Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Disintegrazione ultrasonica delle strutture cellulari

L'ultrasonicazione è un mezzo efficace per rompere le strutture cellulari. Questo effetto può essere utilizzato per l'estrazione di materiali intracellulari, come l'amido dalla matrice cellulare.

L'ultrasonicazione genera onde alternate ad alta e bassa pressione nel liquido esposto. Durante il ciclo a bassa pressione, le onde ultrasoniche creano piccole bolle di vuoto nel liquido che collassano violentemente durante un ciclo ad alta pressione. Questo fenomeno è chiamato cavitazione. L'implosione della bolla di cavitazione provoca forti forze di taglio idrodinamico.

Le forze di taglio possono disintegrare il materiale fibroso e cellulosico in particelle sottili e rompere le pareti della struttura cellulare. Questo rilascia più materiale intracellularecome l'amido o lo zucchero nel liquido. Inoltre, il materiale della parete cellulare si sta rompendo in piccoli detriti.

Questo effetto può essere utilizzato per fermentazione, digestione e altri processi di conversione della materia organica. Dopo la fresatura e la macinazione, l'ultrasuoni rende più del materiale intracellulare, ad esempio l'amido e i detriti della parete cellulare. disponibile per gli enzimi che trasformano l'amido in zuccheri. Fa anche aumentare la superficie esposti agli enzimi durante la liquefazione o la saccarificazione. Questo tipicamente aumentare la velocità e la resa della fermentazione dei lieviti e di altri processi di conversione, ad esempio in aumentare la produzione di etanolo dalla biomassa.

La disintegrazione ad ultrasuoni può essere facilmente testata in qualsiasi scala:

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Letteratura

Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Enciclopedia della tecnologia chimica; 4° Ed. J. Wiley & Figli: New York, 1998, vol. 26, 517-541.