Ultrazvučno bioreaktora za fermentacije

Ultrazvuk je učinkovito sredstvo za poticanje mikroorganizama mehaničkim vibracijama i kavitacije. U sonobioreactor / ultrazvučni fermentor, ultrazvučni tretman stanica i tkiva postaje vrlo kontrolirati jer se okolišni čimbenici mogu točno odrediti. S ultrazvučnim bioreaktorima, fermentacijski izlaz može se značajno poboljšati.

Vrenje

Učinkovitost fermentacije ovisi o uvjetima procesa: Hranjive tvari, gustoća medija, temperatura, sadržaj kisika / plina i tlak važni su čimbenici koji utječu na mikrobnu aktivnost. Mikroorganizmi, kao i stanice sisavaca, uspijevaju samo pod određenim uvjetima. Pravi uvjeti u kombinaciji s ultrazvučnom stimulacijom mogu maksimizirati prinos fermentacije.

Ultrazvučno Poticanje mikroorganizama

UP400ST je ultrazvučni homogenizator koji se koristi za intenziviranje fermentacije poboljšanjem prijenosa mase i stimulacije rasta mikrobnih stanica.Fermentacija je metabolički proces koji pretvara šećer kiselina, plinovima ili alkohol. Se javlja u kvascu i bakterijama, a također i u mišićnim stanicama kisik izgladnjeli, kao u slučaju fermentacije mliječne kiseline. Fermentacija se također koristi u širem smislu da se odnosi na rast bulk mikroorganizama na mediju za rast, često s ciljem proizvodnje određeni kemijski proizvod.
postupak fermentacije se provodi u industrijskom opsegu pomoću mikroorganizama kao što su bakterije i gljivice za fermentaciju. Fermentirani proizvodi se koriste u hrani i opće industrije. Kemikalije, kao što su octena kiselina, limunska kiselina, etanol i se proizvodi fermentacijom. Brzina Fermentacija utječe koncentracija mikroorganizama, stanice, stanične komponente, i enzimi kao što su temperatura i pH. Za aerobnu fermentaciju, kisika je ključni faktor previše. Gotovo svi komercijalno proizvodi, kao što su enzimi, lipaze i invertaze sirišta, izrađeni su od fermentacije genetski modificiranih mikroorganizama.
 
Općenito, fermentacije se mogu podijeliti u četiri vrste procesa / faze:

  • Proizvodnja biomase (izvediv stanični materijal)
  • Proizvodnja izvanstaničnog metabolita (kemijski spojevi)
  • Proizvodnja unutarstaničnih dijelova (enzima i drugih proteina)
  • Transformacije supstrata (u kojem je transformirana supstrat sam produkt)
Ultrazvučni procesor UIP2000hdT (2kW) s miješanim batch reaktorom

ultrazvučni homogenizator UIP2000hdT (2kW) s batch reaktorom

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Sonication prije, za vrijeme i nakon fermentacije

Sonikacija, primjena niskofrekventnih ultrazvučnih valova, može se koristiti prije, tijekom i nakon fermentacije na različite načine iu različitim fazama procesa fermentacije.

Ultrazvučni pred-fermentacijski tretman – Poboljšanje biomase dostupnost

  1. Poboljšani prijenos mase: Sonication kao pre-tretman se koristi za promicanje prijenosa mase i učiniti podlogu više dostupan mikroba. Ultrazvučno miješanje potiče prijenos mase supstrata na, i proizvode daleko od, mikrobne stanice. Ultrazvučno intenziviranje prijenosa mase može se primijeniti kao predliječenje, kao i tijekom fermentacije.
  2. Prekid ćelije: Sonikacija se može koristiti za ometanje staničnih stijenki i membrana, posebno u mikrobnim kulturama ili kulturama kvasca. To pomaže u oslobađanju unutarstaničnih komponenti, kao što su enzimi ili metaboliti, što može poboljšati performanse fermentacije ili olakšati nizvodne procese.
  3. Ekstrakcija unutarstaničnih spojeva: Sonikacija može pomoći u ekstrakciji unutarstaničnih spojeva iz bioloških materijala prije fermentacije. To uključuje ekstrakciju enzima, proteina, nukleinskih kiselina ili drugih ciljnih spojeva iz stanica, tkiva ili biljnih materijala za naknadnu uporabu u procesima fermentacije.

Na primjer, ultrazvučna predobrada rižinog trupa korištena je za poboljšanje enzimske hidrolize za proizvodnju ksilooligosaharida Aspergillus japonicus (var. japonicus CY6-1). Ultrazvukom, proizvodnja celulolitičkih i ksilanolitičkih enzima iz rižinog trupa značajno je poboljšana. Prinos hemiceluloze povećan je na 1,4 puta pod ultrazvukom, a vrijeme proizvodnje uvelike je skraćeno s 24 h na 1,5 h na 80ºC – s daljnjim potencijalom optimizacije procesa. Se sonificirana biomasa je mnogo lakše može pretvoriti za gljivice, tako da se stabilnost enzimske aktivnosti se proširuje i aktivnost CMCaze, b-glukozidaze, te ksilanaze povećana je u odnosu na ne-sonicirana riže trupa. Konačni fermantativ proizvodi su xylotetraose, xylohexaose, a više xylooligosaccharides molekularne težine. Xylohexaose prinos od riže ultrazvukom trup je bio 80% veći.

Ultrazvučno potpomognuta fermentacija – Poticanje mikroba

  • Miješanje i homogenizacija: Sonikacija se može koristiti kao tehnika miješanja tijekom fermentacije. Primjena ultrazvučnih valova pomaže u stvaranju mikrostrujanja i potiče homogenost, osiguravajući ravnomjernu raspodjelu hranjivih tvari, plinova i mikroorganizama unutar posude za fermentaciju.
  • Poboljšanje masovnog prijenosa: Vezano uz poboljšano miješanje i homogenizaciju su ultrazvučno poboljšane brzine prijenosa mase tijekom fermentacije. Ultrazvučna oscilacija i kavitacija stvaraju lokaliziranu turbulenciju i pojačavaju difuziju supstrata, plinova i hranjivih tvari u fermentacijsku juhu. To može poboljšati ukupnu učinkovitost i produktivnost procesa fermentacije.
  • Poboljšanje održivosti stanica i metaboličke aktivnosti: Sonikacija se može primijeniti na mikrobne kulture tijekom fermentacije kako bi se poboljšala održivost stanica i metabolička aktivnost. Blaga ultrazvukom može stimulirati određene mikroorganizme, potičući rast, proizvodnju biomase i sintezu željenih metabolita ili fermentacijskih proizvoda.

Hielscher's ultrasonicators are used to intensify fermentation processes, e.g. the biosynthesis of proteinsUpravo kontrolirati i neponovljivom ultrazvukom pomaže u poboljšanju produktivnosti različitih postupcima fermentacije, bez oštećenja stanica. Intenzitet ultrazvukom može se točno prilagoditi specifičnim vrstama stanica i njegovim zahtjevima. Kontroliranom sonikacije, rast stanica i metabolizam pozitivno utječe i konverzija kataliziranih pomoću živih stanica značajno poboljšana, npr stimuliranje bifidobakterija u mlijeku.
Za neke postupke fermentacije gljivičnih upravljan, sonication uspješno koristi se za modificiranje morfologije rasta i juha reologije bez utjecaja na rast i prinos filamentozne gljive.

Ultrazvučni tretman nakon fermentacije

  • Žetva i odvajanje stanica: Sonikacija može pomoći u berbi i odvajanju stanica nakon fermentacije. Može pomoći u razbijanju staničnih agregata, flokulanata ili biofilma, olakšavajući oslobađanje stanica iz fermentacijske juhe. To pojednostavljuje naknadne silazne procese, kao što su oporavak stanica ili pročišćavanje proizvoda.
  • Ekstrakcija unutarstaničnih proizvoda: Nakon fermentacije, ultrazvukom se može koristiti za ekstrakciju unutarstaničnih proizvoda, kao što su enzimi, proteini, ili sekundarni metaboliti, iz mikrobne ili stanične biomase. Ovaj proces ekstrakcije pomaže u oporavku vrijednih spojeva i poboljšava ukupni prinos procesa fermentacije.
  • Raspad stanica u analitičke svrhe: Sonikacija se može primijeniti za ometanje stanica ili uzoraka mikroba nakon fermentacije, posebno u analitičke svrhe. Pomaže u staničnoj lizi i oslobađanju unutarstaničnog sadržaja, olakšavajući analizu staničnih komponenti ili izvodeći testove nizvodno.

Za proizvodnju intracelularnih komponenti kao što su mikrobiološki enzimi (npr. Katalaza, amilaza, proteaza, pektinaza, glukoza izomeraze, celulaze, hemicelulaza, lipaza, laktaza, streptokinaza) i rekombinantnih proteina (npr. Inzulin, cjepivo protiv hepatitisa B, interferon, stimulaciju kolonija granulocita faktor, streptokinaza), stanice moraju biti lizirane / poremećene nakon postupka fermentacije kako bi se oslobodili željeni proteini. Sonikacijom se olakšava ekstrakcija unutarstaničnih i izvanstaničnih polisaharid-proteinskih kompleksa iz viskozne micelije fermentacijske smjese. Osim iznimnog prinosa i učinkovitosti ekstrakcije, sonikacija je dobro uspostavljena i pouzdana za lizu stanica i ekstrakciju intracelularne tvari.
Kliknite ovdje da biste pročitali mor o ultrazvučnom lize i vađenja!

Ultrazvučni bioreaktori za poboljšane procese fermentacije

Hielscher Ultrasonics je dugo iskustvo s ultrazvučno stimulirano bio-procesi kao što su stimulacija stanica, fermentacija, poremećaj stanica i ekstrakcija. Nudimo razne standardne ultrazvučne reaktore različitih veličina i geometrija za ultrazvukom u batch i protočnom načinu rada. Alternativno, nudimo prilagođena rješenja za integraciju u vaš postojeći bioreaktor. Budući da su naši ultrazvučni procesori vrlo svestrani i zahtijevaju samo mali prostor, naknadna ugradnja u postojeće biotehnološke biljke može se ostvariti bez problema.
Više o vrstama ultrazvučnih reaktora, dizajnu i primjenama pročitajte ovdje!
U tablici u nastavku, pokazuje preporuke opće uređaja, ovisno o volumenu šarže ili protoka za obradu. Kliknite na vrstu uređaja za više informacija o svakom uređaju.

Batch VolumenProtokPreporučeni uređaji
00,5 do 1,5 mlN.a.VialTweeter
1 do 500 mL10 do 200 mL / minUP100H
10 do 2000 ml20 do 400 mL / minUf200 ः t, UP400S
0.1 do 20L0.2 do 4L / minUIP1000hdT UIP2000hdT
10 do 100L2 do 10 l / minUIP4000
N.a.10 do 100 l / minUIP16000
N.a.većigrozd UIP16000
Ultrazvučni zračenje potiče izlučivanje aktivne tvari iz šafrana

Sonicator UIP1000hdT za ekstrakciju

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Molimo Vas da koristite obrazac u nastavku, ako želite zatražiti dodatne informacije o ultrazvučnoj homogenizaciji. Rado ćemo vam ponuditi ultrazvučni sustav koji zadovoljava vaše zahtjeve.









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


Literatura / Reference

Hielscher Ultrasonics proizvodi visoke performanse ultrazvučni homogenizatori za disperziju, Emulgiranje i vađenje stanica.

Visoke snage ultrazvučni homogenizatori iz Laboratorija do Pilot i industrijski razmjera.

Rado ćemo razgovarati o vašem procesu.

Stupimo u kontakt.