водорасли Отглеждане

Водораслите растат Lab разработи серия от тръбни и плоски photobioreactors за култивиране на водорасли, както и процес на клетъчна ултразвуково унищожаване на базата на Hielscher ултразвукови процесори оборудвани с поток клетки.
обща диаграма на протичане на процеса е показана по-долу.

Диаграмата показва процеса на култивиране водорасли и производство водорасли масло се използва ултразвук. © водорасли растат Lab

Примери за водорасли растат Lab photobioreactors са представени по-долу.
Използването на LED панели излъчващи светлина в PAR част на спектъра позволява да се постигне максимална скорост на растеж на водорасли.
Например, след инокулация на Chlorella Vulgaris с първоначалната плътност на 0,146 гр / L се постига плътността на 7,3 грама / L в 7 дни.

Водорасли Клетките унищожаване от ултразвук

След стадион растежа на водораслите, клетката на водорасли са узрели за лечение на производството на петрол. Тъй като съдържанието на клетка е отделена от околната среда чрез структура на клетъчните мембрани, съставени, методът за разрушаване на клетка е значително по отношение на освобождаването на цялото вътреклетъчния материал. Клетъчната мембрана осигурява механична якост на клетката и запазване на неговата цялост. Еластичните свойства на клетъчната мембрана позволяват на клетките да издържат на бързите промени в осмотичното налягане, които могат да се появят в техните външни среда.
Както ултразвук и микровълнови с помощта на методи, които са описани по-долу, да се подобри добива от микроводорасли значително, с висока ефективност, намалени пъти екстракция и повишени добиви, както и ниски до умерени разходи и незначително добавя токсичност.
Много често добива на продуктите за целта от водорасли е по-ефективна, ако клетките на водораслите се унищожават преди екстракция. Но понякога, разрушаването на клетките се води до освобождаване на цел продукт, и само метод за разделяне е необходимо за това (например извличане на липиди от водорасли за производство на биогориво) точка.
Водораслите за растеж на водораслите интегрират ултразвукова система за разрушаване и извличане на клетките в настройката им, за да осигурят високоефективен процес, постигащ пълно освобождаване на вътреклетъчно съдържание и по този начин по-високи добиви в по-кратко време. В ултразвуковия реактор ултразвуковите вълни създават кавиация в течната среда, която съдържа клетките на водораслите. Кавитационните мехурчета растат по време на редуващите се фази на ултразвуковата вълна, докато достигнат определен размер, когато не може да бъде адсорбирана допълнителна енергия. При тази максимална точка на растеж на балона, кухините се срутват по време на компресионна фаза. Колапсът на балона създава екстремни условия на диференциала на налягането и температурата, както и на ударни вълни и силни течни струи. Тези крайни сили не само разрушават клетките, но и ефективно измиват съдържанието си в течната среда (напр. Вода или разтворители).
Ефективността на ултразвукова унищожаване силно зависи от стабилност и еластичност на клетъчните стени, които се различават значително между отделните щамове водорасли. Това е причината, поради която efficieny на разрушаване на клетките е силно повлияна от параметрите на процеса на обработка с ултразвук: Най-важните параметри са амплитуда, налягане, концентрация & вискозитет и температура. Тези параметри трябва да бъдат оптимизирани за всеки конкретен щам на водорасли, за да се осигури оптимална ефективност на преработка.
Някои примери за клетъчно разрушаване и разпадане на различни щамове водорасли могат да бъдат намерени в статиите, цитирани по-долу:

• Dunnaliella Салина и Nannochloropsis oculata: King часа следобед Nowotarski К .; Джойс, E.M .; Mason, T.J. (2012): Ултразвуков нарушаване на водорасли клетки. ПДИ сборника; 24.05.2012, Vol. 1433 брой 1, стр. 237.
• Nannochloropsis oculata: Джонатан R. McMillan, Ian A. Watson, Mehmood Ali, Weaam Jaafar (2013): Оценка и сравнение на водорасли методи клетъчно разрушаване: Микровълнова, водна баня, смесител ултразвукови и лазерно лечение. Приложни енергетиката март 2013 г., Vol. 103, 128-134 страници.
• Nanochloropsis Салина: Себастиан Schwede, Александра Ковалчик, Манди Gerber, Roland Span (2011): Влияние на различни техники за клетъчна деструкция на моно разграждане на биомаса от водорасли. Световен конгрес за възобновяема енергия 2011 г., Биоенергия Technologies, 8-12 май 2011 г., Швеция.
• Schizochytrium limacinum и Chlamydomonas reinhardtii: Жозе Gerde, Mellissa Montalbo-Lomboy M, Linxing Яо, Дейвид Grewell, Tong Wang (2012): Оценка на прекъсване микроводорасли клетка чрез ултразвуково лечение. Bioresource Technology 2012, Vol. 125, pp.175-81.
• Crypthecodinium cohnii: Пола Mercer и Roberto Е. Армента (2011): Развитие на извличане на масло от микроводорасли. Europeen Jornal на Lipid Science Technology, 2011.
• Scotiellopsis зъби: S. Starke, р Н. Hempel, L. Dombrowski, р О. Pulz: Подобряване на разрушаване на клетка за Scotiellopsis зъби с помощта на ултразвук и пектин разлага ензим. Naturstoffchemie.

процес

След култивирането, потокът биомаса от водорасли се подава в концентрационното устройство, за да се отдели биомасата от течната среда. Концентратът се натрупва в резервоара за съхранение. След разделянето клетките трябва да се разрушат, за да се освободи маслото и другият вътреклетъчен материал. Ето защо, концентрираната биомаса се изпомпва през ултразвуково устройство Hielscher. Устройството за рециркулация на ултразвук осигурява рециркулацията на клетъчния концентрат под даденото налягане през клетката за поток Hielscher обратно в резервоара за натрупване. Рециркулацията продължава времето, необходимо за унищожаване на клетките. Когато процесът на унищожаване приключи, биомасата с унищожените клетки се изпомпва към устройството за разделяне на продуктите, където се получава окончателното отделяне на продукта от останалите отпадъци.

Водорасли единица разрушаване на клетките с концентрация на биомаса / устройство разделяне и 1,5 кВт ултразвуков процесор UIP1500hd Hielscher на. © водорасли растат Lab

Измерване на процента на разрушени клетки

За оценка на ефективността на счупване на водорасли, водорасли растат Lab използва две различни методики за измерване процента на разрушените клетки:

1. Първият метод за анализ се основава на измерването на хлорофил А, В и А + В флуоресценция.
   При центрофугиране с бавно центрофугиране, водораслите и остатъците от пелтите ще се гранулират в дъното на реципиента, но остатъка от свободно плаващ хлорофил ще остане в супернатанта. Използвайки тези физични характеристики на клетката и хлорофила, процентът на счупените клетки може да се установи. Това се постига чрез измерване на общата хлорофилна флуоресценция на пробата. След това пробата се центрофугира. След това се измерва хлорофилната флуоресценция на супернатанта. Като се вземе процентът на флуоресценция на хлорофила в супернатанта до хлорофилната флуоресценция на общата проба, може да се направи оценка на процента на счупените клетки. Тази форма на измерване е сравнително точна, но прави предположението, че броят на хлорофила на клетката е еднакъв. Общите екстракции на хлорофил се извършват с използване на метанол.
2. За втория метод на анализ, класическата хемоцитометрия се използва за измерване на плътността на клетките в добит проба водорасли. Процедурата се извършва в 2 стъпки:

• Първо, клетъчната плътност на добит водорасли проба преди третирането с ултразвук се измерва.
• Второ, броят на неразрушените (останалите) клетки след обработка с ултразвук на една и съща проба се измерва.
  Въз основа на резултатите от тези две измервания, процентът на разрушените клетки се изчислява.

Pic.1: Водорасли Преди Унищожаване © водорасли растат Lab

Пик 2: водорасли прекъсване: 50% разрушаване на клетка след 60 минути. ултразвук. © водорасли растат Lab

Фиг 3: водорасли прекъсване: 100% разрушаване на клетка след 120 минути. ултразвук. © водорасли растат Lab