Ultrahangos bioreaktorok az erjesztéshez

Ultrahangos egy hatékony eszköz, hogy ösztönözze a mikroorganizmusok mechanikai rezgések és kavitáció. Egy sonobioreactor / ultrahangos fermentor, az ultrahangos kezelés a sejtek és szövetek válik erősen ellenőrizhető, mivel a környezeti tényezők pontosan meghatározható. Az ultrahangos bioreaktorok, az erjedés i.

erjesztés

A fermentáció hatékonysága a folyamat körülményeitől függ: A tápanyagok, a közeg sűrűsége, a hőmérséklet, az oxigén / gáztartalom és a nyomás fontos tényezők, amelyek befolyásolják a mikrobiális aktivitást. A mikroorganizmusok, valamint az emlőssejtek csak bizonyos körülmények között fejlődnek. A megfelelő körülmények ultrahangos stimulációval kombinálva maximalizálhatják az erjedés hozamát.

Mikroorganizmusok ultrahangos stimulálása

Az UP400ST egy ultrahangos homogenizátor, amelyet az erjedés fokozására használnak a tömegátvitel és a mikrobiális sejtek növekedésének stimulálásával.Az erjesztés olyan anyagcsere-folyamat, amely a cukrot savakká, gázokká vagy alkoholká alakítja. Ez élesztőben és baktériumokban, valamint oxigénnel éhes izomsejtekben fordul elő, mint a tejsavas fermentáció esetében. Az erjesztést szélesebb körben alkalmazzuk a mikroorganizmusok növekedési tápközegben történő ömlesztett növekedésére utalva, gyakran azzal a céllal, hogy specifikus vegyipari terméket állítsunk elő.
Az erjesztési folyamatot ipari méretekben végzik mikroorganizmusok, például baktériumok és gombák felhasználásával. Az erjesztett termékeket az élelmiszeriparban és az általános iparban használják. Vegyületeket, például ecetsavat, citromsavat és etanolt fermentálnak. A fermentációs sebességet befolyásolja a mikroorganizmusok, sejtek, sejtösszetevők és enzimek koncentrációja, valamint a hőmérséklet és a pH. Az aerob fermentáció szempontjából az oxigén is kulcsfontosságú tényező. Szinte minden kereskedelmi forgalomban lévő enzim, mint például a lipáz, az invertáz és az oltó, géntechnológiával módosított mikrobákkal végzett fermentációval készül.
 
Általában az erjesztések négy folyamattípusra/szakaszra oszthatók:

  • Biomassza (életképes cellás anyag) előállítása
  • Az extracelluláris metabolitok (kémiai vegyületek) előállítása
  • Intracelluláris komponensek (enzimek és más fehérjék) előállítása
  • A szubsztrátum transzformációja (amelyben a transzformált szubsztrát maga a termék)
Ultrahangos processzor UIP2000hdT (2kW) a keverjük tétel reaktor

Ultrahangos homogenizátor UIP2000hdT (2kW) kötegelt reaktorral

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Sonication előtt, during és after fermentáció

Az ultrahangos kezelés, az alacsony frekvenciájú ultrahanghullámok alkalmazása különböző módon és a fermentációs folyamat különböző szakaszaiban használható erjedés előtt, alatt és után.

Ultrahangos előfermentációs kezelés – A biomassza elérhetőségének javítása

  1. Továbbfejlesztett háttérátvitel: Szonikálás, mint előkezelés használják, hogy támogassák a tömeges transzfer, és a szubsztrát elérhetőbb a mikrobák. Ultrahangos keverés elősegíti a tömeges átadása szubsztrátumok, és a termékek távol, a mikrobiális sejtek. A tömeges átvitel ultrahangos intenzívebbé válása előkezelésként, valamint az erjedés során alkalmazható.
  2. Sejtzavar: Szonikálás alkalmazható a sejtfalak és membránok megzavarására, különösen mikrobiális vagy élesztőkultúrákban. Ez elősegíti az intracelluláris komponensek, például enzimek vagy metabolitok felszabadulását, amelyek javíthatják a fermentációs teljesítményt vagy megkönnyíthetik a későbbi folyamatokat.
  3. Intracelluláris vegyületek extrakciója: Az ultrahangos kezelés segíthet az intracelluláris vegyületek biológiai anyagokból történő kivonásában az erjedés előtt. Ez magában foglalja az enzimek, fehérjék, nukleinsavak vagy más célvegyületek kivonását sejtekből, szövetekből vagy növényi anyagokból a fermentációs folyamatokban történő későbbi felhasználás céljából.

Például a rizshéj ultrahangos előkezelését használták az Aspergillus japonicus (var. japonicus CY6-1) xilooligoszacharidok előállításának enzimatikus hidrolízisének fokozására. Szonikálással jelentősen javult a cellulóz- és xilanolitikus enzimek termelése a rizshéjból. A hemicellulóz hozamot szonikálás alatt 1,4-szeresére növelték, és a termelési idő jelentősen lerövidült 24 óráról 1,5 órára 80 ° C-on – további potenciállal rendelkezik a folyamatoptimalizálás terén. Az ultrahangos biomassza sokkal könnyebben átalakítható a gombák számára, így az enzimaktivitás stabilitása meghosszabbodik, és a CMCase, a b-glükozidáz és a xilanáz aktivitása nő a nem szonikált rizsfelülethez képest. A végső fermentációs termékek xilotetraóz, xilhexaóz és nagyobb molekulasúlyú xylooligoszacharidok. A szonikált rizshéjazat xylohexóz hozama 80% -kal magasabb volt.

Ultrahanggal segített fermentáció – A mikrobák stimulálása

  • Keverés és homogenizálás: A szonikálás keverési technikaként használható az erjedés során. Az ultrahanghullámok alkalmazása elősegíti a mikrostreaminget és elősegíti a homogenitást, biztosítva a tápanyagok, gázok és mikroorganizmusok egyenletes eloszlását a fermentációs edényben.
  • A tömeges átvitel javítása: A jobb keveréshez és homogenizáláshoz kapcsolódik az ultrahanggal javított tömegátadási sebesség az erjedés során. Az ultrahangos oszcilláció és kavitáció lokalizált turbulenciát hoz létre, és fokozza a szubsztrátok, gázok és tápanyagok diffúzióját a fermentációs húslevesbe. Ez javíthatja a fermentációs folyamat általános hatékonyságát és termelékenységét.
  • A sejtek életképességének és metabolikus aktivitásának javítása: A szonikálás alkalmazható mikrobiális kultúrákra a fermentáció során, hogy fokozza a sejtek életképességét és az anyagcsere aktivitását. Az enyhe szonikálás stimulálhat bizonyos mikroorganizmusokat, elősegítve a növekedést, a biomassza-termelést és a kívánt metabolitok vagy fermentációs termékek szintézisét.

Hielscher's ultrasonicators are used to intensify fermentation processes, e.g. the biosynthesis of proteinsPontosan szabályozható és ismételhető ultrahangos kezelés segít különböző fermentációs folyamatok termelékenységének javításában anélkül, hogy károsítaná a sejteket. Az ultrahangos intenzitás pontosan igazodik az adott sejtfajtához és igényeihez. Kontrollált ultrahangos kezeléssel a sejtnövekedést és az anyagcserét pozitívan befolyásolja, és az élő sejtek által katalizált konverziók szignifikánsan javulnak, például a Bifidobacteriumok tejben történő stimulálásával.
Néhány gomba által vezérelt fermentációs eljárásnál az ultrahangos kezelés sikeresen alkalmazható a növekedési morfológia és a húsleves reológia módosítására anélkül, hogy befolyásolná a fonalas gombák növekedési sebességét és hozamát.

Ultrahangos utófermentációs kezelés

  • Sejtgyűjtés és szétválasztás: Az ultrahangos kezelés segíthet a sejtek betakarításában és az erjedés utáni elválasztásban. Segíthet a sejtaggregátumok, flokkulánsok vagy biofilmek törésében, megkönnyítve a sejtek felszabadulását a fermentációs húslevesből. Ez leegyszerűsíti a későbbi folyamatokat, például a sejt-visszanyerést vagy a terméktisztítást.
  • Intracelluláris termékek extrakciója: A fermentáció után az ultrahangos kezelés felhasználható intracelluláris termékek, például enzimek, fehérjék vagy másodlagos metabolitok kivonására mikrobiális vagy celluláris biomasszából. Ez az extrakciós folyamat segít visszanyerni az értékes vegyületeket és javítja a fermentációs folyamat teljes hozamát.
  • Sejtszétesés analitikai célokra: Szonikálás alkalmazható a sejtek vagy mikrobiális minták megzavarására erjedés után, különösen analitikai célokra. Segíti a sejtlízist és az intracelluláris tartalom felszabadulását, megkönnyíti a sejtkomponensek elemzését vagy a downstream vizsgálatok elvégzését.

Intracelluláris összetevők, mint például mikrobiális enzimek (pl. Kataláz, amiláz, proteáz, pektináz, glükóz-izomeráz, celluláz, hemicellulóz, lipáz, laktáz, sztreptokináz) és rekombináns fehérjék (pl. Inzulin, hepatitisz B vakcina, interferon, granulocita kolónia stimuláló faktor, sztreptokináz), a sejteket a fermentációs folyamat után lizálni kell / meg kell szakítani a kívánt fehérjék felszabadítása céljából. Szonikációval megkönnyítjük az intracelluláris és extracelluláris poliszacharid-protein komplexek extrakcióját a viszkózus micélium fermentációs táptalajból. A kiemelkedő kitermelési hozam és hatékonyság mellett a szonikáció jól megalapozott és megbízható a sejtlízis és az intracelluláris anyagok kinyerése szempontjából.
Kattintson ide, hogy olvassa el az ultrahangos lízist és extrakciót!

Ultrahangos bioreaktorok a jobb fermentációs folyamatokhoz

A Hielscher Ultrasonics már régóta tapasztalt ultrahanggal stimulált bio-folyamatokkal, mint például a sejtstimuláció, fermentáció, sejtzavar és extrakció. Különböző méretű és geometriájú standard ultrahangos reaktorokat kínálunk ultrahangos kezeléshez kötegelt és átfolyásos üzemmódban. Alternatív megoldásként testreszabott megoldásokat kínálunk a meglévő bioreaktorba történő integráláshoz. Mivel ultrahangos processzoraink nagyon sokoldalúak és csak kis helyet igényelnek, a meglévő biotechnológiai üzemekbe történő utólagos felszerelés problémamentesen megvalósítható.
További információ az ultrahangos reaktor típusairól, terveiről és alkalmazásairól itt!
Az alábbi táblázat általános eszközökre vonatkozó ajánlásokat tartalmaz a feldolgozandó kötegeltség vagy áramlási sebesség függvényében. Kattintson az eszköztípusra, ha további információt szeretne kapni az egyes készülékekről.

Kötegelt mennyiség Áramlási sebesség Ajánlott eszközök
00,5-1,5 ml na VialTweeter
1 - 500 ml 10-200 ml / perc UP100H
10-2000 ml 20-400 ml / perc Uf200 ः t, UP400S
0.1-20L 02 - 4 L / perc UIP1000hdT, UIP2000hdT
10-100 liter 2 - 10 l / perc UIP4000
na 10 - 100 l / perc UIP16000
na nagyobb klaszter UIP16000
Az ultrahangos besugárzás elősegíti az aktív vegyületek sáfrányból való kivonását

Sonicator UIP1000hdT extrakcióhoz

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, ha szeretné, hogy további információt kérni ultrahangos homogenizáció. Mi lesz boldog, hogy Önnek egy ultrahangos rendszer megfelel a követelményeknek.









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Irodalom / References

Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok diszperziós, emulgeálás és a sejtek kitermelése.

Nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok Labor nak nek pilóta és Ipari skála.

Örömmel megvitassuk a folyamatot.

Lépjünk kapcsolatba.