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超声波对菠萝蛋白酶热稳定性及二级结构的影响

超声波对菠萝蛋白酶热稳定性及二级结构的影响
超声波对菠萝蛋白酶热稳定性及二级结构的影响

超声波对菠萝蛋白酶热稳定性及二级结构的影响

张永军黄惠华*

(华南理工大学轻工与食品学院,广州510641)

摘要:研究了菠萝蛋白酶经超声波处理后的活性、热稳定性和远紫外圆二色谱的变化。在超声波处理条件为240W,5m i n时,菠萝蛋白酶活性增大至119105%,随着处理时间的延长,酶活性逐渐下降,在280W,35m in时,酶活下降至58160%。热稳定性分析发现,160W和200W的处理功率均可以改善菠萝蛋白酶的热稳定性,其中160W,5m in时最为显著,菠萝蛋白酶在60e中保存120m i n后的酶活残留率为63149%,比未处理时提高了约20%。圆二色谱结果表明,在处理条件为200W,5m i n及160W,5m i n时,菠萝蛋白酶的A-螺旋分别减少为24130%和26180%,而B-折叠由34150%分别增加到40110%和44150%,无规则转曲由18160%分别增加到19100%和13.50%。

关键词:菠萝蛋白酶;超声波;热稳定性;二级结构

中图分类号:T S20112+5文献标识码:A文章编号:1006-2513(2009)06-0110-04

E ff ects of ultr asoni c wave on the ther m ost ability and

secondary structur e of bro mel a i n

ZHANG Yong-jun,HUANG H u-i hua*

(College o fL i g ht I ndustr y and Food Sc i e nces,South Chi n a Uni v ersit y ofTec hno l o gy,Guangzhou510640)

Abstrac t:T he e ffects of u ltrason ic w ave on the ac tiv ity,t her m ostab ility and Far-UV c i rcu lar d i chro is m(CD)o f bro m e l a i n we re stud i ed.The activ it y of brome lain i ncreased to119105%under240W ultrasound fo r5m i n.W ith t he ex tension o f treat m ent period,t he enzy m e activ i ty decreased g radua ll y.It dropped to58160%.at280W and35m i n. It was found tha t the ther m ostab ilit y o f bro m e l a i n w as i m proved at160W and200W t hrough thermostability ana l ysis. U nder160W,5m i n treat m ent,the residue acti v ity o f brom ela i n w as up to63149%after prese rvation at60e for 120m i n.T his was i m proved about20%m ore than t hat o f t he contro.l CD resu lts show ed thatw it h the treat m ent160W, 5m i n and200W,5m i n,the A-heli x o f brom ela i n decreased from37150%to24130%and26180%,B-turn i n-c reased fro m34150%to40110%and44150%and the random co il struct ure changed fro m18160%t o19100%and 13150%,respecti ve l y.

K ey word s:bro m e lai n;ultrason ic w ave;the r mostability;secondary structure

菠萝蛋白酶(bro m e lain)是从菠萝植株中提取的一类蛋白水解酶的总称,主要存在于菠萝茎和果实中,根据提取部位的不同,分为茎菠萝蛋白酶和果菠萝蛋白酶,在食品、医药、化妆品等行业应用较多[1]。作为一种巯基蛋白酶,菠萝蛋白酶在应用中的主要不足就是其活性的不稳定

收稿日期:2009-03-11*通讯作者

项目基金:2007年粤港关键领域重点突破项目(2007498612)。

作者简介:张永军(1984-),男,硕士研究生,研究方向:食品工程。

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性,尤其是它的不耐热性,这限制了其在食品加工过程的应用。因此在工业生产中,提高菠萝蛋白酶的热稳定性和延长酶的稳定性就成为其应用的关键。

超声波是物质介质中的一种弹性机械波,作为一种物理能量形式,它在食品、化工及生物工程领域得到了广泛的应用[2]。目前关于超声波对菠萝蛋白酶活性影响的报道尚比较鲜见,但关于超声波对其他酶的活性影响的研究报道却有很多[3~4],大量的研究表明,适宜的超声处理条件可提高酶促反应速度。本文主要研究超声波处理对菠萝蛋白酶活性和热稳定性的影响,同时通过圆二色谱仪测定菠萝蛋白酶二级结构的变化,以探讨超声波处理与菠萝蛋白酶二级结构变化之间的关系,为促进菠萝蛋白酶的工业化应用提供初步的理论基础。

1材料与方法

111材料与试剂

菠萝蛋白酶(bro m e lain)、酪蛋白,美国Sig-m a公司提供;L-酪氨酸、盐酸、乙醇、三氯乙酸、无水醋酸钠、冰醋酸、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)等,均为分析纯。

112主要实验仪器

J-810远紫外圆二色谱仪,日本J ASCO公司;752型紫外分光光度计,上海精密科学仪器有限公司;超声波发生器,上海虹益仪器厂。113实验方法

11311试剂配制

三氯醋酸溶液:称取三氯醋酸118g,无水醋酸钠2199g,冰醋酸溶液119m L,加适量水溶解并定容至100mL。

酪氨酸溶液:取105e下干燥至恒重的酪氨酸适量,精确称取,加011m o l/L的H CL溶液配制成0105m g/mL的溶液。

底物溶液(酪蛋白溶液):称取酪蛋白016g,用p H710的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液溶解后并用酸度计测定p H,如不准,则将p H用011m ol/L的氢氧化钠溶液调节至710。

酶溶液:称取0102g菠萝蛋白酶,用蒸馏水溶解后定容至100mL。11312酶活测定方法

酶活性定义:在特定条件下,每分钟水解酪蛋白生成1L g酪氨酸所需的菠萝蛋白酶的量规定为1个酶活力单位,以U/g表示。

测定方法采用F1I1P[5]法。样品溶液用量1mL,底物用量5mL,反应条件为pH710,温度(37?015e),反应时间10m in,测定波长275n m。

11313超声波对菠萝蛋白酶的处理方法

取菠萝蛋白酶溶液100m L,将超声波发生仪的探头置于溶液中,探头需没过溶液3/4但不接触溶液底部,按一定条件后处理,取1m L溶液按照11312方法测定酶活性。

11314超声波对菠萝蛋白酶热稳定性的影响将未处理酶溶液与超声波处理后的酶溶液置于水浴锅温度分别为60~80e下保温不同时间(0200m i n),测定酶溶液的剩余的活性。用保留的活性百分比作为纵坐标,保温的时间作为横坐标,画曲线图来分析其热稳定性。

11315超声波对菠萝蛋白酶二级结构的影响二级结构用远紫外圆二色谱测定[6~8]。用旋光仪测定超声波处理前后菠萝蛋白酶远紫外圆二色谱变化。将超声波处理前后菠萝蛋白酶溶液分别注入011c m厚的椭圆形比色皿中,在25e和连续充氮的条件下,进行远紫外区域(185 250n m)扫描,速度为50nm/m i n,光谱间隔011n m,3次累积。克分子椭圆率[H]用公式计算:[H]=H/(10CL)。式中,H:CD仪测出的椭圆率单位(m deg),C:酶浓度(m o l/L);L:比色皿的厚度(c m)。通过仪器提供的软件:the M ode l J W SSE-480Prote i n Secondary Str ucture Est-i m ation Pr ogra m,由仪器提供的Y ang氏[9]参照CD 光谱估算超声波处理前后菠萝蛋白酶溶液的二级结构中A-螺旋,B折叠,B转角和无规则卷曲所占的比率。

