Hielscher अल्ट्रासाउंड प्रौद्योगिकी

शैवाल ग्रो लैब – अल्ट्रासोनिक शैवाल निष्कर्षण

शैवाल की खेती

शैवाल बढ़ो लैब के साथ-साथ शैवाल की खेती के लिए ट्यूबलर और फ्लैट photobioreactors एक श्रृंखला Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रवाह कोशिकाओं के साथ सुसज्जित प्रोसेसर के आधार पर सेल अल्ट्रासोनिक विनाश की एक प्रक्रिया विकसित की है।
प्रक्रिया के सामान्य प्रवाह आरेख नीचे दिखाया गया है।

शैवाल ग्रो लैब शैवाल की खेती के लिए तस्वीर बायोरिएक्टर और डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण शैवाल तेल हासिल करने के लिए सहित एक पूरी प्रक्रिया सेटअप का विकास किया।

प्रवाह चार्ट शैवाल की खेती और शैवाल तेल उत्पादन ultrasonication उपयोग करने की प्रक्रिया प्रदर्शित करता है। © शैवाल लैब के लिए आगे बढ़ें

शैवाल के उदाहरण के लिए आगे बढ़ें लैब photobioreactors नीचे प्रस्तुत कर रहे हैं।
एलईडी पैनलों स्पेक्ट्रम के बराबर भाग में प्रकाश उत्सर्जक के उपयोग शैवाल की एक अधिकतम दर बढ़ने प्राप्त करने के लिए अनुमति देता है।
उदाहरण के लिए, 0.146 ग्राम / एल की प्रारंभिक घनत्व के साथ Chlorella Vulgaris के टीका के बाद हम 7 दिनों में 7.3G / एल के घनत्व हासिल की।

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शैवाल बढ़ो लैब Alge तेल उत्पादन के लिए आपूर्ति तस्वीर-बायोरिएक्टर और उपकरणों।

शैवाल कोशिकाओं विनाश Ultrasonification द्वारा

शैवाल विकास स्टेडियम के बाद, शैवाल सेल तेल उत्पादन उपचार के लिए परिपक्व हैं। चूंकि सेल सामग्री को आसपास के पर्यावरण से अलग कोशिका झिल्ली की संरचना से अलग किया जाता है, इसलिए पूर्ण अंतःक्रियात्मक सामग्री के रिलीज के संबंध में सेल व्यवधान विधि महत्वपूर्ण है। कोशिका झिल्ली कोशिका को यांत्रिक शक्ति प्रदान करती है और इसकी ईमानदारी को संरक्षित करती है। कोशिका झिल्ली के लोचदार गुण कोशिकाओं को ऑक्सीोटिक दबाव में तेजी से परिवर्तन का सामना करने की अनुमति देते हैं जो उनके बाहरी परिवेश में हो सकता है।
दोनों अल्ट्रासाउंड और माइक्रोवेव की मदद से तरीकों, जो नीचे वर्णित हैं, काफी microalgae के निष्कर्षण में सुधार, उच्च दक्षता, कम निष्कर्षण बार और वृद्धि की पैदावार, साथ ही कम से मध्यम दर्जे की लागत और नगण्य जोड़ा विषाक्तता के साथ।
अक्सर शैवाल से लक्ष्य उत्पादों की निकासी और अधिक प्रभावी शैवाल कोशिकाओं निकासी से पहले नष्ट कर रहे हैं, तो है। लेकिन कभी कभी, सेल विनाश ही लक्ष्य उत्पाद की रिहाई की ओर जाता है, और केवल जुदाई प्रक्रिया यह (जैसे जैव ईंधन के उत्पादन के लिए शैवाल से लिपिड की निकासी) प्राप्त करने के लिए की जरूरत है।
शैवाल उगाई जाने वाली प्रयोगशाला कोशिका व्यवधान और उनके सेटअप में निष्कर्षण के लिए एक अल्ट्रासोनिक प्रणाली को एकीकृत करती है ताकि इंट्रासेल्यूलर सामग्री की पूरी रिलीज प्राप्त करने वाली अत्यधिक कुशल प्रक्रिया सुनिश्चित हो सके और इस प्रकार कम समय में उच्च पैदावार हो। अल्ट्रासोनिक रिएक्टर में, अल्ट्रासोनिक तरंगें तरल मीडिया में caviatation बनाते हैं जिसमें शैवाल कोशिकाएं होती हैं। पोकेशन बुलबुले अल्ट्रासोनिक तरंग के वैकल्पिक दुर्लभ प्रतिक्रिया चरणों के दौरान बढ़ते हैं जब तक कि वे कुछ आकार प्राप्त नहीं करते हैं, जब कोई और ऊर्जा संवर्धित नहीं की जा सकती है। बबल विकास के इस अधिकतम बिंदु पर, संपीड़न चरण के दौरान आवाजें गिरती हैं। बुलबुला पतन दबाव और तापमान के अंतर के साथ-साथ सदमे की तरंगों और मजबूत तरल जेटों की चरम स्थितियों को बनाता है। ये चरम ताकतों न केवल कोशिकाओं को नष्ट करते हैं, बल्कि प्रभावी रूप से तरल मीडिया (जैसे पानी या सॉल्वैंट्स) में अपनी सामग्री को धोते हैं।
अल्ट्रासोनिक विनाश की प्रभावशीलता दृढ़ता से स्थायित्व और सेल दीवारों, जो अलग-अलग शैवाल उपभेदों के बीच काफी भिन्न की लोच पर निर्भर करता है। यही वजह है कि सेल विनाश की दक्षता अत्यधिक sonification प्रक्रिया के मापदंडों से प्रभावित है है: सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों आयाम, दबाव, एकाग्रता हैं & चिपचिपापन, और तापमान। ये पैरामीटर शैवाल के हर विशेष तनाव इष्टतम प्रसंस्करण क्षमता सुनिश्चित करने के लिए के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए।
सेल व्यवधान और विभिन्न शैवाल उपभेदों के विघटन के कुछ उदाहरण नीचे दिए गए लेख उद्धृत में पाया जा सकता:

  • Dunnaliella सलीना और Nannochloropsis oculata: राजा बजे, Nowotarski कश्मीर .; जॉइस, E.M .; मेसन, टी.जे. (2012): शैवाल कोशिकाओं की अल्ट्रासोनिक विघटन। AIP सम्मेलन कार्यवाही; 2012/05/24, वॉल्यूम। 1433 अंक 1, पी। 237।
  • Nannochloropsis oculata: जोनाथन आर मैकमिलन, इयान ए वाटसन, महमूद अली, Weaam Jaafar (2013): मूल्यांकन और शैवाल सेल विघटन के तरीकों की तुलना: माइक्रोवेव, waterbath, ब्लेंडर, अल्ट्रासोनिक और लेजर उपचार। एप्लाइड ऊर्जा, मार्च 2013 वॉल्यूम। 103, पेज 128-134।
  • Nanochloropsis सलीना: सेबेस्टियन Schwede, एलेक्जेंड्रा Kowalczyk, मैंडी गर्बर, रोलाण्ड स्पैन (2011): शैवाल बायोमास के मोनो पाचन पर अलग सेल व्यवधान तकनीकों का प्रभाव। विश्व अक्षय ऊर्जा कांग्रेस 2011, Bioenergy टेक्नोलॉजीज, 8-12 मई, 2011 स्वीडन।
  • Schizochytrium limacinum और Chlamydomonas reinhardtii: जोस Gerde, Mellissa Montalbo-Lomboy एम, Linxing याओ, डेविड Grewell, टोंग वांग (2012): अल्ट्रासोनिक उपचार द्वारा microalgae सेल विघटन का मूल्यांकन। Bioresource प्रौद्योगिकी 2012, वॉल्यूम। 125, pp.175-81।
  • Crypthecodinium cohnii: पाउला मर्सर और रॉबर्टो ई अर्मेन्टा (2011): microalgae से तेल निष्कर्षण के क्षेत्र में विकास। लिपिड विज्ञान प्रौद्योगिकी, 2011 के Europeen Jornal।
  • Scotiellopsis terrestris: एस स्टार्क, डॉ एन हेम्पेल, एल Dombrowski, प्रो डॉ ओ Pulz: अल्ट्रासाउंड के माध्यम और एक पेक्टिन विघटित एंजाइम द्वारा Scotiellopsis terrestris के लिए सेल व्यवधान के सुधार। Naturstoffchemie।
एक 500L तस्वीर-बायोरिएक्टर में शैवाल की खेती

एलईडी पैनल के साथ 500L ट्यूबलर photobioreactor © शैवाल बढ़ो लैब

शैवाल बढ़ो लैब शैवाल की खेती के लिए विभिन्न डिजाइनों में आपूर्ति तस्वीर-बायोरिएक्टर।

फ्लैट तस्वीर-बायोरिएक्टर एलईडी पैनल के साथ सुसज्जित © शैवाल बढ़ो लैब

प्रक्रिया

खेती के बाद, शैवाल बायोमास धारा तरल मीडिया से बायोमास को अलग करने के लिए एकाग्रता डिवाइस को खिलाया जाता है। भंडारण टैंक में ध्यान केंद्रित किया जाता है। अलगाव के बाद, तेल और अन्य इंट्रासेल्यूलर सामग्री को छोड़ने के लिए कोशिकाओं को बाधित होना चाहिए। इसलिए, केंद्रित बायोमास एक Hielscher अल्ट्रासोनिक डिवाइस के माध्यम से पंप किया जाता है। अल्ट्रासोनिक पुनरावृत्ति सेटअप जमाकर्ता टैंक पर वापस Hielscher प्रवाह सेल के माध्यम से दिए गए दबाव के तहत सेल ध्यान के पुनर्संरचना सुनिश्चित करता है। पुनरावृत्ति कोशिकाओं को नष्ट करने के लिए आवश्यक समय तक रहता है। जब विनाश की प्रक्रिया पूरी हो जाती है, तो नष्ट कोशिकाओं के साथ बायोमास उत्पाद अलगाव उपकरण पर पंप कर रहा है, जहां शेष मलबे से उत्पाद का अंतिम पृथक्करण होता है।

शक्तिशाली ultrasonication शैवाल कोशिकाओं का टूटना के लिए प्रभावी तरीका है। Hielscher के UIP1500hd 1500 वाट अल्ट्रासोनिक homogenizer है कि आसानी से की मांग अनुप्रयोगों fullfill करने के लिए एकीकृत किया जा सकता है।

बायोमास एकाग्रता / जुदाई डिवाइस और Hielscher के 1.5 किलोवाट अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP1500hd के साथ शैवाल सेल विनाश यूनिट। © शैवाल लैब के लिए आगे बढ़ें

नष्ट कोशिकाओं का प्रतिशत का मापन

शैवाल टूटना की दक्षता मूल्यांकन के लिए, शैवाल बढ़ो लैब नष्ट कोशिकाओं का प्रतिशत को मापने के लिए दो अलग-अलग तरीके का प्रयोग किया:

  1. पहले विश्लेषण विधि क्लोरोफिल ए, बी, और ए + बी प्रतिदीप्ति की माप पर आधारित है।
    धीमी स्पिन सेंटीफिगेशन के दौरान, प्राप्तकर्ता के तल पर अल्गल कोशिकाएं और मलबे गोली मार देंगे, लेकिन शेष फ्लोटिंग क्लोरोफिल शेष सतह पर तैरनेवाला में भी रहेगा। सेल और क्लोरोफिल की इन भौतिक विशेषताओं का उपयोग करके, टूटी हुई कोशिकाओं का प्रतिशत पता लगाया जा सकता है। यह नमूना के पहले क्लोरोफिल फ्लोरोसेंस को मापकर पूरा किया जाता है। फिर, नमूना centrifuged है। इसके बाद, सतह पर तैरनेवाला के क्लोरोफिल फ्लोरोसेंस मापा जाता है। कुल नमूने के क्लोरोफिल फ्लोरोसेंस में सतह पर तैरनेवाला में क्लोरोफिल फ्लोरोसेंस का प्रतिशत लेकर, टूटी हुई कोशिकाओं के प्रतिशत का अनुमान लगाया जा सकता है। माप का यह रूप काफी सटीक है, लेकिन यह धारणा करता है कि प्रति सेल क्लोरोफिल की संख्या समान है। कुल क्लोरोफिल निष्कर्षण मेथनॉल का उपयोग करके किया गया था।
  2. दूसरी विश्लेषण विधि के लिए, शास्त्रीय hemocytometry काटा शैवाल नमूने में सेल घनत्व को मापने के लिए इस्तेमाल किया गया है। प्रक्रिया 2 चरणों में किया जाता है:
  • सबसे पहले, अल्ट्रासाउंड इलाज से पहले काटा शैवाल नमूने की सेल घनत्व मापा जाता है।
  • दूसरे, गैर नष्ट कर दिया (शेष) कोशिकाओं ही नमूना के sonification के बाद की संख्या मापा जाता है।
    इन दो माप के परिणामों के आधार पर नष्ट कर दिया कोशिकाओं का प्रतिशत गणना की जाती है।
चित्र बिजली अल्ट्रासाउंड (Hielscher UIP1500hd) के माध्यम से सेल विघटन से पहले शैवाल ध्यान को दर्शाता है। © शैवाल लैब के लिए आगे बढ़ें

Pic.1: शैवाल से पहले विनाश © शैवाल बढ़ो लैब

सूक्ष्म चित्र 60 मिनट के बाद शैवाल ध्यान को दर्शाता है। sonication। शैवाल सेल का 50% पहले से ही टूट रहे हैं।

Pic 2: शैवाल विघटन: 60 मिनट के बाद 50% सेल विघटन। sonication। © शैवाल लैब के लिए आगे बढ़ें

ultrasonically बाधित विघटित शैवाल कोशिकाओं का सूक्ष्म चित्र। © शैवाल लैब के लिए आगे बढ़ें

Pic 3: शैवाल विघटन: 120 मिनट के बाद 100% सेल विघटन। sonication। © शैवाल लैब के लिए आगे बढ़ें

शैवाल बढ़ो लैब एक अल्ट्रासोनिक विनाश सेल व्यवधान के लिए Hielscher की अल्ट्रासोनिक उपकरण को एकीकृत इकाई विकसित की है (बड़ा आकार देखने के लिए क्लिक करें!)

शैवाल की फ़्लो चार्ट बढ़ो लैब की शैवाल की खेती और प्रसंस्करण इकाई। © शैवाल लैब के लिए आगे बढ़ें

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