بالموجات فوق الصوتية المفاعلات الحيوية للتخمير

الفوق صوتيات وسيلة فعالة لتحفيز الكائنات الدقيقة بواسطة الاهتزازات الميكانيكية والتجويف. في سونوبيورياكتور / المخمر بالموجات فوق الصوتية، والعلاج بالموجات فوق الصوتية من الخلايا والأنسجة يصبح السيطرة عليها للغاية منذ العوامل البيئية يمكن تحديدها بالضبط. مع المفاعلات الحيوية بالموجات فوق الصوتية، يمكن تحسين مخرجات التخمير بشكل كبير.

تخمير

تعتمد كفاءة التخمير على ظروف العملية: العناصر الغذائية وكثافة الوسط ودرجة الحرارة ومحتوى الأكسجين / الغاز والضغط هي عوامل مهمة تؤثر على النشاط الميكروبي. الكائنات الحية الدقيقة وكذلك خلايا الثدييات تزدهر فقط في ظل ظروف معينة. الظروف المناسبة جنبا إلى جنب مع التحفيز بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تزيد من غلة التخمير.

بالموجات فوق الصوتية تحفيز الكائنات الدقيقة

و UP400ST هو المهيج بالموجات فوق الصوتية المستخدمة لتكثيف التخمير عن طريق تحسين نقل الكتلة وتحفيز نمو الخلايا الميكروبية.التخمر هو عملية التمثيل الغذائي الذي يحول السكر إلى الأحماض أو الغازات أو الكحول. ويحدث ذلك في الخميرة والبكتيريا، وأيضا في خلايا العضلات المتعطشة للأكسجين، كما في حالة التخمر اللبني. يستخدم التخمير أيضا على نطاق أوسع للإشارة إلى نمو معظم الكائنات الحية الدقيقة على وسيط النمو، وغالبا بهدف إنتاج منتج كيميائي معين.
وتجرى عملية التخمير بها على نطاق صناعي باستخدام الكائنات الدقيقة مثل البكتيريا والفطريات لتخمير. وتستخدم منتجات المخمرة في صناعة الأغذية والعامة. ويتم إنتاج المواد الكيميائية، مثل حمض الخليك، حامض الستريك، والإيثانول عن طريق التخمير. ويتأثر معدل التخمر التي كتبها تركيز الميكروبات والخلايا والمكونات الخلوية، والإنزيمات، وكذلك درجة الحرارة، ودرجة الحموضة. لالتخمير الهوائي، والأكسجين هو عامل أساسي جدا. مصنوعة الإنزيمات ما يقرب من جميع تنتج تجاريا، مثل الليباز، الانفرتيز والمنفحة، عن طريق التخمير مع الميكروبات المعدلة وراثيا.
 
بشكل عام ، يمكن تقسيم عمليات التخمير إلى أربعة أنواع / مراحل عملية:

  • إنتاج الكتلة الحيوية (المادة الخلوية قابلة للحياة)
  • إنتاج نواتج خارج الخلية (المركبات الكيميائية)
  • إنتاج مكونات داخل الخلايا (الإنزيمات والبروتينات الأخرى)
  • تحويل الركيزة (في هذه الركيزة تحولت هي نفسها المنتج)
المعالج بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT (2kW) مع أثار مفاعل دفعة

الخالط بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT (2KW) مع دفعة مفاعل

طلب معلومات





صوتنة قبل وأثناء وبعد التخمير

يمكن استخدام Sonication ، تطبيق الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد ، قبل وأثناء وبعد التخمير بطرق مختلفة وفي مراحل مختلفة من عملية التخمير.

العلاج المسبق بالتخمير بالموجات فوق الصوتية – تحسين الكتلة الحيوية التوفر

  1. تحسين النقل الجماعي: ويستخدم Sonication كعلاج مسبق لتعزيز نقل الشامل وجعل الركيزة أكثر المتاحة للميكروبات. خلط بالموجات فوق الصوتية يعزز نقل الشامل من ركائز إلى، والمنتجات بعيدا عن، والخلايا الميكروبية. يمكن تطبيق التكثيف بالموجات فوق الصوتية من نقل الشامل كما قبل المعالجة وكذلك أثناء التخمير.
  2. اضطراب الخلية: يمكن استخدام Sonication لتعطيل جدران الخلايا والأغشية ، خاصة في الثقافات الميكروبية أو الخميرة. يساعد هذا في إطلاق المكونات داخل الخلايا ، مثل الإنزيمات أو المستقلبات ، والتي يمكن أن تحسن أداء التخمير أو تسهل العمليات النهائية.
  3. استخراج المركبات داخل الخلايا: يمكن أن يساعد Sonication في استخراج المركبات داخل الخلايا من المواد البيولوجية قبل التخمير. يتضمن ذلك استخراج الإنزيمات أو البروتينات أو الأحماض النووية أو المركبات المستهدفة الأخرى من الخلايا أو الأنسجة أو المواد النباتية لاستخدامها لاحقا في عمليات التخمير.

على سبيل المثال ، تم استخدام المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية لبدن الأرز لتعزيز التحلل الأنزيمي لإنتاج xylooligosaccharides بواسطة Aspergillus japonicus (var. japonicus CY6-1). عن طريق صوتنة ، تم تعزيز إنتاج الإنزيمات الخلوية و xylanolytic من بدن الأرز بشكل كبير. تمت زيادة محصول الهيميسيلولوز إلى 1.4 ضعف تحت صوتنة وتم تقصير وقت الإنتاج بشكل كبير من 24 ساعة إلى 1.5 ساعة عند 80 درجة مئوية – مع احتمال حدوث المزيد من عملية التحسين. الكتلة الحيوية sonicated هي أسهل بكثير للتحويل للفطريات بحيث يتم تمديد استقرار نشاط انزيم ونشاط CMCase، ب جلوكوزيد، ويتم زيادة xylanase بالمقارنة مع بدن غير sonicated الأرز. وكانت المنتجات النهائية التخمر xylotetraose، xylohexaose، وأعلى xylooligosaccharides الوزن الجزيئي. وكان العائد xylohexaose من بدن الأرز sonicated أعلى 80٪.

التخمير بمساعدة الموجات فوق الصوتية – التحفيز للجراثيم

  • الخلط والتجانس: يمكن استخدام Sonication كتقنية خلط أثناء التخمير. يساعد تطبيق الموجات فوق الصوتية على إنشاء تدفق دقيق ويعزز التجانس ، مما يضمن توزيعا موحدا للمغذيات والغازات والكائنات الحية الدقيقة داخل وعاء التخمير.
  • تعزيز النقل الجماعي: تتعلق الخلط والتجانس المحسن بمعدلات نقل الكتلة المحسنة بالموجات فوق الصوتية أثناء التخمير. يخلق التذبذب بالموجات فوق الصوتية والتجويف اضطرابا موضعيا ويعزز انتشار الركائز والغازات والمواد المغذية في مرق التخمير. هذا يمكن أن يحسن الكفاءة والإنتاجية الإجمالية لعملية التخمير.
  • تحسين صلاحية الخلية والنشاط الأيضي: يمكن تطبيق Sonication على الثقافات الميكروبية أثناء التخمير لتعزيز صلاحية الخلية والنشاط الأيضي. صوتنة خفيفة يمكن أن تحفز بعض الكائنات الحية الدقيقة ، وتعزيز النمو ، وإنتاج الكتلة الحيوية ، وتوليف المستقلبات المطلوبة أو منتجات التخمير.

Hielscher's ultrasonicators are used to intensify fermentation processes, e.g. the biosynthesis of proteinsعلى وجه التحديد صوتنة السيطرة عليها وتكرارها يساعد على تحسين إنتاجية مختلف عمليات التخمير دون الإضرار الخلايا. شدة صوتنة يمكن تكييفها بالضبط إلى أنواع معينة من الخلايا ومتطلباته. صوتنة التي تسيطر عليها، ونمو الخلايا وعملية التمثيل الغذائي يتأثر بشكل إيجابي والتحويلات يحفزه الخلايا الحية وتحسنت بشكل ملحوظ، على سبيل المثال، تحفيز Bifidobacteria في الحليب.
بالنسبة لبعض عمليات التخمير يحركها الفطرية، ويستخدم صوتنة بنجاح لتعديل التشكل النمو والريولوجيا مرق دون التأثير على معدل النمو والعائد من الفطريات الخيطية.

علاج ما بعد التخمير بالموجات فوق الصوتية

  • حصاد الخلايا وفصلها: يمكن أن يساعد Sonication في حصاد الخلايا وفصلها بعد التخمير. يمكن أن يساعد في كسر مجاميع الخلايا أو المواد الندفية أو الأغشية الحيوية ، مما يسهل إطلاق الخلايا من مرق التخمير. هذا يبسط عمليات المصب اللاحقة ، مثل استعادة الخلايا أو تنقية المنتج.
  • استخراج المنتجات داخل الخلايا: بعد التخمير ، يمكن استخدام صوتنة لاستخراج المنتجات داخل الخلايا ، مثل الإنزيمات والبروتينات أو المستقلبات الثانوية ، من الكتلة الحيوية الميكروبية أو الخلوية. تساعد عملية الاستخراج هذه على استعادة المركبات القيمة وتحسين العائد الإجمالي لعملية التخمير.
  • تفكك الخلايا لأغراض تحليلية: يمكن تطبيق Sonication لتعطيل الخلايا أو العينات الميكروبية بعد التخمير ، خاصة لأغراض التحليل. يساعد في تحلل الخلايا وإطلاق المحتويات داخل الخلايا ، مما يسهل تحليل المكونات الخلوية أو إجراء فحوصات المصب.

لإنتاج مكونات داخل الخلايا مثل الإنزيمات الميكروبية (مثل الكاتلاز ، الأميلاز ، البروتيز ، البكتيناز ، الجلوكوز أيزوميراز ، سيلولاز ، الهيميسيللاز ، الليباز ، اللاكتاز ، الستربتوكيناز) والبروتينات المأشوبة (مثل الأنسولين ، لقاح التهاب الكبد B ، الإنترفيرون ، المحببة مستعمرة مستعمرة عامل ، streptokinase) ، يجب أن تكون lysed / خلل الخلايا بعد عملية التخمير لتحرير البروتينات المطلوبة. عن طريق الصوتنة ، يتم تسهيل استخلاص معقدات السكاريد والبروتينات الخلوية خارج الخلية من مرق التخمير اللزجزي. إلى جانب عائدها الماهر في الاستخراج وكفاءته ، فإن صوتنة الصوت راسخة وموثوقة لتحلل الخلايا واستخراج المادة داخل الخلايا.
انقر هنا لقراءة مور عن تحلل بالموجات فوق الصوتية واستخراج!

المفاعلات الحيوية بالموجات فوق الصوتية لتحسين عمليات التخمير

Hielscher Ultrasonics هو من ذوي الخبرة منذ فترة طويلة مع العمليات الحيوية المحفزة بالموجات فوق الصوتية مثل تحفيز الخلايا، التخمير، وتعطيل الخلايا واستخراجها. نحن نقدم مختلف مفاعلات الموجات فوق الصوتية القياسية من مختلف الأحجام والأشكال الهندسية للصوتنة في وضع الدفعات والتدفق. بدلا من ذلك ، نقدم حلولا مخصصة للاندماج في المفاعل الحيوي الحالي الخاص بك. نظرا لأن معالجاتنا بالموجات فوق الصوتية متعددة الاستخدامات ولا تتطلب سوى مساحة صغيرة ، يمكن تحقيق التعديل التحديثي في مصانع التكنولوجيا الحيوية الحالية دون مشاكل.
اقرأ المزيد عن أنواع المفاعلات بالموجات فوق الصوتية وتصميماتها وتطبيقاتها هنا!
الجدول أدناه، يشير توصيات الجهاز العام اعتمادا على حجم الدفعة أو معدل تدفق لتتم معالجتها. انقر على نوع الجهاز للحصول على مزيد من المعلومات حول كل جهاز.

دفعة حجممعدل المد و الجزرالأجهزة الموصى بها
00.5 إلى 1.5mLزمالة المدمنين المجهولينVialTweeter
1 إلى 500ML10 إلى 200ML / دقيقةUP100H
10 إلى 2000ML20 إلى 400ML / دقيقةUf200 ः ر، UP400S
00.1 إلى 20L00.2 إلى 4L / دقيقةUIP1000hdT، UIP2000hdT
10 إلى 100L2 إلى 10L / دقيقةUIP4000
زمالة المدمنين المجهولين10 إلى 100L / دقيقةUIP16000
زمالة المدمنين المجهولينأكبرمجموعة من UIP16000

اتصل بنا! / اسألنا!

يرجى استخدام النموذج أدناه، إذا كنت ترغب في طلب معلومات إضافية حول التجانس بالموجات فوق الصوتية. سنكون سعداء لنقدم لكم نظام الموجات فوق الصوتية تلبية الاحتياجات الخاصة بك.









يرجى ملاحظة لدينا سياسة الخصوصية.


مراجع الادب

Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عاليه الأداء الخالطون بالموجات فوق الصوتية لتشتت ، استحلاب واستخراج الخلايا.

عاليه الطاقة الخالطون بالموجات فوق الصوتية من مختبر إلى طيار و صناعي مقياس.

سنكون سعداء لمناقشة العملية الخاصة بك.

دعونا الحصول على اتصال.