2结果与讨论

211超声波对菠萝蛋白酶活性的影响

超声波对菠萝蛋白酶的活性影响随着功率与处理时间均有所变化。如图1所示,在同一功率下,除280W时菠萝蛋白酶活性大幅度降低外,

111

112

其他功率下处理不同时间对菠萝蛋白酶的活性影响呈现抛物线式的变化。处理功率为280W 时,处理时间越长菠萝蛋白酶活性越低,且在此功率下酶活性均比未处理的活性低,尤其是处理时间35m i n 后,酶活性仅为未处理活性的58160%

图1 超声波处理对菠萝蛋白酶活性的影响

当超声波处理功率为240W,处理时间为10m i n 时,菠萝蛋白酶活性增大到未处理菠萝蛋白酶的119105%。但随着处理时间的增加,超声波对菠萝蛋白酶的活性均产生抑制作用,尤其是超声波处理时间超过25m in 后,菠萝蛋白酶的活性均大幅度下降。

212 超声波对菠萝蛋白酶热稳定性的影响将经过超声波处理的菠萝蛋白酶在工业常用温度60e 中保存不同时间后,分析经过超声波处理的菠萝蛋白酶和未处理菠萝蛋白酶的热稳定性的变化,如图2至图6。由图可知80W 、240W 和280W 对菠萝蛋白酶的热稳定性基本没有正作用,即经过超声波处理的菠萝蛋白酶的半衰期并没有显著延长。而160W 和200W 对菠萝蛋白酶的热稳定性的作用非常明显,除作用时间为35m i n 的情况外,在这两个功率下用超声波处理525m in 的菠萝蛋白酶的热稳定性均比未处理的菠萝蛋白酶强。由图3可知,菠萝蛋白酶在160W 下处理5m i n 后的热稳定性最好。当超声波处理功率为160W,处理时间为处理5m in 时,菠萝蛋白酶在60e 中保存120m i n 后的酶活残留率为63149%,比未处理菠萝蛋白酶提高了约20%,而其他处理时间(1025m in)均相比与未处理酶提高了约7%

14%

图2 超声波80W

处理对菠萝蛋白酶热稳定性的影响

图3 超声波160W

处理对菠萝蛋白酶热稳定性的影响

图4 超声波200W

处理对菠萝蛋白酶热稳定性的影响图5 超声波240W 处理对菠萝蛋白酶热稳定性的影响

图6超声波280W处理对菠萝蛋白酶热稳定性的影响

213超声波对菠萝蛋白酶二级结构的影响分别选取超声波处理功率160W,处理时间5m i n和处理功率200W,处理时间5m i n以及未经超声波处理的菠萝蛋白酶,研究超声波处理前后酶二级结构的变化,以探讨超声波对菠萝蛋白酶热稳定性的影响机理。

表1为菠萝蛋白酶在超声波处理下二级结构的变化。与纯菠萝蛋白酶相比,与超声波作用后的菠萝蛋白酶的A-螺旋、B-折叠、B-转角和无规卷曲均有所变化。200W处理5m in及160W 处理5m i n均引起菠萝蛋白酶A-螺旋的减少,菠萝蛋白酶的A-螺旋分别减少为24130%和26180%。而B-折叠和无规则转曲则相比纯菠萝蛋白酶的有所增加,B-折叠分别由34150%分别增加到40110%和44150%,无规则转曲则分别由18160%增加到19100%和13150%。

表1超声波对菠萝蛋白酶二级结构的影响

二级结构游离菠萝蛋白酶200W~5m i n160W~5m i n

A-螺旋37150%24130%26180%

B-折叠34150%44150%40110%

B-转角14140%12120%14150%

无规卷曲13150%19100%18160%总合100100%100100%100100%

图7为菠萝蛋白酶在超声波处理前后其远紫外圆二色谱的变化,由图可知,游离菠萝蛋白酶能呈现明显的负峰(A-螺旋)和一个正峰,负峰出现在209n m处,克分子椭圆度为[H] 209nm=-404416deg#c m2/(dm o l)。200W处理5m in及160W处理5m i n处理菠萝蛋白酶后,菠萝蛋白酶远紫外光谱的正负峰均有所变化,[H] 209n m分别为-1402373和-1218200deg#c m2/ (dm o l)。超声波的作用使得菠萝蛋白酶的A-螺旋含量减少,这与相关报道的结论基本一致[10]

图7超声波对菠萝蛋白酶圆二色谱的影响

3结论

通过以上实验结果可知,在相同的处理功率下,超声波对菠萝蛋白酶的活性影响随着时间的变化均呈现出抛物线式的变化,总体上呈下降趋势。在处理功率为240W,处理时间为10m in时,菠萝蛋白酶活性增大到未处理菠萝蛋白酶的119105%。随着处理时间的增加,超声波对菠萝蛋白酶的活性均产生抑制作用,尤其是在超声波功率为280W,处理时间为35m i n时,菠萝蛋白酶活性残留率仅为原来的58160%。在热稳定性分析中,160W和200W对菠萝蛋白酶的热稳定性的作用非常明显,除作用时间为35m i n的情况外,在这两个功率下用超声波处理525m i n的菠萝蛋白酶的热稳定性均比未处理的菠萝蛋白酶强。

圆二色谱结果显示,200W处理5m in及160W处理5m in均引起菠萝蛋白酶A-螺旋的减少,分别减少为24130%和26180%。而B-折叠和无规则转曲则相比纯菠萝蛋白酶的有所增加,前者分别由34150%分别增加到40110%和

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(上接第113页)

44150%,后者分别由18160%增加到19100%和13150%。200W处理5m i n及160W处理5m i n处理菠萝蛋白酶后,菠萝蛋白酶远紫外光谱的负峰均有所变化,[H]209nm分别为-1402373和-1218200deg#c m2/(d m o l)。因此,超声波的作用可以促使菠萝蛋白酶的二级结构发生变化,从而影响其活性。

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影响结构强度和稳定性的因素

影响结构强度和稳定性的因素通过今年发生的雪灾和地震图片资料让学生感受到结构被破坏 的情景,提出我们如何理解“结实”这个词的含义,并对结构的强度的描述进行探究,加深学生对结构强度的理解;接下来结合学生熟悉的、身边的生活事例,借助于多媒体演示、小试验等方法引导学生探究影响结构强度主要因素。 课堂中引入学案,目的是更加突出以学生为主体,教师为主导的教学方式,使学生真正成为课堂的主人。 四、教学过程 第一环节情景导入 首先利用多媒体播放今年1月我国南方地区遭受雪灾袭击及5月汶川地震的图片资料,灾难过后很多结构受到破坏,让学生感受到结构被破坏的情景,引出课题——影响结构强度的因素。 然后给出本节课的学习目标,让学生明确学习目标是:了解材料、形状和连接方式是如何影响结构的强度的。 第二环节知识构建 一、结构强度的含义 1、结构强度含义 通过结构内力的计算和进行应力计算(课本26页)引出容许应力含义并引出结构强度的定义:

结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 小实验:绳子和粉笔的变形能力和结实程度 对课本给出的定义进行质疑,引导和说明结构强度与是否被破坏有关。最终得出结构的定义是:抵抗破坏的能力 第三环节合作探究 实践与体验:每三位同学一张A4纸,如何能让它承受最大的重量(有的组有浆糊和双面胶,一些组没有进行对比) 通过是同学们的动手实践和思考,理解影响结构的强度的因素主要有:材料、形状和连接方式 并提出:除此之外还有那些因素会影响结构的强素呢? 二、知识点拓展 (一)工业用型材的截面形状 首先通过图片资料让学生了解工业上常用各种型材的截面形状教师引导:我们已知道用于结构材料的截面尺寸大小直接影响受力的大小,对于同种材料来说,截面积越大承载能力越强。那么我们现在进一步研究另一种情况:两个截面面积相等,但形状不同的截面中,究竟哪一种截面更有利于结构的强度? 通过实际生产生活中常用的典型结构--------圆形截面、矩形截面和工字形梁的截面形状来进行分析,工字形梁的截面更有利于减轻材

菠萝蛋白酶的提取实验报告

菠萝蛋白酶的提取、初步分离纯化及活性测定 12食安2班陈志廉 摘要 本文阐述了通过运用高速离心法提取粗酶,盐析分离提纯,透析除杂等方法提取出了菠萝蛋白酶并将其初步分离纯化且测定了各个步骤的酶活性的过程。关键词 菠萝蛋白酶纯化酶活性 前言 菠萝蛋白酶(Bromelain,EC3.4.22.3)简称菠萝酶,是从凤梨属植物菠萝中提取的一组复合的半胱氨酸巯基蛋白水解酶,1891年Mercaro于菠萝的汁中首先发现。 在食品工业中菠萝蛋白酶作为一种食品添加剂,能分解蛋白质、肽、酯和酰胺等,可用于肉质嫩化、水解蛋白、啤酒澄清、干酪生产等。菠萝蛋白酶来可以用来增加豆饼和豆粉的PDI值和NSI值,从而生产出可溶性蛋白制品及含豆粉的早餐、谷类食物和饮料。其它还有生产脱水豆类、婴儿食品和人造黄油;澄清苹果汁;制造软糖;为病人提供可消化的食品;给日常食品添味等。 在医药上它可以治疗水肿及多种炎症,并有助消化,健胃消食等功能。 菠萝蛋白酶属于糖蛋白,是由巯基蛋白酶和非蛋白酶组分构成的复杂复合物,因含有一个不稳定的游离巯基,所以菠萝蛋白酶极易被氧化而使其酶活下降。本文主要验证了从新鲜菠萝皮中提取菠萝蛋白酶并将之纯化的方法,以求改进工艺等。 1实验材料与仪器 1.1实验材料与试剂 新鲜菠萝、0.1mo1/L pH7.8磷酸缓冲液(PBS)、0.01mo1/L pH7.8磷酸缓冲液(PBS)、1%酪蛋白、激活剂、10%三氯乙酸(TCA)、牛血清白蛋白、考马斯亮蓝G250

1.2实验仪器 722型可见光分光光度计:上海舜宇恒平科学仪器有限公司; 752型光栅分光光度计:北京光学仪器厂; TDL-60B台式离心机:上海安宁科学仪器厂; D5M离心机:长沙湘智离心机仪器有限公司; DK-8D电热恒温水浴锅:上海森信实验仪器有限公司; 可控硅恒温水浴锅:上海锦屏仪器仪表有限公司; AMPUT电子天平:深圳安普特科技有限公司; BS110S分析天平北京赛多利斯天平有限公司; DS-1型高速组织捣碎机:上海标本模型厂; HZS-H型水浴振荡器:哈尔滨市东联电子技术开发有限公司 2实验方法 2.1菠萝蛋白酶的粗酶提取 称取菠萝皮材料30g,将菠萝皮在清水中洗净,沥干,切成小段后置于超高速搅拌机中,加入约60mL预冷的0.1mo1/L pH7.8PBS,持续搅拌10~15min至粉碎,搅拌完成后用4层纱布过滤,得到滤液后,用冷冻离心机于4°C3000rpm 离心6min,弃沉淀,即得到菠萝蛋白酶粗提液,测定粗提液的体积、蛋白质含量和酶活性。 2.2盐析 根据附录的“硫酸铵饱和度计算表”,按30%硫酸铵饱和度计算在上述酶提取液中需添加的固体硫酸铵量,称取固体硫酸铵于研钵中,研磨呈粉末,慢慢小量分次向酶提取液中添加固体硫酸铵,边加边搅拌,使溶液最终硫酸铵饱和度为30%,放置于冰水混合物(4℃)30min后,酶蛋白沉淀析出,4°C3000rpm离心6min,收集沉淀,加入0.1mo1/L pH7.8PBS约15mL至完全溶解,测定其体积、蛋白质含量和酶活性。 2.3透析 将溶解液装入2.5cm×8cm透析袋(预先将透析袋在蒸馏水中煮沸30min)中,于500mL烧杯中,在磁力搅拌器搅拌下用蒸馏水透析,15min换水一次,换水3~4次后,检查SO42-是否已被除净(检查的方法是:取2mLBaCl2溶液

《结构的强度和稳定性》教学设计电子教案

《结构的强度和稳定性》教学设计

《技术与设计2》第一章第三节《结构的强度和稳定性》教学设计 《结构的强度和稳定性》教学设计 一、教材分析: 本节是“地质出版社”出版的教材《技术与设计2》中第一章第三节《结构的强度和稳定性》。共需2课时完成。本课为第1课时的学习。该章的总体设计思路是:认识结构——探析结构——设计结构——欣赏结构。“结构”与“设计”是该章的两个核心概念,结构的强度和稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一,是对结构及受力认识的基础上作进一步深入的学习。 二、教学目标: 知识与技能: 1、理解内力、强度、应力的概念,能进行简单的应力计算,掌握应力和强度的关系。 2、通过实验,明确强度与材料、强度与物体的形状及连接方式的关系。培养学生合作交流能力,对身边事物的观察能力。 3、理解稳定性的概念,及影响稳定性的因素。 过程与方法:通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用相关的理论知识。 情感态度价值观:让学生亲身体验注重交流,通过分析讨论得到结论,培养学生的观察分析能力,合作交流能力。 三、教学重点与难点: 重点:影响结构强度和稳定性的主要因素。

