Ултразвукът е ефективно средство за стимулиране на микроорганизми чрез механични вибрации и кавитация. В sonobioreactor / ултразвуков ферментатор, ултразвуковата обработка на клетки и тъкани става силно контролируема, тъй като факторите на околната среда могат да бъдат точно определени. С ултразвукови биореактори, ферментационният добив може да бъде значително подобрен.

ферментация

Ефективността на ферментация зависи от условията на процеса: Хранителните вещества, плътност на среда, температурата, кислорода / съдържание на газ и налягането са важни фактори, които влияят на микробната активност. Микроорганизмите, както и клетките на бозайниците е виреят само при определени условия. Подходящи условия комбинирани с ултразвук стимулация може максимизиране на добива на ферментация.

Ултразвуков Стимулиране на микроорганизми

Ферментацията е метаболитен процес, който преобразува захар на киселини, газове, или алкохол. Той се среща в дрожди и бактерии, а също и в кислород глад мускулни клетки, както в случая на ферментация на млечна киселина. Ферментацията се използва и по-общо се отнася до растежа на насипни на микроорганизми върху среда за растеж, често с цел получаване на специфични химически продукт.
ферментационен процес се провежда в индустриален мащаб се използват микроорганизми, такива като бактерии и гъбички за ферментация. Киселомлечни продукти се използват в хранително-вкусовата и обща индустрия. Химикали, такива като оцетна киселина, лимонена киселина и етанол се получават чрез ферментация. Скоростта на ферментация се влияе от концентрацията на микроорганизми, клетки, клетъчни компоненти, и ензими, както и температурата и рН. За аеробна ферментация, кислород е ключов фактор също. Почти всички търговски произведени ензими като липаза, инвертаза и сирище, са направени чрез ферментация с генетично модифицирани микроорганизми.
Като цяло, ферментации могат да се разделят на четири вида:

• Производство на биомаса (жизнеспособен клетъчен материал)
• Производство на извънклетъчни метаболити (химични съединения)
• Производство на вътреклетъчни компоненти (ензими и други протеини)
• Трансформация на субстрат (в която трансформира субстрата се продуктът е)

Звукообработването преди, по време и след ферментация

Ултразвуков Предварителна обработка – Подобряване на биомаса Наличност

Sonication като предварителна обработка се използва за насърчаване на масовия трансфер и направи субстрата по-достъпен за микробите. Ултразвуковото смесване насърчава масовия трансфер на субстрати към микробните клетки и продуктите от него. Ултразвуково интензифициране на масов трансфер може да се прилага като предварителна обработка, както и по време на ферментацията.
Например, ултразвуковото предварително третиране на оризовия корпус се използва за подобряване на ензимната хидролиза за производство на ксилоолигозахариди (XOs) от Aspergillus japonicus (var. japonicus CY6-1). Чрез ултразвук, производството на целулитични и ксилаолитични ензими от оризовия корпус е значително подобрено. Хемицелулозата се увеличава до 1,4 пъти под ултразвук и времето на производство е значително съкратено от 24 часа до 1,5 часа при 80ºC – с допълнителен потенциал за оптимизация на процесите. Облъченият биомасата е много по-лесно конвертируеми за гъбичките, така че стабилността на ензимната активност се удължава и активността на CMCase, б-глюкозидаза, и ксиланаза се увеличава в сравнение с ориз корпуса без ултразвук. Крайните ферментационни продукти са xylotetraose, xylohexaose, и по-високи ксилоолигозахариди молекулно тегло. В xylohexaose Добивът от ултразвук ориз корпуса е 80% по-висока.

Ултразвуков Ферментация – Стимулиране на микробите

Именно контролируем и повторяеми звукообработка помага за подобряване на производителността на различни ферментационни процеси, без да уврежда клетките. Интензитетът на обработка с ултразвук може да бъде точно адаптирани към специфичните клетъчни вида и неговите изисквания. Чрез контролирано ултразвук, клетъчен растеж и метаболизма влияе положително и реализации катализирани от живи клетки е значително подобрени, например стимулиране на бифидобактерии в млякото.
За някои гъбични задвижване ферментационни процеси, ултразвук се използва успешно за модифициране морфология на растежа и бульон реология без повлияване на растежа и добива на филаментозни гъби.

Ултразвуков след лечение – екстракция

За производството на вътреклетъчни компоненти, като например микробни ензими (например, каталаза, амилаза, протеаза, пектиназа, глюкозоизомеразата, целулаза, хемицелулаза, липаза, лактаза, стрептокиназа) и рекомбинантни протеини (например, инсулин, хепатит В ваксина, интерферон, гранулоцитен колония-стимулиращ фактор, стрептокиназа), клетките трябва да бъдат лизирани / разстрои след процеса на ферментация за освобождаване на желаните протеини. Чрез ултразвук, извличането на вътреклетъчните и извънклетъчните полизахарид-протеинови комплекси от вискозен мицел ферментационна хранителна среда се улеснява. Освен изключителния си доходност и ефективност извличане, обработка с ултразвук е добре установена и надеждна за клетъчно разграждане и добива на вътреклетъчния въпрос.
Кликнете тук, за да прочетете мор за ултразвукова лизиране и извличане на!

Ултразвукови биореактори

Hielscher Ultrasonics е дългогодишен опит с ултразвук стимулирани процеси. Ние предлагаме колектор ултразвукови реактори с различни размери и геометрия. Като алтернатива, ние предлагаме индивидуални решения за интегриране в съществуващата биореактор. Тъй като нашите ултразвукови процесори са много гъвкави и се нуждаят само ограничено пространство, преоборудване на съществуващите биотехнологични растения може да се реализира без проблеми.
Таблицата по-долу, показва препоръки обща устройството в зависимост от обема на партидата или дебит да бъде обработен. Кликнете на типа на устройството, за да получите повече информация за всяко устройство.