Žetva mikroalgi poboljšana ultrazvučnom obradom

Mikroalge su bogate lipidima, proteinima i mikronutrijentima, zbog čega su vrijedan izvor hranjivih tvari. S obzirom na strukturnu otpornost ćelijskih stijenki algi i potrebu za naknadnom ekstrakcijom unutarćelijskih spojeva – posebno lipida i mikronutrijenata – potrebna je netermička, visokoefikasna tehnologija. Svojim sonikatorima Hielscher nudi vrhunsko rješenje za obradu, koje olakšava i unapređuje dva ključna koraka obrade – koncentriranje biomase i razgradnju ćelija.

Ultrazvučni ekstraktor za razgradnju algi u otvorenoj posudi

Sonikator UIP1000hdT za obradu algi

Jedan sonikator – dva koraka u obradi algi

Neinvazivna žetva algi
Ne ometa vitalnost niti narušava integritet tipične višećelijske spiralne strukture vrste Arthrospira platensis. Blaga ultrazvučna vibracija i kavitacija uzrokuju kolaps plinskih vezikula unutar ćelija vrste Arthrospira platensis, čime se omogućava sedimentacija ćelija koje bi inače plutale. To olakšava koncentriranje biomase algi.
Razgradnja ćelija za ekstrakciju (lipidi, proteini, bioaktivni spojevi)
U drugom koraku obrade, ekstrakciji, intenzivna ultrazvučna obrada (sonikacija) koristi se za razgradnju ćelijske strukture vrste Arthrospira platensis kako bi se oslobodili unutarćelijski spojevi poput lipida, proteina i bioaktivnih spojeva.
Saznajte više o ultrazvučnoj ekstrakciji algi!

Žetva algi unaprijeđena ultrazvukom

U studiji Lecine i saradnika (2015.) kulture cijanobakterije Arthrospira fusiformis (također Arthrospira platensis) podvrgnute su neporemećujućoj ultrazvučnoj obradi (sonikaciji), što je pokazalo značajno olakšavanje sedimentacije i oporavka biomase. Primjenom ultrazvučnih polja niskog intenziteta (≤0,5 W/mL) istraživači su izazvali reverzibilnu flokulaciju bez narušavanja vitalnosti ili morfologije ćelija – što je zahtjev za primjene koje traže netaknute biomolekule ili vitalne ćelije za daljnje uzgajanje.
Uz „neporemećujuću ultrazvučnu obradu ove se mikroalge mogu lako istaložiti, čime se biomasa koncentrira otprilike 30 puta, uz prinose oporavka od oko 80-85%.“ (Lecina et al., 2015)

U ovom kratkom videu predstavljamo vam snagu ultrazvučne ekstrakcije pomoću sonikatora sa sondom Hielscher UIP1000hdT! Pogledajte zašto je sonikacija vrhunska tehnika za ekstrakciju vrijednih fitohemikalija, lipida i hranjivih tvari iz bilja i biljnog materijala. Ovaj blagi, netermički proces razgrađuje ćelijske strukture, osiguravajući visoke prinose i bržu ekstrakciju bez narušavanja kvaliteta ekstrakta. Kompatibilna sa svakim rastvaračem, jednostavna za primjenu i ekološki prihvatljiva, ultrazvučna ekstrakcija omogućava dobijanje ekstrakata punog spektra i vrhunskog kvaliteta, uz kratko vrijeme obrade i rezultate koji se mogu prenijeti na veći obim proizvodnje. Iskoristite prednosti ultrazvučne ekstrakcije i upotrijebite sonikator Hielscher za ekstrakciju biljnog materijala uz nenadmašnu efikasnost i održivost!

Ultrazvučni ekstraktor s reaktorom od nehrđajućeg čelika za komercijalnu ekstrakciju lipida, proteina i bioaktivnih spojeva iz vrsta algi poput mikroalgi, makroalgi, fitoplanktona i morskih algi.

Ultrazvučni ekstraktor UIP2000hdT s reaktorom od nehrđajućeg čelika za komercijalnu ekstrakciju lipida, proteina i bioaktivnih spojeva iz algi.

Visokoučinkoviti sonikatori za žetvu i ekstrakciju algi

Hielscher sonikatori su napredni, visokoučinkoviti ultrazvučni procesori razvijeni za laboratorijske i industrijske primjene, zbog čega su idealno prilagođeni tokovima rada žetve i ekstrakcije algi. U fazi žetve Hielscher sistemi omogućavaju preciznu ultrazvučnu obradu niskog intenziteta radi poticanja agregacije i sedimentacije ćelija bez oštećenja njihovog integriteta. Nakon toga, njihove mogućnosti visokog intenziteta omogućavaju kontrolisanu razgradnju ćelija, olakšavajući efikasno oslobađanje unutarćelijskih lipida, pigmenata i mikronutrijenata. Zahvaljujući podesivim amplitudama i ciklusnom načinu rada, kontinuiranim načinima rada i robusnoj konstrukciji, Hielscher sonikatori podržavaju skalabilnu, energetski efikasnu bioobradu – što ih čini ključnim alatom u modernim algalnim biorafinerijama.

Zašto Hielscher Ultrasonics?

visoka efikasnost
najsavremenija tehnologija
pouzdanost i robusnost
podesiva, precizna kontrola procesa
šaržno i inline
za bilo koji volumen
inteligentni softver
pametne funkcije (npr. programabilnost, protokolisanje podataka, daljinsko upravljanje)
jednostavan i siguran za rukovanje
nizak nivo održavanja
CIP (čišćenje na mjestu)

Dizajn, proizvodnja i savjetovanje – kvalitet proizveden u Njemačkoj

Hielscher ultrazvučni uređaji poznati su po najvišem kvalitetu i standardima dizajna. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijska postrojenja. Hielscher ultrazvučni uređaji lako se nose s teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana kompanija i posebnu pažnju posvećuje visokoučinkovitim ultrazvučnim uređajima koji se odlikuju najsavremenijom tehnologijom i jednostavnošću korištenja. Naravno, Hielscher ultrazvučni uređaji usklađeni su s CE oznakom i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Tabela u nastavku daje orijentaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Šaržni volumen	Protok	Preporučeni uređaji
1 do 500mL	10 do 200mL/min	UP100H
10 do 2000mL	20 do 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 do 20L	0,2 do 4L/min	UIP2000hdT
10 do 100L	2 do 10L/min	UIP4000hdT
15 do 150L	3 do 15L/min	UIP6000hdT
n.a.	10 do 100L/min	UIP16000hdT
n.a.	veći	klaster uređaja UIP16000hdT

Ultrazvučni homogenizatori visokog smicanja koriste se u laboratorijskoj, stolnoj, pilot i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za primjene miješanja, disperzije, emulzifikacije i ekstrakcije u laboratorijskom, pilot i industrijskom mjerilu.

Povezane teme

Literatura / reference

Martí Lecina, Jordi Prat, Carlos J. Paredes, Jordi J. Cairó (2025): Non-disruptive sonication of A. fusiformis (A. platensis) cultures facilitates its harvesting. Algal Research, Volume 7, 2015. 1-4.
Zhou, Jianjun; Min Wang, Francisco J. Barba, Zhenzhou Zhu, Nabil Grimi (2023):
A combined ultrasound + membrane ultrafiltration (USN-UF) process for enhancing saccharides separation from Spirulina (Arthrospira platensis). Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 85, 2023.
Vernès, Léa; Vian, Maryline; Maâtaoui, Mohamed; Tao, Yang; Bornard, Isabelle; Chemat, Farid (2019): Application of ultrasound for green extraction of proteins from spirulina. Mechanism, optimization, modeling, and industrial prospects. Ultrasonics Sonochemistry, 54, 2017.

Često postavljana pitanja

Kako se izaziva sedimentacija ćelija? 

Sedimentacija ćelija primarno se izaziva kolapsom unutarćelijskih plinskih vezikula, što narušava regulaciju plovnosti. To dovodi do povećane gustoće ćelija, zbog čega tonu iz fotičke zone, posebno kod planktonskih organizama poput cijanobakterija.

Šta su plinske vakuole u ćelijama? 

Plinske vakuole su proteinima obložene strukture ispunjene plinom koje se nalaze u vodenim prokariotima, uključujući cijanobakterije. One omogućavaju kontrolu plovnosti, čime ćelije mogu prilagoditi svoj vertikalni položaj u vodenom stupcu radi optimalnog pristupa svjetlu i hranjivim tvarima.

Šta su cijanobakterije? 

Cijanobakterije su fotosintetski prokarioti koji proizvode kisik i obično se nalaze u slatkovodnim i morskim okruženjima. Imaju ključnu ulogu u fiksaciji dušika i primarnoj proizvodnji, a u eutrofnim uvjetima mogu formirati štetno cvjetanje algi.

Šta je Arthrospira fusiformis? 

Arthrospira fusiformis je končasta, planktonska cijanobakterija poznata po spiralnoj morfologiji. Uspijeva u alkalnim sodnim jezerima i glavna je komponenta prehrane flamingosa. Komercijalno se uzgaja kao „spirulina“ zbog visokog sadržaja proteina i hranjivih tvari.

Kako ultrazvučna obrada utječe na alge?

 Ultrazvučni tretman razgrađuje ćelije algi putem kavitacije, što dovodi do oštećenja membrane, kolapsa plinskih vezikula i narušene fotosinteze. Kod cijanobakterija poput vrste Microcystis aeruginosa osjetljivost na ultrazvučnu obradu povećava se nakon diobe ćelija, vjerovatno zbog strukturnih ranjivosti u kasnoj svjetlosnoj fazi dnevnog ciklusa.

Visokoučinkovita ultrazvučna tehnika! Asortiman proizvoda Hielscher pokriva cijeli spektar, od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih uređaja preko stolnih jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema.

Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore od laboratorijskog do industrijskog mjerila.