难点:应力的计算,强度与应力的关系,结构设计需要在容许应力范围之内。 四、学情分析: 总体来说学生对通用技术这门课程比较感兴趣。他们的思维、生活经验已有一定基础,并在前面章节的学习中已经初步掌握了结构的一些相关知识,在此基础上帮助学生从其生活世界中选择通俗感兴趣的主题和内容,对结构问题进行进一步探讨,上升到理论的高度。 五、教学策略: 本课采用在教学中充分利用实验、讨论、小组合作的教学方法。多举生活中的案例,进行师生互动探讨,帮助学生加深对知识的理解。 六、教学安排 1课时 七、教学过程: (一)复习回顾,导入新课 教师引导学生回顾结构的概念,指出事物的性质:强度和稳定性 (二)知识构建 1、强度 对于结构变形,只给以“结实”“不结实”来评说是不够准确的,而对于结构的受力与变形应该有更科学的描述。通常,物体结构抵抗变形的能力,都以强度来表示,我们用应力来衡量强度。 (1)内力:外力使构件发生变形的同时,构件的内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力,称为内力。

菠萝蛋白酶

菠萝蛋白酶的应用 菠萝酶的最早研究 菠萝酶(Bromelain,全称菠萝蛋白酶)的最早研究 许多人认为医药企业的研究数据更可靠。美国、德国和瑞士的一些主要的医药公司研究发现菠萝蛋白脢能治疗多种疾病,而且非常有效和安全一一这些疾病与诺丽所帮助的疾病相同,但诺丽比它的作用更大。他们的发现表明,在一种植物中存在着一种非常重要的成份。也就是说,医药企业证实有一种食品补充物质能对许多疾病有帮助,尽管他们不知道这种特殊成份的化学特性和他是怎样在人体中起作用的。 海尼克博士的报告中说,1957年美国一家重要的医药企业的总裁说,菠萝蛋白脢的发现是近50年来最重要的医学发现之一。海尼克博士的第一个重要的医药客户计划用菠萝蛋白脢溶液作为一种快速(特效) 成份,在30秒内缓解痛经。这个公司的总裁深被菠萝蛋白脢的效果所打动,决定对它作进一步的研究来解决医学上的其他问题(遗憾的是今天的商用菠萝蛋白脢只有3%的有效成份一一赛洛宁原,这是当时让菠萝蛋白脢在药理上有如此活性的物质) 在进一步的研究中,这个公司发现菠萝蛋白脢可以使大的癌肿块衰退。还有一个男孩得了严重的肺气肿,用菠萝蛋白脢治疗很快恢复了健康。科学家发现菠萝蛋白脢和抗菌素一起使用,能用小的剂量可以达到好的效果,这和使用诺丽的效果报告的一样。事实上,通过对一万名使用过诺丽的人的调查结果显示,对呼吸系统的有效率为78%。海尼克博士推测,医药公司没有坚持进一步的研究,是因为他们不知道要花费多长时间

和多少资金来确定到底是什么药理成份使菠萝蛋白脢起作用。下面这个有趣的例子,说明研究一种天然产品的复杂性和不可预测性。 在申请FDA批准时要求做双盲试验。三个月以后,对双盲试验进行评估时,他们发现提纯后的菠萝蛋白脢几乎没有什么作用。显然提纯过程去掉了原有菠萝蛋白脢中的药理活性。我们现在知道这种去掉的物质就是塞洛宁原,与诺丽中富含的这种成份一样,这显然也是诺丽为什么那么有疗效的原因。 尽管这个医药公司想与Dole公司合作来研究被净化掉的这种物质到底是什么,但Dole有自己的计划。在这个时候,另一家医药公司已经获得了FDA的批准,同意他销售一种肠衣的菠萝蛋白脢片剂来治疗炎症。海尼克博士说Dole公司更愿意延续现在的利润收益,而不愿冒险去进行这个研究。 在以后的几年里,海尼克博士与马丁一一销售肠衣菠萝蛋白脢公司的科研主任一起合作来研究治疗炎症。尽管他关于菠萝蛋白脢的生理学作用与海尼克的理论不一样。马丁是一位极富热情和想象力的科研带头人,他所研究出的大量数据至今仍非常有意义。但他幷不是唯一的菠萝蛋白脢的研究者。养呈现良好白嫩状态。 菠萝蛋白酶的基本信息 菠萝酶(Bromelain,全称菠萝蛋白酶,亦称为凤梨酶或凤梨酵素)是从菠萝果茎、叶、皮提取出来,经精制、提纯、浓缩、酶固定化、冷冻干燥而得到的一种纯天然植物蛋白酶。其外观为浅灰色粉末状,分子量为33000 ,等电点为

超声波焊接件的工艺设计

超声波焊接件的工艺设计 作者:欣宇机械来源:本站原创日期:2014-5-5 17:32:38 点击:6943 属于:行业新闻超声波焊接件的工艺设计-东莞市欣宇超声波机械有限公司 在超声波焊接行业中,很多客户都不知道塑料件焊接,焊接产品优良不只是跟材质,超声波选择机型功率有关系,最容易被忽略的一点是:超声波焊接件的工艺设计,塑料焊接件需要设计有超声线,焊接出来的产品才是比较完美的。那么,超声波焊接件的工艺设计是怎么样的呢?要怎么设计呢?很多客户初步使用超声波焊接,都会对个问题不了解,今天,欣宇小陈为大家讲解:超声波焊接件的工艺设计,希望对朋友有所帮助! 超声波塑料件的结构设计必须首先考虑如下几点: 1.是否需要水密、气密。 2.是否需要完美的外观。 3.是否适合焊头加工要求。 4.焊缝的大小(即要考虑所需强度)。 5.避免塑料熔化或合成物的溢出。 超声波焊接质量获得原因: 1.材质 2.上下表面的位置和松紧度 3.焊头与塑料件的妆触面 4.顺畅的焊接路径 5.塑料件的结构 6.焊接线的位置和设计 7.焊接面的大小 8.底模的支持 为了获得完美的、可重复的超声波熔焊方式,必须遵循三个主要设计方向: 1.围绕着连接界面的焊接面必须是统一而且相联系互紧密接触的。如果可能的话,接触面尽量在同一个平面上,这样可使能量转换时保持一致。 2.最初接触的两个表面必须小,以便将所需能量集中,并尽量减少所需要的总能量(即焊接时间)来完成熔接。 3.找到适合的固定和对齐的方法,如塑料件的接插孔、台阶或齿口之类。 下面就对超声波塑料件设计中的要点进行分类举例说明: 超声波整体塑料件的结构 1.1塑料件的结构 塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚,太薄的壁厚有一定的危险性,超声波焊接时是需要加压的,一般气压为 2-6kgf/cm2 。所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。 1.2罐状或箱形塑料等,在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点,从而产生烧伤、穿孔的情况(如图1所示),在设计时可以罐状顶部做如下考虑

超声波焊接工艺特点

超声波焊接的焊点,应有高的接合强度和合格的表面质量,除了表面不能有明显的挤压坑和焊点边缘的凸出以外,还应注意与上声极接触处的焊点表面情况,不允许有裂纹和局部未熔合,因此,超声波焊接的形式选择、接头设计和焊接参数选择非常重要。 一、超声波焊接特点 1) 可焊接的材料范围广,可用于同种金属材料、特别是高导电、高导热性的材料(如金、银、铜、铝等)和一些难熔金属的焊接,也可用于性能相差悬殊的异种金属材料(如导热、硬度、熔点等)、金属与非金属、塑料等材料的焊接,还可以实现厚度相差悬殊以及多层箔片等特殊结构的焊接。 2) 焊件不通电,不需要外加热源,接头中不出现宏观的气孔等缺陷,不生成脆性金属间化合物,不发生像电阻焊时易出现的熔融金属的喷溅等问题。 3) 焊缝金属的物理和力学性能不发生宏观变化,其焊接接头的静载强度和疲劳强度都比电阻焊接头的强度高,且稳定性好。 4) 被焊金属表面氧化膜或涂层对焊接质量影响较小,焊前对焊件表面准备工作比较简单。 5) 形成接头所需电能少,仅为电阻焊的5%;焊件变形小。 6) 不需要添加任何粘结剂、填料或溶剂,具有操作简便、焊接速度快、接头强度高、生产效率高等优点。超声波焊接的主要缺点是受现有设备功率的限制,因而与上声极接触的焊件厚度不能太厚,接头形式只能采用搭接接头,对接接头还无法应用。 二、超声波焊接的分类 超声波焊接分类按照超声波弹性振动能量传入焊件的方向,超声波焊接的基本类型可以分为两类:一类是振动能量由切向传递到焊件表面而使焊接界面产生

相对摩擦,这种方法适用于金属材料的焊接;另一类是振动能量由垂直于焊件表面的方向传入焊件,主要是用于塑料的焊接。常见的金属超声波焊接可分为点焊、环焊、缝焊及线焊;近年来,双振动系统的焊接和超声波对焊也有一定的应用。 (1)点焊点焊是应用最广的一种焊接形式,根据振动能量的传递方式,可以分为单侧式、平行两侧式和垂直两侧式。振动系统根据上声极的振动方向也可以分为纵向振动系统、弯曲振动系统以及介于两者之间的轻型弯曲振动系统。功率500W以下的小功率焊机多采用轻型结构的纵向振动;千瓦以上的大功率焊机多采用重型结构的弯曲振动系统;而轻型弯曲振动系统适用于中小功率焊机,它兼有上述两种振动系统的优点。 (2)环焊环焊方法如图5所示,主要用于一次成形的封闭形焊缝,能量传递采用的是扭转振动系统。焊接时,耦合杆4带动上声极5作扭转振动,振幅相对于声极轴线呈对称分布,轴心区振幅为零,边缘位置振幅最大。该类焊接方法最适合于微电子器件的封装工艺,有时环焊也用于对气密性要求特别高的直线焊缝的场合,用来代替缝焊。由于环焊的一次焊缝的面积较大,需要有较大的功率输入,因此常常采用多个换能器的反向同步驱动方式。 (3)缝焊与电阻焊中的缝焊类似,超声波缝焊实质上是由局部相互重叠的焊点形成一条连续焊缝。缝焊机的振动系统按其滚轮振动状态可分为纵向振动、弯曲振动以及扭转振动三种形式(图6)。其中最常见的是纵向振动形式,只是滚轮的尺寸受到驱动功率的限制。缝焊可以获得密封的连续焊缝,通常焊件被夹持在上下滚轮之间,在特殊情况下可采用平板式下声极。 (4)线焊它是点焊方法的一种延伸,利用线状上声极,在一个焊接循环内形成一条狭窄的直线状焊缝,声极长度就是焊缝的长度,现在可以达到150mm,这种方法最适用于金属薄箔的封口。 (5)双超声波振动系统的点焊:上下两个振动系统的频率分别为27kHz和20kHz(或15kHz),上下振动系统的振动方向相互垂直,焊接时二者作直交振动。当上下振动系统的电源各为3kW时,可焊铝件的厚度达10mm,焊点强度达到材料本身的强度。双超声波振动系统多用于集成电路和晶体管细导线的焊接,虽然焊接方法与点焊基本相同,但焊接设备复杂,要求设备的控制精度高,以便实现焊点的高质量和高可靠性焊接。

蛋白酶的发酵及酶活力测定实验报告

蛋白酶的发酵及酶活力测定实验报告 学院:生物科学与工程学院 专业:生物技术 班级: 1班 姓名: 学号:

摘要:蛋白酶是一类重要的工业用酶,广泛应用于食品、医药、洗涤剂、皮革、酿酒等行业。当前,食品工业用酶主要来自微生物,尤其是蛋白酶的应用最为广泛。作为一种生物催化剂,它具有催化反应速度快,无工业污染,催化反应条件适应性宽等的性质和优点。由于从植物和动物中生产蛋白酶具有的局限性,为了满足当今世界市场的需要,人们越来越多地把目光投到微生物蛋白酶上[2] 。微生物由于具有生长速度快、所需生长空间小、广泛的生化多样性及其遗传可操作性等特点,因而备受人们青睐。本文主要进行了菌种的生长曲线的绘制与菌种最佳发酵产酶时间等方面的研究。 关键字:蛋白酶生长曲线酶活力

第一章前言 1.1研究的目的与意义 蛋白酶是工业酶中用得最多的一种酶,是催化蛋白质肽键水解的一类酶,它作用于蛋白质,将其分解为蛋白胨、多肽及游离氨基酸[1] ,约占酶总量的 60%,其中碱性蛋白酶就占25%。有调查显示,酶制剂市场量最大的是洗涤剂用酶,第二位是淀粉加工用酶,以后依次为乳制品加工业、制酒工业、纺织工业和饮料加工业等用酶[2]。与动、植物来源的蛋白酶相比,利用微生物产的蛋白酶有易于培养、生长快、产量高、易于提取,适于大规模工业化生产,培养基的成本相对较低等优点,使微生物成为生产蛋白酶的重要来源和首选材料。 1.2 国内外研究概况 1.2.1 微生物蛋白酶的分类 由于从植物和动物中生产蛋白酶具有的局限性,为了满足当今世界市场的需要,人们越来越多地把目光投到微生物蛋白酶上[3]。当前工业用酶主要来源于微生物,微生物来源的蛋白酶按其作用的 pH 值的不同可分为三类,即碱性蛋白酶、中性蛋白酶及酸性蛋白酶,它们作用的最适 pH 值分别为碱性、中性及酸性。 1.2.2在食品工业中的应用 蛋白酶在食品工业上的应用主要是用在制干酪,蛋白质水解调味液,烤焙食品,肉类嫩化,功能性低聚肽和阿斯巴甜的合成等。食品加工使用的蛋白酶通常来自于枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、米曲霉和黑曲霉等。 随着社会发展和生活水平不断提高,人们对肉类的需求量日益增长的同时,对肉的品质也提出了更高要求。微生物蛋白酶肉类嫩化剂是一种专门用于嫩化肉类的生物制剂,在适当温度下,可以断裂蛋白质中的某些肽键,提高肉的嫩度,使肉变得多汁、柔软、易于咀嚼,提高了肉的成品率、保质期和经济效益,因此十分经济且便于生产,并能取得显著效果。面包制作过程中,面粉中含有的不溶解性谷蛋白可以通过碱性蛋白酶限制性降解来修饰。用米曲霉蛋白酶和肽酶对面筋蛋白作有限的水解,可改善面团操作性能和机械性能,以适应不同制品的需要。酶处理后的面团其韧性和机械强度都有所增加。过量使用蛋白酶能减少面团的混合时间和增加面包产量。使用细菌蛋白酶可以增加面团的延展性[4]。

结构与稳定性说课稿

结构与稳定性说课稿 结构与稳定性说课稿 一、课题:第一章第二节结构与稳定性 二、课型:新授课 三、说教学目标: 1、知识与技能理解结构的稳定性和稳定结构的概念,明确结构在静止或运动状态下稳定条件的不同。 2、过程与方法能通过演示、案例、技术试验分析影响结构稳定性的主要因素并写出简单试验报告。 3、情感态度与价值观通过分析讨论、试验等方法得出结论,培养学生的观察、思维能力,主动参与意识,体验学习乐趣。渗透安全教育、德育教育。 四、说教学分析: 1、教材分析本单元内容属于《技术与设计2 》的第一个主题,该 主题总的设计思路是:认识结构――探析结构――设计结构――欣赏结构,“结构”和“设计”共同构成本单元两个核心概念。结构体现了“空间”的概念,而结构的稳定性又是结构的重要性质之一,因此,本节内容在《结构与设计》中起到举足轻重的作用,所以教材通过马上行动、案例分析、探究、小试验及阅读等手段引导学生理解结构的稳定性、稳定结构的含义,探究影响结构稳定性的主要因素,这样不仅可以使学生对结构的含义有更深的认识,而且也为以后结构的强度、结构的设计等奠定了良好基础。 2、教学对象分析学生通过第一节“常见结构的认识”的学习,对结构的概念,结构的受力、及结构的一般分类有了初步的认识,这部分内容对于他们来说难度不大,因此对哪些主要因素影响结构的稳定性会产生浓厚的兴趣,也有了一定探究的欲望。因此采用激趣法,合理引导,通过典型案例、小试验、多媒体等方法,学生完全能够达到本节内容的学习目标。 3、说教学重点、难点及技术点 (1)、重点对结构稳定性的理解以及分析影响结构稳定性的主要因素。

(2)、难点利用所学知识分析有关结构稳定性的实际案例。 (3)、技术点通过各种试验,探究影响结构稳定性的主要因素。 五、说教学策略设计 采用激趣法,一开始利用学生演示试验,导入新课。紧接着播放视频资料,介绍07年夏天我国东南沿海地区遭受台风“圣帕”袭击,很 多结构受到破坏,通过四幅台风过后的结构图片,让学生亲身感受到结构被破坏的情景,引出结构的稳定性。再结合不倒翁演示试验,引起学生对影响结构稳定性因素的兴趣。接下来结合学生熟悉的、身边的生活事例,借助于演示及分组试验,引导学生探究影响结构稳定性的主要因素。通过分析比萨斜塔和运动中自行车的稳定性,让学生明确什么是稳定结构。本节课利用多媒体矿泉水瓶不倒翁熟鸡蛋麻将牌自行车陀螺等教学资源。 六、说教学过程 (一)复习回顾,导入新课 上课一开始,教师口述:结构从力学角度来说,是指可以承受一定力的架构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。紧接着学生演示推矿泉水瓶试验,引出课题――结构与稳定性(大屏幕) (二)知识构建 播放关于台风“圣帕”的视频资料,师生观看。教师结合四幅台风过后的图片,指出,这是由于当结构受到外力作用时,原有的平衡状态被打破而出现了不稳定现象。然而有的结构稳定,有的结构却不稳定。引出――结构的稳定性。 1、结构的稳定性(大屏幕) 是指结构在负载的作用下,维持其平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一。 教师说明:如果一个物体的结构不能有效的抵御常见外力的作用,那么该物体很难承受负载而保持平衡,进而会导致安全隐患。 教师演示:静止立在桌面上的不倒翁用手扳倒后最终还能稳稳立住,这表明不倒翁维持其平衡状态的能力很强,即稳定性强。 接下来师生共同分析影响结构稳定性的主要因素: 首先分析不倒翁稳定的原因(学生回答)发现:不倒翁有一个很低的

菠萝蛋白酶活力的测定

菠萝蛋白酶活力的测定 ?碱性蛋白酶在碱性条件下,可以催化酪蛋白水解生成酪氨酸,酪氨酸为含有酚 羟基的氨基酸,可与福林试剂(磷钨酸与磷钼酸的混合物)发生福林酚反应,利用比色法即可测定酪氨酸的生成量,用碱性蛋白酶在单位时间内水解酪蛋白产生的酪氨酸的量来表示酶活力。 ?(福林酚反应:福林试剂在碱性条件下极其不稳定,容易定量地被酚类化合物还原,生成钨蓝和钼蓝的混合物,而呈现不同深浅的蓝色) 1、实验材料 (1)实验器材 榨汁机、电热恒温水浴锅、分析天平、紫外分光光度计等。 (2)实验试剂 1)对照样品溶液:酪氨酸溶液0.05g/L,用0.1mol/LHCl溶液配制。 2)菠萝汁:市售菠萝压榨后过滤即得。 3)菠萝汁稀释液:称取L-半胱氨酸盐酸0.53g,EDTA0.22g,分别兑少量溶解后,混合,用NaOH(0.1mol/L)调pH至4.5,加水至100mL(新鲜配制)。 4 )底物溶液:精确称取酪蛋白0.6g ,加Na2HPO4溶液(0.005mol/L )80mL ,用1mol/L 盐酸调pH 至7.0 ,加水至100mL (新鲜配制)。 5 )三氯醋酸溶液:称取三氯醋酸溶液1.80g ,醋酸钠2.99g ,加水少量使溶解,加冰醋酸1.98mL ,加水稀释至100mL 。 2、操作步骤 (1)供试溶液的配制 将菠萝切碎,置于榨汁机中榨汁,用4层纱布过滤,弃初滤液,取滤后菠萝汁10mL,加菠萝汁稀释液10mL,放置15min,制成供测试用液。 (2)供试液酶解后吸光度值的测定 取上述供试液1mL,置带塞试管中,于37℃预热10min后,迅速加入已经37℃预热10min的底物溶液5mL,加入起准确计时反应10min,立即加入三氯醋酸5mL终止反应,混合后过滤,滤液在275mn处以水作参照,测吸光度A。(3 )空白试验 取上述供试液1mL ,置带塞试管中,于37 ℃预热10min 后,迅速加入已经37 ℃预热10min 的三氯醋酸5mL ,加入起准确计时反应10min ,立即加入底物溶液5mL 终止反应,混合后过滤,滤液在275nm 处以水作参照,测吸光度A0。 (4 )对照吸光度测定 用水作参照,测定对照品溶液在275nm 处的吸光度A S。 5 、实验结果 (五)结果讨论从上述结果可知菠萝蛋白酶的比活力较低,可能的原因有:1、所加入的有机酸单宁的量对菠萝蛋白酶沉淀有的影响;2、在实验中是否把单宁

蛋白酶活力的测定

实验三蛋白酶活力的测定 一、目的 掌握用分光光度计法测定蛋白酶活力的原理与操作技术。 二、原理 蛋白酶水解酪蛋白,其产物酪氨酸能在碱性条件下使福林——酚试剂还原,生成鉬蓝与钨蓝,以比色法测定。 三、试剂及仪器 1.福林—酚试剂 称取50g钨酸钠(Na2WO4?2H2O),12.5g钼酸钠(Na2MoO4?2H2O),置入1000mL原底烧瓶中,加350mL水,25mL85%磷酸,50mL浓盐酸,文火微沸回流10h,取下回流冷凝器,加50g硫酸锂(Li2SO4)和25mL水,混匀后,加溴水脱色,直至溶液呈金黄色,再微沸15min,驱除残余的溴,冷却,用4号耐酸玻璃过滤器抽滤,滤液用水稀释至500mL。 使用时用2倍体积的水稀释。 2. 0.4mol/L碳酸钠溶液:称取42.4g碳酸钠,用水溶解并定容至1000mL。 3. 0.4mol/L三氯乙酸溶液:称取65.5g三氯乙酸,用水溶解并定容至1000mL。 4. 2%酪蛋白溶液 称取2.00g酪蛋白(又名干酪素),加约40mL水和2~3滴浓氨水,于沸水浴中加热溶解,冷却后,用pH7.2磷酸缓冲溶液稀释定容至100mL,贮存于冰箱中。 5. pH7.2磷酸缓冲液 0.2mol/L 磷酸二氢钠溶液:称取31.2g磷酸二氢钠(NaH2PO4?2H2O),用水溶解稀释至1000mL; 0.2mol/L 磷酸氢二钠溶液:称取71.6g磷酸氢二钠(Na2HPO4?12H2O),用水溶解稀释至1000mL; pH7.2磷酸缓冲溶液:取28mL 0.2mol/L磷酸二氢钠溶液和72mL 0.2mol/L磷酸氢二钠溶液,用水稀释至1000mL。 6.标准酪氨酸溶液: 准确称取0.1g DL-酪氨酸,加少量0.2mol/L盐酸溶液(取1.7mL浓盐酸,用水稀释至100mL),加热溶解,用水定容至1000mL,每毫升含DL-酪氨酸100微克。 7.仪器:分光光度计、试管 四、操作步骤 1.标准曲线绘制 编号012345678 012345678标准酪氨酸溶液 (mL)[100 g/mL] 水 (mL)1098765432 稀释酪氨酸溶液浓度 (g/mL)01020304050607080 在上述各管中各取1mL,分别加入5mL 0.4mol/L碳酸钠溶液,1mL福林—酚试剂,于400C水浴显色20min,在680nm波长下测吸光度,绘制标准曲线,在标准曲线上求得吸光度为1时相当的酪氨酸g数,即为K值。

菠萝蛋白酶的制备及活性测定

菠萝蛋白酶的制备及活性测定 背景 菠萝蛋白酶(Bromelain),别名菠萝酶,是存在于菠萝(Anana COmOSl2S)植株中的蛋白质水解酶,为浅黄色无定形粉末,微有异臭。菠萝的果、茎、柄和叶片中都含有菠萝蛋白酶。一般从菠萝果中提取的称为果菠萝蛋白酶,从菠萝皮、茎中提取的为茎菠萝蛋白酶。八成熟的菠萝果汁含有约0.4%的菠萝蛋白酶,成熟的菠萝果汁含有O.3%左右的菠萝蛋白酶,茎汁含8.7%的菠萝蛋白酶(Murachi,et a1.,1964)。1981年,Marcano首先发现菠萝汁中含有蛋白水解酶,随后Willstatter,Bergmann和Martin相继指出,菠萝蛋白酶存在于果、皮和茎部中,存在于茎部的称为茎酶(Stembromelain E.C.3.4.22.4),存在于果汁中的酶称为果酶(Fruit bromelainE.C.3.4.22.5)。Murachi和Neurath、E1.G harbawi和Whitaker采取层析法分离提取了菠萝蛋白酶并研究了它的活性成分。结构特性研究表明,果菠萝蛋白酶是酸性酶,等电点为pH4.6,茎菠,约为33,000,等电点为pH9.5,其活性中心的氨基酸顺序和催化机理与木瓜蛋白酶相似,并确定茎菠萝蛋白酶为糖蛋白。Ota S et aL研究指出,茎菠萝酶分子量为36000,末端氨基酸残基是丙氨酸,果酶分子量为30000,末端氨基酸残基也为丙氨酸,碳水化合物分析与Muraclli 的分析结果相似。1988年,T.L.迈诺特等由十二烷基硫酸钠.聚丙烯胺凝胶电泳(SDS.PAGE)测定果菠萝蛋白酶分子量22200.25080,等电点3.8~4.8。菠萝蛋白酶是各种酶的混合物,已知菠萝蛋白酶粗品中包含至少五种蛋白水解酶,也包含非蛋白水解酶,包括酸性磷酸酶和过氧化物酶,并含有淀粉酶和纤维素酶活性,还存在其他成分。菠萝蛋白酶成分的复杂性,限制了其在生产中的应用,特别是医药领域对功能成分的要求上,因此对菠萝蛋白酶的成分和各成分的具体功能的分析研究具有重要意义。菠萝蛋白酶纯品是一种糖蛋白,分子结构中含有一个寡糖分子,由木糖(xylose,xyl)、岩藻糖(fucose,Fuc)、甘露糖(mannose,Mall)和N一乙酰葡萄胺(N.aceltylglucosamine,GIcNAC)组成 用离子交换柱层析、硫酸铵沉淀等方法提纯得到的菠萝蛋白酶进行研究表明,菠萝蛋白酶相对分子量为33200D,等电点为pH9.55,酶液的最大吸收波长为280nm,0.051%浓度的酶液在280nm的光吸收值达0.984(Murachi,et a1.,1964)。分子中有4个N

超声波焊接接头结构设计

SEE- IN ULTRASONIC SDN. BHD. ( Company No. : 750998 – H ) Lot 25-4-10, Plaza Prima, Batu 4 1/2, Jalan Klang Lama, 58200 Kuala Lumpur, Malaysia. Tel : 03-7982 6466 Fax: 03–7982 6468 Joint Designs for Ultrasonic Welding Perhaps the most critical facet of ultrasonic welding is joint design (the configuration of two mating surfaces). It should be considered when the parts to be welded are still in the design stage, and incorporated into the molded parts. There are a variety of joint designs, each with specific features and advantages. Their selection is determined by such factors as type of plastic, part geometry, weld requirements, machining and molding capabilities, and cosmetic appearance. Butt Joint with Energy Director The butt joint with energy director is the most common joint design used in ultrasonic welding, and the easiest to mold into a part. The main feature of this joint is a small 90" or 60" triangular shaped ridge molded into one of the mating surfaces. This energy director limits initial contact to a very small area, and focuses the ultrasonic energy at the apex of the triangle. During the welding cycle, the concentrated ultrasonic energy causes the ridge to melt and the plastic to flow throughout the joint area, bonding the parts together. For easy-to-weld resins (amorphous polymers such as ABS, SAN, acrylic and polystyrene) the size of the energy director is dependent on the area to be joined. Practical considerations suggest a minimum height between .008 and .025 inch (.2 and .6 mm). Crystalline polymers, such as nylon, thermoplastic polyesters, octal, polyethylene, polypropylene, and polyphenylene sulfide, as well as high melt temperature amorphous resins, such as polycarbonate and polysulfide are more difficult to weld. For these resins, energy directors with a minimum height between .015 and, 020 inch (.4 and .5 mm) with a 60" included angle are generally recommended. The 90" included angle energy director height should be at least 10% of the joint width, and the width of the energy director should be at least 20% of the joint width. Image 1 (to the right) shows a butt joint with a 90" included angle energy director. With thick-walled joints, two or more energy directors should be used, and the sum of their heights should equal 10% of the joint width. To achieve hermetic seals when welding poly-carbonate components, it is recommended that a 60" included angle energy director should be designed into the part. The energy director width should be 25% to 30% of the wall thickness. Image 2 (to the right) shows a butt joint with a 60" included angle energy director. Image 3 (to the right) shows how the ports should be dimensioned to allow for the flow of molten material from the energy director throughout the joint area. With assemblies whose components are mode of identical thermoplastics, the energy director can be designed into either half of the assembly. However, when designing energy directors into assemblies consisting of a part mode of copolymers or terpolymers, such as ABS, and another part made of a photopolymer such as acrylic, the energy director should always be incorporated into the photopolymer half of the assembly. Thermoplastic Assembly Solutions for Every Application:

超声波焊接线的设计与超声波焊接机的调试

超声波焊接线的设计与超声波焊接机的调试 2009-04-23 09:39 1.强度无法达到欲求标准。当然我们必须了解超音波熔接作业的强度绝不可能达到一体成型的强度,只能说接近于一体成型的强度,而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合,这些配合是什么呢?※塑料材质:ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS与PC相互熔接的强度来的强,因为两种不同的材质其熔点也不会相同,当然熔接的强度也不可能相同,虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接?我们的答案是绝对可以熔接,但是否熔接后的强度就是我们所要的?那就不一定了!而从另一方面思考假使ABS与耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢?如果超音波HORN瞬间发出150度的热能,虽然ABS材质己经熔化,但是耐隆、PVC、PP、PE只是软化而已。我们继续加温到270度以上,此时耐隆、PVC、PP、PE已经可达于超音波熔接温度,但ABS材质已解析为另外分子结构了!由以上论述即可归纳出三点结论:1.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。2.塑料材质熔点差距愈大,熔接强度愈小。3.塑料材质的密度愈高(硬质)会比密度愈低(韧性高)的熔接强度高。 2.制品表面产生伤痕或裂痕。在超音波熔接作业中,产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。因为在超音波作业中会产生两种情形:1.高热能直接接触塑料产品表面 2.振动传导。所以超音波发振作用于塑料产品时,产品表面就容易发生烫伤,而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔,也极易产生破裂现象,这是超音波作业先决现象是无可避免的。而在另一方面,有因超音波输出能量的不足(分机台与HORN上模),在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接,以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式,不是在瞬间达到的振动摩擦热能,而需靠熔接时间来累积热能,期使塑料产品之熔点到达成为熔接效果,如此将造成热能停留在产品表面过久,而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素,来克服此种作业缺失。 解決方法:1.降低压力。2.减少延迟时间(提早发振))。3.减少熔接时间。4.引用介质覆盖(如PE袋)。5.模治具表面处理(硬化或镀铬)。6.机台段数降低或减少上模扩大比。7.易震裂或断之产品,治具宜制成缓冲,如软性树脂或覆盖软木塞等(此项指不影响熔接强度)。8.易断裂产品于直角处加R角。 3.制品产生扭曲变形。发生这种变形我们规纳其原因有三:1.本体与欲熔接物或盖因角度或弧度无法相互吻合. 2.产品肉厚薄(2m/m以内)且长度超出60m/m以上. 3.产品因射出成型压力等条件导致变形扭曲.所以当我们的产品经超音波作业而发生变形时,从表面看来好像是超音波熔接的原因,然而这只是一种结果,塑料产品未熔接前的任何因素,熔接后就形成何种结果。如果没有针对主因去探讨,那将耗费很多时间在处理不对症下药的问题上,而且在超音波间接传导熔接作业中(非直熔),6kg以下的压力是无法改变塑料的轫性与惯性。所以不要尝试用强大的压力,去改变熔接前的变形(熔接机最高压力为6kg),包含用模治具的强迫挤压。或许我们也会陷入一个盲点,那就是从表面探讨变形原因,即未熔接前肉眼看不出,但是经完成超音波熔接后,就很明显的发现变形。其原因乃产品在熔接前,会因导熔线的存在,而较难发现产品本身各种角度、弧度与余料的累积误差,而在完成超音波熔接后,却显现成肉眼可看到的变形。解決方法:1.降低压力(压力最好在2kg 以下)。2.减少超音波熔接时间(降低强度标准)。3.增加硬化时间(至少0.8 秒以上)。 4.分析超音波上下模是否可局部调整(非必要时)。 5.分析产品变形主因,予以改善。 4.制品内部零件破坏※超音波熔接后发生产品破坏原因如下:1.超音波熔接机功率输出太

超声波焊接

超声波焊接 什么是超声波焊接? 超声波焊是一种快捷,干净,有效的装配工艺,用来装配处理热塑性朔料配件,及一些合成构件的方法。目前被运用的朔胶制品与之间的粘结,塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结!它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术!再说明一下,超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果超声波的优点:1,节能2,无需装备散烟散热的通风装置3,成本低,效率高4,容易实现自动化生产! 接下来说明一下1,超声波焊接机的工作原理!超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能,供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能,调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置!!振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化,振动会在熔融状态物质到达其介面时停止,短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键,整个周期通常是不到一秒种便完成,但是其焊接强度却接近是一块连着的材料!!焊接:指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。当超音停止振动时,

固体材料熔化,完成焊接。其接合点强度接近一整块的连生材料,只要产品的接合面设计得匹配,完全密封是绝对没有什么问题的,碟合:熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。嵌入:将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。 具有强度高,成型周期短安装快速的优点!!类似于模具设计中的嵌件! 弯曲/生成音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。这种方式的优势在于处理的快速,较小的内压,良好的外观及对材料本性的克服。点悍点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。点焊也能产生一个强有力的粘合构造,尤其适合一些大型配件、有突起的塑料片或浇注的热塑塑料以及那些结构复杂、难以进入接合面的产品。剪切切和封口一些有序与无序的热塑材料的超音波工艺。用这种方法密封的边缘不开裂,且没有毛边、卷边现象。纺织品/胶片的密封纺织品品及一些胶片的密封也可用到超音波。它可对胶片实行紧压合,还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封。缝合的同时也起到了装饰的作用。影响超音波焊接的因素说起热塑塑料的可焊接力,不能不说到超音波压合对各种树脂的要求。其最主要的因素包括聚合物结构,熔化温度、柔韧

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