Ultrazvuka za poboljšanje poremećaja i ekstrakcije stanica algi

Alge, makro i mikroalge sadrže mnoge vrijedne spojeve koji se koriste kao prehrambena hrana, prehrambeni aditivi ili kao sirovina za gorivo ili gorivo. Da bi se oslobodile ciljne tvari iz stanice algi potrebna je snažna i učinkovita tehnika poremećaja stanica. Ultrazvučni ekstraktori su vrlo učinkoviti i pouzdani kada je u pitanju ekstrakcija bioaktivnih spojeva iz biljaka, algi i gljivica. Dostupni u laboratoriju, klupa-top i industrijske ljestvice, Hielscher ultrazvučni ekstraktori su uspostavljeni u proizvodnji staničnih ekstrakata u proizvodnji hrane, farmacije i bio-goriva.

Alge kao vrijedan resurs za prehranu i gorivo

Stanice algi su svestran izvor bioaktivnih i energetski bogatih spojeva, kao što su proteini, ugljikohidrati, lipidi i druge bioaktivne tvari, kao i alkani. To čini alge izvorom hrane i prehrambenih spojeva, kao i goriva.
Mikroalge su cijenjeni izvor lipida koji se koriste za prehranu i kao sirovina za biogoriva (npr. biodizel). Sojevi morske fitoplanktonske dikratije, kao što je Dicrateria rotunda, poznati su kao alge koje proizvode benzin, a koje mogu sintetizirati niz zasićenih ugljikovodika (n‐alkanes) iz C10H22 u C38H78, koji su kategorizirani kao benzin (C10–C15), dizelska ulja (C16–C20) i loživa ulja (C21–C38).
Zbog svoje nutritivne vrijednosti alge se koriste kao "funkcionalna hrana" ili "nutraceuticals". Važne mikro-hranjive tvari ekstrahirane iz algi uključuju karotenoide astaksantina, fukoksantina i zeaksantina, fukoidana, laminarija i drugih glukana među brojnim drugim bioaktivnim tvarima koje se koriste kao dodaci prehrani i pharmceutici. Kao prehrambeni aditivi koriste se karagenan, alginat i drugi hidrokoloidi. Lipidi algi koriste se kao veganski izvor omega-3 i također se koriste kao gorivo ili kao sirovina za proizvodnju biodizela.

Ultrasonic extractor with stainless steel reactor for the sommerical extraction of lipids, proteins and bioactive compounds from algal specien such as microalgae, macroalgae, phytoplankton and seaweed.

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

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Poremećaj i ekstrakcija stanica algi ultrazvukom snage

Ultrazvučni ekstraktori ili jednostavno ultrasonicators se koriste za izdvajanje vrijednih spojeva iz malih uzoraka u laboratoriju, kao i za proizvodnju na velikim komercijalnim razmjerima.
Stanice algi zaštićene su složenim staničnim stijenkama, koje se sastoje od lipida, celuloze, proteina, glikoproteina i polisaharida. Baza većine staničnih zidova algi izgrađena je od mikrofibrilarne mreže unutar matrice proteina nalik gelu; međutim, neke mikroalge opremljene su anorganskim krutim zidom koji se sastoji od opalinskih silicij frustula ili kalcijevog karbonata. Da bi se dobili bioaktivni spojevi iz biomase algi, potrebna je učinkovita tehnika poremećaja stanica. Osim tehnoloških faktora ekstrakcije (tj. metode ekstrakcije i opreme), na učinkovitost poremećaja i ekstrakcije stanica algi snažno utječu i različiti čimbenici ovisni o algama kao što su sastav stanične stijenke, položaj željene biomolekule u mikroalgama i faza rasta mikroalgi tijekom berbe.

Kako djeluje poremećaj i ekstrakcija stanica ultrazvučnih algi?

A variety of microscopic unicellular and colonial freshwater algae, which can be disrupted by ultrasonication in order to extract valuable bioactive compounds such as proteins, lipids, polysaccharides and antioxidants. Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic extractors for commercial algae extraction.Kada se ultrazvučni valovi visokog intenziteta spoje putem ultrazvučne sonde (također poznate kao ultrazvučni rog ili sonotrode) u tekućinu ili kašu, zvučni valovi putuju kroz tekućinu i time stvaraju izmjenične cikluse visokog tlaka / niskog tlaka. Tijekom tih ciklusa visokog tlaka / niskog tlaka javljaju se minutni vakuumski mjehurići ili šupljine. Kavitacijski mjehurići nastaju kada lokalni tlak padne tijekom ciklusa niskog tlaka dovoljno daleko ispod zasićenog tlaka pare, što je vrijednost koju daje vlačna čvrstoća tekućine na određenoj temperaturi. Koji rastu tijekom nekoliko ciklusa. Kada ti vakuumski mjehurići dosegnu veličinu, gdje ne mogu apsorbirati više energije, mjehurić se nasilno implodira tijekom ciklusa visokog tlaka. Implozija kavitacijskih mjehurića je nasilan, energetski gust proces koji stvara intenzivne udarne valove, turbulencije i mikro-mlaznice u tekućini. Osim toga, stvaraju se lokalizirani vrlo visoki tlakovi i vrlo visoke temperature. Ovi ekstremni uvjeti lako mogu poremetiti stanične zidove i membrane i osloboditi unutarstanične spojeve na učinkovit, učinkovit i brz način. Unutarstanični spojevi kao što su proteini, polisaharidi, lipidi, vitamini, minerali, i antioksidansi mogu se učinkovito izdvojiti pomoću snage ultrazvuka.

Ultrasonic extractor UP400ST for small to mide-size algae disruption and extraction

The ultrasonicator UP400St idealan je za disruptivne i ekstrakcijske bioaktivne spojeve iz algi u manjim serijama (cca. 8-10L)

Ultrazvučna kavitacija za poremećaj stanica i ekstrakciju

UP400St with stirrer for cell disintegration, disruption and extractionKada je izložen intenzivnoj ultrazvučnoj energiji, zid ili membrana bilo koje vrste stanica (uključujući botanički, sisavac, algi, gljivični, bakterijski itd.) je poremećen i stanica je rastrgana u manje fragmente mehaničkim silama energetski guste ultrazvučne kavitacije. Kada je stanična stijenka slomljena, stanični metaboliti kao što su proteini, lipidi, nukleinska kiselina i klorofil oslobađaju se iz matrice stanične stijenke, kao i iz unutrašnjosti stanice i prenose se u medij ili otapalo okolne kulture.
Gore opisani mehanizam ultrazvučne / akustične kavitacije ozbiljno ometa cijele stanice algi ili plin i tekuće vakuole unutar stanica. Ultrazvučna kavitacija, vibracije, turbulencije i mikro-strujanje promiču prijenos mase između unutrašnjosti stanica i okolnog otapala tako da su biomolekule (tj. metaboliti) učinkovite i brzo se oslobađaju. Budući da je ultrazvukom je čisto mehanička obrada koja ne zahtijeva oštre, toksične i / ili skupe kemikalije.
Ultrazvuk visokog intenziteta i niske frekvencije stvara ekstremne energetski guste uvjete, s visokim tlakovima, temperaturama i visokim silama smicanja. Ove fizičke sile potiču poremećaj staničnih struktura kako bi se unutarstanični spojevi oslobodili u medij. Stoga se niskofrekventni ultrazvuk u velikoj mjeri koristi za ekstrakciju bioaktivnih tvari i goriva iz algi. U usporedbi s konvencionalnim metodama ekstrakcije kao što su ekstrakcija otapala, mljevenje kuglica ili homogenizacija visokog tlaka, ultrazvučna ekstrakcija ističe se oslobađanjem većine bioaktivnih spojeva (kao što su lipidi, proteini, polisaharidi i mikro-hranjive tvari) iz sonoporated i poremećene stanice. Primjenjujući prave uvjete procesa, ultrazvučna ekstrakcija daje vrhunske prinose ekstrakcije u vrlo kratkom trajanju procesa. Na primjer, ultrazvučni ekstraktori visokih performansi pokazuju izvrsne performanse ekstrakcije iz algi, kada se koriste s prikladnim otapalom. U kiselom ili alkalnom mediju, stijenka algi stanica dobiva porozne i naborane, što dovodi do povećanih prinosa na niskoj temperaturi (ispod 60 ° C) u kratkom vremenu ultrazvukom (manje od 3 sata). Kratko trajanje ekstrakcije na blagim temperaturama sprječava razgradnju fukoidana, tako da se dobiva visoko bioakcharid.
Ultrasonication je također metoda za pretvaranje visoke molekularne težine fucoidan u niske molekularne težine fucoidan, koji je znatno više bioaktivan zbog svoje debranched strukture. Sa svojom visokom bioaktivnošću i bioakesibilnošću, fukoidan niske molekularne težine zanimljiv je spoj za farmaceutske proizvode i sustave za isporuku lijekova.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Studije slučaja: Ultrazvučna ekstrakcija spojeva algi

Ultrazvučna učinkovitost ekstrakcije i optimizacija ultrazvučnih parametara ekstrakcije široko su proučavani. U nastavku možete pronaći uzorne rezultate za rezultate ekstrakcije ultrazvukom različitih vrsta algi.

Ekstrakcija proteina iz Spiruline pomoću mano-termo-ultrazvukom

Istraživačka skupina prof. Chemata (Sveučilište u Avignonu) istraživala je učinke manotermosonication (MTS) na ekstrakciju proteina (kao što je fikocijanin) iz suhe Arthrospira platensis cijanobakterije (također poznate kao spirulina). Mano-Termo-sonication (MTS) je primjena ultrazvuka u kombinaciji s povišenim tlakovima i temperaturama kako bi se pojačao ultrazvučni proces ekstrakcije.
"Prema eksperimentalnim rezultatima, MTS je promicao prijenos mase (visoka učinkovita difuzivnost, De) i omogućio dobivanje 229% više proteina (28,42 ± 1,15 g/100 g DW) od konvencionalnog procesa bez ultrazvuka (8,63 ± 1,15 g/100 g DW). S 28,42 g proteina na 100 g suhe biomase spiruline u ekstraktu, stopa oporavka proteina od 50% postignuta je u 6 učinkovitih minuta kontinuiranim MTS procesom. Mikroskopska opažanja pokazala su da je akustična kavitacija utjecala na filamente spiruline različitim mehanizmima kao što su fragmentacija, sonoporacija, detekstuacija. Ove različite pojave olakšavaju ekstrakciju, oslobađanje i topljivost bioaktivnih spojeva spiruline." [Vernès i sur., 2019.]

Ultrasonic extraction of spirulina protein from Arthrospira platensis cyanobacteria.

Optičke mikroskopske slike cijelih spiurulina filamenata podvrgnutih MTS tretmanu tijekom vremena. Traka skale (slika A) = 50 μm za sve slike.
slika i studija: ©Vernès i sur. 2019

Ultrazvučni Fucoidan i Glucan ekstrakcija iz Laminaria digitata

Teagasc istraživačka skupina dr. Tiwari istraživala je ekstrakciju polisaharida, odnosno fukoidana, laminarina i ukupnih glukana, iz makroalge Laminaria digitata pomoću ultrasonikator UIP500hdT. Ultrazvučno potpomognute parametre ekstrakcije (UAE) pokazale su značajan utjecaj na razine fukoze, FRAP-a i DPPH-a. Razine od 1060,75 mg/100 g ds, 968,57 mg/100 g ds, 8,70 μM troloks/mg fde i 11,02% dobivene su za fukozu, ukupne glukane, FRAP i DPPH u optimiziranim uvjetima temperature (76◦C), vremena (10 min) i ultrazvučne amplitude (100%) koristeći 0,1 M HCl kao otapalo. Opisani uvjeti UAE uspješno su primijenjeni na druge ekonomski relevantne smeđe makroalge (L. hyperborea i A. nodosum) kako bi se dobili ekstrakti bogati polisaharidom. Ova studija pokazuje primjenjivost UAE za poboljšanje ekstrakcije bioaktivnih polisaharida iz različitih makroalgalnih vrsta.

Ultrazvučna fitokemijska ekstrakcija iz F. vezikuloz i P. canaliculata

Istraživački tim García-Vaquero usporedio je različite nove tehnike ekstrakcije, uključujući ultrazvučnu ekstrakciju visokih performansi, ultrazvučno-mikrovalnu ekstrakciju, ekstrakciju mikrovalne pećnice, ekstrakciju uz pomoć hidrotermalnog sustava i ekstrakciju uz pomoć visokog tlaka kako bi se procijenila učinkovitost ekstrakcije iz smeđe mikroalge vrste Fucus vesiculosus i Pelvetia canaliculata. Za ultrazvuka, oni su koristili Hielscher UIP500hdT ultrazvučni ekstraktor. Anylsis prinosa ekstrakcije otkrio je da je ultrazvučna ekstrakcija postigla najveće prinose većine fitokemikalija iz oba F. vesiculosusa. To znači da su najveći prinosi spojeva ekstrahidisi iz F. vesiculosusa ultrazvučni ekstraktor UIP500hdT bili su: ukupni sadržaj fenola (445,0 ± 4,6 mg ekvivalenta galske kiseline/g), ukupni sadržaj fenotanina (362,9 ± 3,7 mg ekvivalenta floroglucinola/g), ukupni sadržaj flavonoida (286,3 ± ekvivalenti kvercetina od 7,8 mg/g) i ukupni sadržaj tanina (189,1 ± 4,4 mg ekvivalenta mačetina/g).
U svojoj istraživačkoj studiji, tim je zaključio da bi uporaba ultrazvučno potpomognute ekstrakcije "u kombinaciji s 50% etanolnom otopinom kao otapalom za ekstrakciju mogla biti obećavajuća strategija usmjerena na ekstrakciju TPC- a, TPhC-a, TFC-a i TTC-a, uz smanjenje ko-ekstrakcije nepoželjnih ugljikohidrata iz F. vesiculosusa i P. canaliculata, s obećavajućim primjenama pri korištenju tih spojeva kao lijekova, nutraceutics i cosmeceuticals." [García-Vaquero i sur., 2021.]

Spirulina Protein Extraction using Hielscher ultrasonic extractors can be linearly sclaed from small to large production.

Povećanje mano-termo-ultrazvukom na Sveučilištu u Avignonu pomoću Hielscher ultrasonicators: iz laboratorijske opreme UIP1000hdT (A) za pilot-opremu UIP4000hdT (B, C & D). Na slici D je shematiziran poprečni dio ultrazvučne stanice protoka FK100K,
slika i studija: ©Vernès i sur. 2019

Ultrasonic algae disruption and extraction in continuous in-line mode for the release lipids, proteins, polysaccharides and other bioactive substances.

Ultrazvučni inline ekstraktor postavljanje s stanicama protoka: 2x UIP1000hdT ultrasonicators s reaktorima stanica protoka za kontinuiranu ekstrakciju algi

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Ultrasonic extractor for algae disruption in an open vessel

UIP1000hdT (1kW, 20kHz) ultrazvučni ekstraktor s miješalicom za poremećaj i ekstrakciju algi kao što su Klorella, spirulina, Nannochloropsis , broen alge, kao i druge mikro- i makro-alge.

Prednosti ultrazvučne ekstrakcije algi

  • Visoka učinkovitost ekstrakcije
  • Vrhunski prinosi ekstrakcije
  • brz proces
  • Niske temperature
  • Pogodno za izdvajanje termolabilnih spojeva
  • Kompatibilan s bilo kojim otapalom
  • Niska potrošnja energije
  • Tehnika ekstrakcije zelene boje
  • Jednostavan i siguran rad
  • Niska ulaganja i operativni troškovi
  • 24/7 operacija pod teškom

Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi za poremećaj algi

Hielscherova najsuvremenija ultrazvučna oprema omogućuje potpunu kontrolu nad procesnim parametrima kao što su amplituda, temperatura, tlak i ulaz energije.
Za ultrazvučnu ekstrakciju, parametri kao što su veličina čestica sirovina, tip otapala, omjer krutog i otapala i vrijeme ekstrakcije mogu se mijenjati i optimizirati za najbolje rezultate.
Budući da je ultrazvučna ekstrakcija ne-toplinska metoda ekstrakcije, izbjegava se toplinska degradacija bioaktivnih sastojaka prisutnih u sirovini kao što su alge.
Sve u svemu, prednosti kao što su visok prinos, kratko vrijeme ekstrakcije, niska temperatura ekstrakcije, i male količine otapala čini ultrazvukom vrhunsku metodu ekstrakcije.

Ultrazvučna ekstrakcija: Osnovana u laboratoriju i industriji

Ultrazvučna ekstrakcija se široko primjenjuje za ekstrakciju bilo koje vrste bioaktivnog spoja iz biljaka, algi, bakterija i stanica sisavaca. Ultrazvučna ekstrakcija je uspostavljena kao jednostavan, isplativ i vrlo učinkovit koji se ističe druge tradicionalne tehnike ekstrakcije većim prinosima ekstrakcije i kraćim trajanjem obrade.
S laboratorijem, klupa-top i potpuno industrijski ultrazvučni sustavi lako dostupni, ultrazvučna ekstrakcija je danas dobro uspostavljena i pouzdana tehnologija. Hielscher ultrazvučni ekstraktori su instalirani širom svijeta u industrijskim postrojenjima za preradu koji proizvode bioaktivne spojeve prehrambenih i farmaceutskih razreda.

Proces Standardizacija s Hielscher Ultrasonics

Ekstrakti dobiveni od algi, koji se koriste u hrani, farmaceutskim proizvodima ili kozmetici, moraju se proizvoditi u skladu s dobrim proizvođačkim praksama (GMP) i prema standardiziranim specifikacijama prerade. Hielscher Ultrasonics digitalni sustavi ekstrakcije dolaze s inteligentnim softverom, što olakšava precizno postavljanje i kontrolu procesa ultrazvukom. Automatsko bilježenje podataka piše sve ultrazvučne parametre procesa kao što su ultrazvučna energija (ukupna i neto energija), amplituda, temperatura, tlak (kada su postavljeni senzori tempa i tlaka) s datumom i vremenskim žigom na ugrađenoj SD kartici. To vam omogućuje da revidirate svaku ultrazvučno obrađenu lot. Istodobno se osigurava ponovljivost i kontinuirano visoka kvaliteta proizvoda.

Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Batch Volumen Protok Preporučeni uređaji
1 do 500 mL 10 do 200 mL / min UP100H
10 do 2000 ml 20 do 400 mL / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10 l / min UIP4000hdT
N.a. 10 do 100 l / min UIP16000
N.a. veći grozd UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Zatražite dodatne informacije

Molimo koristite obrazac u nastavku kako biste zatražili dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, aplikacijama i cijeni. Rado ćemo razgovarati o vašem procesu s vama i ponuditi vam ultrazvučni sustav koji zadovoljava vaše zahtjeve!









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.

Književnost / Reference



Činjenice koje vrijedi znati

Alge: Makroalge, mikroalge, fitoplankton, cijanobakterije, alge

Pojam alge je neformalni, koji se koristi za veliku i raznoliku skupinu fotosintetskih eukariotskih organizama. Alge se uglavnom smatraju protistima, ali ponekad se klasificiraju i kao vrsta biljke (botaničke) ili choromists. Ovisno o njihovoj staničnoj strukturi, mogu se razlikovati u makroalge i mikroalge, također poznate kao fitoplankton. Makroalge su višestanični organizmi, često poznati kao alge. Klasa makroalgi sadrži različite vrste makroskopskih, višestaničnih, morskih algi. Pojam fitoplankton uglavnom se koristi za mikroskopske morske jednostanične alge (mikroalge), ali može uključivati i cijanobakterije. Fitoplankton je široka klasa različitih organizama, uključujući fotosinteze bakterija, kao i mikroalge i oklopljene kokolitofore.
Budući da alge mogu biti jednostanične ili višestanične s nitastim (nalik nizovima) ili biljnim strukturama, često ih je teško klasificirati.

Najobrađenije makroalge (alge) vrste su Eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii, Gracilaria spp., Saccharina japonica, Undaria pinnatifida, Pyropia spp., i Sargassum fusiforme. Eucheuma i K. alvarezii uzgajaju se za karagenan, hidrokoloidno sredstvo za geliranje; Gracilaria se uzgaja za proizvodnju agara; dok su ostale vrste krmne za hranu i prehranu.
Još jedan tip morskih algi je kelp. Kelps su velike smeđe alge alge koje čine red Laminariales. Kelp je bogat alginatom, ugljikohidratom, koji se koristi za zgušnjavanje proizvoda kao što su sladoled, žele, preljev za salatu i pasta za zube, kao i sastojak neke hrane za pse i proizvedene robe. Alginatni prah se također često koristi u općoj stomatologiji i ortodontici. Kelp polisaharidi kao što je fucoidan koriste se u njezi kože kao geliranje sastojaka.
Fucoidan je sulfatni heteropolisaharidi topljivi u vodi, prisutni u više vrsta smeđih algi. Komercijalno proizvedeni fucoidan uglavnom se ekstrahira iz vrsta morskih algi Fucus vesiculosus, Cladosiphon okamuranus, Laminaria japonica i Undaria pinnatifida.

Istaknuti rodova i vrsta algi

  • Chlorella je rod od oko trinaest vrsta jednostaničnih zelenih algi (mikroalga) koje pripadaju podjeli Klorophyta. Stanice klorele imaju sferični oblik, promjera su oko 2 do 10 μm i nemaju flagelu. Njihovi kloroplasti sadrže zelene fotosintetske pigmente klorofil-a i -b. Jedna od najčešće korištenih vrsta Klorella je Chlorella vulgaris, koja se popularno koristi kao dodatak prehrani ili kao prehrambeni aditiv bogat proteinima.
  • Spirulina (Arthrospira platensis cyanobacteria) je nitasta i višestanična plavo-zelena alga.
  • Nanokloropaza oculata je vrsta roda Nannochloropsis. To je jednostanična mala zelena alga, koja se nalazi u morskoj i slatkoj vodi. Alge nannokloroze karakteriziraju sferne ili blago jajoliki stanice promjera 2–5 μm.
  • Dikratija je rod haptofita, koji se sastoji od tri vrste Dicrateria gilva, Dicrateria inornata, Dicrateria rotunda i Dicrateria vlkianum. Dikratria rotunda (D. rotunda) može sintetizirati ugljikovodike ekvivalentne nafti (zasićeni ugljikovodici s brojem ugljika u rasponu od 10 do 38).

High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.