Ultraljud främjas enzymatiska plast återvinning

Polyetentereftalat (PET) är en stor avfallskälla som huvudsakligen kommer från begagnade vatten- och dryckesflaskor. Fram till nyligen resulterade återvinning av PET i plast av låg kvalitet. Ett nytt mutantt enzym lovar nedbrytning av PET till orörd råvara, som kan användas för nya högkvalitativa plaster. Ultraljud främjas enzymer visar en högre effektivitet, påskynda enzymatisk återvinning av plast och öka processkapacitet.

Ultraljud för enzymatisk plast återvinning

Högintensiv, lågfrekvent ultraljud är känd för sina effekter på enzymatiska reaktioner. Ultraljudsbehandling kan användas för båda, aktivering och inaktivering av enzymer. Kontrollerad ultraljudsbehandling vid låga till medelstora amplituder aktiverar enzymer och främjar massöverföringen mellan enzymer och substrat, vilket resulterar i ökad katalytisk aktivitet av enzymer.
Ultraljudsbehandling ändrar enzymeegenskaper och därigenom främja enzymaktivitet. Ultraljud substrat förbehandling accelererar enzymatiska reaktioner.
Ultraljud blandning främjas massöverföring mellan enzymer och plastsubstrat, så att enzymet kan tränga in och försämra smältan av mycket kristallina PET. Som en energieffektiv och lättmanövrerad teknik hjälper ultraljudsbehandling till att återvinna PET kostnadseffektivt och miljövänligt.

Ultraljud dispersion av enzym och substrat

Ultraljud genererade skjux- och mikroturbulens är kända för sin höga effektivitet när det gäller dispergeringsapplikationer. Ultraljud inducerad spridning av enzym aggregat samt substrat agglomerat förbättrar enzymatisk katalytisk aktivitet eftersom nedbrytningen av molekylära aggregat och agglomerat ökar den aktiva ytan mellan enzymer och substrat för reaktion.

Ultraljud främjas Cutinase enzym

Ultraljudsbehandling har visat goda resultat i aktiveringen av enzymet utinase Thc_Cut1 när det gäller dess PET hydrolys aktivitet. Ultraljud förbättrad enzymatisk nedbrytning av PET resulterade i en 6,6-faldig ökning av de frigjorda nedbrytningsprodukter jämfört med obehandlade PET. En ökning av kristallin procent (28%) i PET-pulver och filmer resulterade i lägre hydrolys avkastning, som kan relateras till den sänkta ytan avaialbility. (jfr Nikolaivits et al. 2018)

Om enzymatisk plast återvinning

Den hydrolys enzym blad-gren kompost cutinase (LLC) förekommer i naturen och skär banden mellan de två byggstenarna i polyetentereftalat (PET), terephthalate och etylenglykol. Enzymets totala effektivitet och värmekänslighet är dock reaktionsbegränsande faktorer, vilket minskar processeffektiviteten avsevärt. Enzymet för bladgrenskompostspädningsintas börjar brytas ned vid 65°C, medan PET-nedbrytningsprocesser kräver temperaturer på 72°C eller högre, den temperatur vid vilken PET börjar smälta. Smält PET är viktig processfaktor eftersom smältan erbjuder en högre yta där enzymet kan arbeta med.
Reasearchers har omarbetat naturligt förekommande blad-gren kompost cutinase enzym och ändrade aminosyror på dess bindande platser. Detta resulterade i ett mutantenzym som visar en ökad aktivitet med 10 000 gånger för att bryta PET-bindningar (jämfört med det inhemska LLC-enzymet) och en signifikant förbättrad värmestabilitet. Detta innebär att det nya muterade enzymet inte bryts ned vid 72°C, den temperatur vid vilken PET börjar smälta.
Ultraljud spridning och yta aktivering främjar enzymatiskt driven katalytisk reaktion. Specifika ultraljudsbehandling parametrar såsom ultraljud amplitud, tid, temperatur och tryck kan exakt anpassas till enzymtyp för att öka dess katalytiska aktivitet. Ultraljud bearbetning parametrar och deras effekter på enzymer beror på den specifika enzymtyp, dess aminosyra sammansättning och konformationsstruktur. Därmed har varje enzymtyp optimala processförhållanden under vilka optimal enzymaktivering uppnås.

Högpresterande ultraljud processorer för enzymatiska reaktioner

Hielscher Ultrasonics har länge erfarenhet av att designa, tillverka och distribuera högpresterande ultrasonicators för kraftapplikationer i labb och industri. Vår kunskap och erfarenhet av sofistikerad ultraljudsbehandling är en del av erbjudandet vi erbjuder våra kunder.
Vi guidar våra kunder från första samrådet om genomförbarhetstestning och processoptimering till den slutliga installationen och driften av ditt ultraljudssystem.
Våra exakt kontrollerbara ultraljudsenheter gör det möjligt att påverka enzymaktivitet, kinetik, termodynamiska egenskaper samt bearbetningstemperatur.
Vår portfölj av kraftfulla och pålitliga ultraljudsprocessorer täcker hela sortimentet från den kompakta handhållna labbenheten till bänk-top och helt industriella processorer. Från 200 watt uppåt är alla ultraljudsenheter utrustade med en digital touch-display, intelligent programvara, fjärrwebbstyrning och automatisk dataprotokollning på ett integrerat SD-kort. Den individuellt justerbara ultraljudsbehandling cykel läge (puls läge) gör det möjligt att ställa in och kontrollera enzymexponering (tid och viloperioder) till ultraljud behandling. Robustheten i Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tunga och krävande miljöer.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: