Forbedret høst af mikroalger ved hjælp af sonikering
Mikroalger er rige på lipider, protein og mikronæringsstoffer, hvilket gør mikroalger til en værdifuld kilde til næringsstoffer. I betragtning af algecellevæggenes strukturelle modstandsdygtighed og behovet for downstream-ekstraktion af intracellulære forbindelser – især lipider og mikronæringsstoffer – en ikke-termisk, højeffektiv teknologi er påkrævet. Med sine sonikatorer tilbyder Hielscher en overlegen behandlingsløsning, som letter og forbedrer to vigtige behandlingstrin – biomassekoncentration og celleforstyrrelse.
Sonicator UIP1000hdT til forarbejdning af alger
En sonikator – To trin i algeforarbejdningen
- Ikke-destruktiv høst af alger
Hverken forstyrrer levedygtigheden eller beskadiger integriteten af den typiske multicellulære spiralstruktur af Arthrospira platensis. Mild ultralydsvibration og kavitation får gasblærerne inde i Arthrospira platensis-cellerne til at kollapse, hvilket gør det muligt for de ellers flydende celler at sedimentere. Det gør det lettere at koncentrere algebiomassen. - Opdeling af celler til ekstraktion (lipider, proteiner, bioaktive forbindelser)
I det andet procestrin af ekstraktionen bruges intens sonikering til at forstyrre den cellulære struktur af Arthrospira platensis for at frigøre intracellulære forbindelser som lipider, proteiner og bioaktive forbindelser.
Lær mere om ultralydsudvinding af alger!
Ultralydsforstærket høst af alger
I undersøgelsen af Lecina et al. (2015) blev kulturer af cyanobakterier Arthrospira fusiformis (også Arthrospira platensis) udsat for ikke-forstyrrende sonikering, hvilket afslørede en betydelig lettelse i biomassesedimentering og genopretning. Ved at anvende ultralydsfelter med lav intensitet (≤0,5 W/mL) inducerede forskerne reversibel flokkulering uden at gå på kompromis med cellernes levedygtighed eller morfologi. – et krav til applikationer, der kræver intakte biomolekyler eller levedygtige celler til videre dyrkning.
med “ikke-forstyrrende sonikering kan disse mikroalger let bundfældes, hvilket koncentrerer biomassen ca. 30 gange, samtidig med at der opnås et udbytte på omkring 80-85 %.” (Lecina et al., 2015)
Ultralyd ekstraktor UIP2000hdT med reaktor i rustfrit stål til kommerciel udvinding af lipider, proteiner og bioaktive forbindelser fra alger.
Højtydende sonatorer til høst og udvinding af alger
Hielscher sonikatorer er avancerede, højtydende ultralydsprocessorer, der er konstrueret til både laboratorie- og industriskalaapplikationer, hvilket gør dem ideelle til algehøst og ekstraktionsarbejdsgange. I høstfasen muliggør Hielscher-systemer præcis lavintensitets-sonikering for at fremme celleaggregering og sedimentering uden at beskadige celleintegriteten. Efterfølgende giver deres højintensive funktioner mulighed for kontrolleret celleforstyrrelse, hvilket letter den effektive frigivelse af intracellulære lipider, pigmenter og mikronæringsstoffer. Med justerbare amplituder og cyklustilstand, kontinuerlige driftstilstande og robust design understøtter Hielschers sonikatorer skalerbare, energieffektive bioprocesser. – hvilket gør dem til et vigtigt redskab i moderne algebioraffinaderier.
- høj effektivitet
- Avanceret teknologi
- pålidelighed & Robusthed
- justerbar, præcis processtyring
- batch & Inline
- til enhver volumen
- Intelligent software
- smarte funktioner (f.eks. programmerbare, dataprotokollering, fjernbetjening)
- Nem og sikker at betjene
- lav vedligeholdelse
- CIP (rengøring på stedet)
Design, produktion og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland
Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og designstandarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Hårde forhold og krævende miljøer håndteres let af Hielscher ultralydsapparater.
Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med avanceret teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:
| Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml/min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 til 150L | 3 til 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 til 100 l/min | UIP16000hdT |
| n.a. | Større | klynge af UIP16000hdT |
Litteratur / Referencer
- 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.
Ofte stillede spørgsmål
Hvordan fremkaldes sedimenteringen af celler?
Sedimentation af celler skyldes primært kollaps af intracellulære gasvesikler, som forstyrrer opdriftsreguleringen. Det fører til øget celletæthed, hvilket får cellerne til at synke ud af den fotiske zone, især i planktoniske organismer som cyanobakterier.
Hvad er gasvakuoler i celler?
Gasvakuoler er proteinbundne, gasfyldte strukturer, der findes i akvatiske prokaryoter, herunder cyanobakterier. De sørger for opdriftskontrol, så cellerne kan justere deres lodrette position i vandsøjlen for at få optimal adgang til lys og næringsstoffer.
Hvad er cyanobakterier?
Cyanobakterier er fotosyntetiske, iltproducerende prokaryoter, der er almindeligt forekommende i ferskvand og havmiljøer. De spiller en vigtig rolle i kvælstoffiksering og primærproduktion og kan danne skadelige algeopblomstringer under eutrofiske forhold.
Hvad er Arthrospira fusiformis?
Arthrospira fusiformis er en trådformet, planktonisk cyanobakterie, der er kendt for sin spiralmorfologi. Den trives i alkaliske sodasøer og er en vigtig del af flamingoernes kost. Kommercielt dyrkes den som “spirulina” for sit høje indhold af protein og næringsstoffer.
Hvordan påvirker sonikering alger?
Ultralydsbehandling forstyrrer algeceller gennem kavitation, hvilket fører til membranskader, kollaps af gasvesikler og nedsat fotosyntese. I cyanobakterier som Microcystis aeruginosa øges modtageligheden for lydbehandling efter celledeling, sandsynligvis på grund af strukturelle sårbarheder i den sene lysfase af døgncyklussen.
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.

