Mikroalgák betakarításának javítása ultrahangos kezeléssel
A mikroalgák lipidekben, fehérjében és mikrotápanyagokban gazdagok, így értékes tápanyagforrást jelentenek. Az algák sejtfalának szerkezeti ellenálló képessége és az intracelluláris vegyületek – különösen a lipidek és mikrotápanyagok – későbbi extrakciójának szükségessége miatt nem termikus, nagy hatékonyságú technológiára van szükség. Ultrahangos készülékeivel a Hielscher kiváló feldolgozási megoldást kínál, amely megkönnyíti és javítja a két alapvető feldolgozási lépést – a biomassza koncentrálását és a sejtfeltárást.
UIP1000hdT ultrahangos készülék algafeldolgozáshoz
Egy ultrahangos készülék – az algafeldolgozás két lépése
- Roncsolásmentes algabetakarítás
Nem befolyásolja az életképességet, és nem károsítja az Arthrospira platensis jellegzetes, többsejtű spirális szerkezetének épségét. Az enyhe ultrahangos rezgés és kavitáció az Arthrospira platensis sejtjeiben lévő gázvezikulumok összeomlását okozza, így lehetővé teszi az egyébként lebegő sejtek ülepedését. Ez megkönnyíti az algabiomassza koncentrálását. - Sejtfeltárás az extrakcióhoz (lipidek, fehérjék, bioaktív vegyületek)
A második feldolgozási lépésben, az extrakció során intenzív ultrahangos kezeléssel roncsolják az Arthrospira platensis sejtszerkezetét, hogy felszabadítsák az intracelluláris vegyületeket, például a lipideket, fehérjéket és bioaktív vegyületeket.
Tudjon meg többet az algák ultrahangos extrakciójáról!
Algák betakarításának javítása ultrahanggal
Lecina és munkatársai (2015) vizsgálatában az Arthrospira fusiformis (más néven Arthrospira platensis) cianobaktérium tenyészeteit roncsolásmentes ultrahangos kezelésnek vetették alá, ami jelentősen megkönnyítette a biomassza ülepedését és visszanyerését. Kis intenzitású ultrahangterek (≤0,5 W/mL) alkalmazásával a kutatók reverzibilis flokkulációt idéztek elő anélkül, hogy károsították volna a sejtek életképességét vagy morfológiáját – ez követelmény azoknál az alkalmazásoknál, amelyek ép biomolekulákat vagy a további tenyésztéshez életképes sejteket igényelnek.
A „roncsolásmentes ultrahangos kezeléssel ezek a mikroalgák könnyen ülepíthetők, így a biomassza mintegy 30-szorosára koncentrálható, miközben körülbelül 80–85%-os visszanyerési hozam érhető el.” (Lecina et al., 2015)
UIP2000hdT ultrahangos extraktor rozsdamentes acél reaktorral, lipidek, fehérjék és bioaktív vegyületek algákból történő, kereskedelmi célú extrakciójához.
Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek algák betakarításához és extrakciójához
A Hielscher ultrahangos készülékei korszerű, nagy teljesítményű ultrahangos feldolgozóberendezések, amelyeket laboratóriumi és ipari léptékű alkalmazásokhoz egyaránt terveztek, így ideálisan alkalmasak az algák betakarítási és extrakciós munkafolyamataihoz. A betakarítási szakaszban a Hielscher rendszerek pontos, kis intenzitású ultrahangos kezelést tesznek lehetővé a sejtek aggregációjának és ülepedésének elősegítésére, a sejtek épségének károsítása nélkül. Ezt követően a nagy intenzitású kezelésre való képességük szabályozott sejtfeltárást tesz lehetővé, elősegítve az intracelluláris lipidek, pigmentek és mikrotápanyagok hatékony felszabadítását. Állítható amplitúdóval és ciklusüzemmóddal, folyamatos üzemmódokkal és robusztus kialakítással a Hielscher ultrahangos készülékei támogatják a méretnövelhető, energiahatékony biológiai feldolgozást – ezáltal a modern algabiomassza-finomítók kulcsfontosságú eszközei.
- nagy hatékonyság
- a legkorszerűbb technológia
- megbízhatóság és robusztusság
- állítható, pontos folyamatszabályozás
- szakaszos és átfolyó üzem
- bármilyen térfogathoz
- intelligens szoftver
- intelligens funkciók (pl. programozhatóság, adatnaplózás, távvezérlés)
- egyszerű és biztonságos kezelés
- csekély karbantartási igény
- CIP (helyben történő tisztítás)
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban készült minőség
A Hielscher ultrahangos készülékei a legmagasabb minőségi és tervezési színvonalukról ismertek. A robusztusság és az egyszerű kezelés lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását az ipari létesítményekbe. A Hielscher ultrahangos készülékei könnyedén megbirkóznak a mostoha körülményekkel és a nagy követelményeket támasztó környezetekkel.
A Hielscher Ultrasonics ISO-tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, amely különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű, a legkorszerűbb technológiát és felhasználóbarát kialakítást kínáló ultrahangos készülékekre. Természetesen a Hielscher ultrahangos készülékei megfelelnek a CE-előírásoknak, valamint az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
Az alábbi táblázat ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról ad tájékoztatást:
| Szakaszosan feldolgozott térfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | nagyobb | csoportba kapcsolt UIP16000hdT |
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszpergáláshoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz, laboratóriumi, kísérleti üzemi és ipari léptékben.
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.
Gyakran ismételt kérdések
Hogyan idézhető elő a sejtek ülepedése?
A sejtek ülepedését elsősorban az intracelluláris gázvezikulumok összeomlása idézi elő, ami megzavarja a felhajtóerő szabályozását. Ez a sejtek sűrűségének növekedéséhez vezet, így a sejtek lesüllyednek a fény által átjárt zónából, különösen a planktonikus élőlények, például a cianobaktériumok esetében.
Mik a sejtekben található gázvakuólumok?
A gázvakuólumok fehérjével határolt, gázzal töltött struktúrák, amelyek vízi prokariótákban, köztük cianobaktériumokban találhatók. Szabályozzák a felhajtóerőt, így lehetővé teszik a sejtek számára, hogy a fényhez és a tápanyagokhoz való optimális hozzáférés érdekében módosítsák függőleges helyzetüket a vízoszlopban.
Mik a cianobaktériumok?
A cianobaktériumok fotoszintetizáló, oxigéntermelő prokarióták, amelyek gyakran fordulnak elő édesvízi és tengeri környezetekben. Kulcsszerepet játszanak a nitrogénmegkötésben és az elsődleges termelésben, eutróf körülmények között pedig káros algavirágzásokat okozhatnak.
Mi az Arthrospira fusiformis?
Az Arthrospira fusiformis fonalas, planktonikus cianobaktérium, amely spirális morfológiájáról ismert. Lúgos szikes tavakban virul, és a flamingók étrendjének jelentős összetevője. Magas fehérje- és tápanyagtartalma miatt kereskedelmi célból „Spirulina” néven termesztik.
Hogyan hat az ultrahangos kezelés az algákra?
Az ultrahangos kezelés kavitáció révén roncsolja az algasejteket, ami membránkárosodáshoz, a gázvezikulumok összeomlásához és a fotoszintézis károsodásához vezet. A cianobaktériumok, például a Microcystis aeruginosa esetében az ultrahangos kezelésre való érzékenység a sejtosztódás után fokozódik, valószínűleg a napi ciklus világos szakaszának végén jelentkező szerkezeti sérülékenység miatt.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt a laboratóriumi mérettől az ipari méretig.