигиталним екраном на додир, интелигентним софтвером, даљинском контролом претраживача и аутоматским протоколом података на интегрисаној СД картици. Индивидуално подесиви режим циклуса соникације (пулс режим) омогућава подешавање и контролу изложености ензимима (време и период одмора) ултразвучном третману. Робусност Хиелсцхерове ултразвучне опреме омогућава 24/7 рад у тешким условима иу захтевним окружењима.
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата: