Raccolta di microalghe migliorata grazie alla sonicazione
Le microalghe sono ricche di lipidi, proteine e micronutrienti, il che le rende una fonte preziosa di nutrienti. Data la resilienza strutturale delle pareti cellulari delle alghe e la necessità di estrarre a valle i composti intracellulari, la microalga è una fonte preziosa di nutrienti. – in particolare i lipidi e i micronutrienti – è necessaria una tecnologia non termica e ad alta efficienza. Con i suoi sonicatori, Hielscher offre una soluzione di lavorazione superiore, che facilita e migliora due fasi di lavorazione essenziali – concentrazione di biomassa e rottura delle cellule.
sonicatore UIP1000hdT per la lavorazione delle alghe
Un Sonicator – Due fasi della lavorazione delle alghe
- Raccolta non distruttiva delle alghe
Non interferisce con la vitalità né danneggia l'integrità della tipica struttura multicellulare a spirale dell'Arthrospira platensis. Le vibrazioni e la cavitazione a ultrasuoni provocano il collasso delle vescicole di gas all'interno delle cellule di Arthrospira platensis, consentendo alle cellule, altrimenti galleggianti, di sedimentare. Questo facilita la concentrazione della biomassa algale. - Distruzione delle cellule per l'estrazione (lipidi, proteine, composti bioattivi)
Nella seconda fase del processo di estrazione, viene utilizzata un'intensa sonicazione per disgregare la struttura cellulare dell'Arthrospira platensis al fine di rilasciare composti intracellulari come lipidi, proteine e composti bioattivi.
Per saperne di più sull'estrazione delle alghe con gli ultrasuoni!
Raccolta di alghe potenziata dagli ultrasuoni
Nello studio di Lecina et al. (2015), colture di cianobatteri Arthrospira fusiformis (anche Arthrospira platensis) sono state sottoposte a sonicazione non distruttiva, rivelando una significativa facilitazione nella sedimentazione e nel recupero della biomassa. Applicando campi di ultrasuoni a bassa intensità (≤0,5 W/mL), i ricercatori hanno indotto una flocculazione reversibile senza compromettere la vitalità o la morfologia delle cellule. – un requisito per le applicazioni che richiedono biomolecole intatte o cellule vitali per ulteriori colture.
con il “Con un trattamento di sonicazione non distruttivo, queste microalghe possono essere facilmente sedimentate, concentrando la biomassa di circa 30 volte e ottenendo rese di recupero dell'80-85% circa.” (Lecina et al., 2015)
Approfittate dell'estrazione a ultrasuoni e utilizzate un sonicatore Hielscher per l'estrazione di piante con un'efficienza e una sostenibilità senza pari!
Estrattore a ultrasuoni UIP2000hdT con reattore in acciaio inox per l'estrazione commerciale di lipidi, proteine e composti bioattivi dalle alghe.
Sonicatori ad alte prestazioni per la raccolta e l'estrazione delle alghe
I sonicatori Hielscher sono processori a ultrasuoni avanzati e ad alte prestazioni, progettati per applicazioni di laboratorio e su scala industriale, che li rendono ideali per i flussi di lavoro di raccolta ed estrazione delle alghe. Nella fase di raccolta, i sistemi Hielscher consentono una sonicazione precisa a bassa intensità per promuovere l'aggregazione e la sedimentazione delle cellule senza danneggiarne l'integrità. Successivamente, le loro capacità ad alta intensità consentono una rottura controllata delle cellule, facilitando il rilascio efficiente di lipidi intracellulari, pigmenti e micronutrienti. Grazie all'ampiezza e alla modalità di ciclo regolabili, alle modalità di funzionamento continuo e al design robusto, i sonicatori Hielscher supportano bioprocessi scalabili ed efficienti dal punto di vista energetico. – che li rende uno strumento fondamentale nelle moderne bioraffinerie algali.
- Alta efficienza
- Tecnologia all'avanguardia
- affidabilità & robustezza
- controllo di processo regolabile e preciso
- lotto & in linea
- per qualsiasi volume
- software intelligente
- funzioni intelligenti (ad esempio, programmabili, protocollo dati, controllo remoto)
- Facile e sicuro da usare
- Bassa manutenzione
- CIP (clean-in-place)
Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany
Gli ultrasuoni Hielscher sono noti per i loro elevati standard di qualità e design. La robustezza e la facilità d'uso consentono un'agevole integrazione dei nostri ultrasuoni negli impianti industriali. Gli ultrasuonatori Hielscher sono in grado di gestire facilmente condizioni difficili e ambienti impegnativi.
Hielscher Ultrasonics è un'azienda certificata ISO e pone particolare enfasi sugli ultrasuonatori ad alte prestazioni, caratterizzati da tecnologia all'avanguardia e facilità d'uso. Naturalmente, gli ultrasuoni Hielscher sono conformi alla normativa CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoH.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori:
| Volume di batch | Portata | Dispositivi raccomandati |
|---|---|---|
| 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 |
| Da 15 a 150L | Da 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | più grande | cluster di UIP16000hdT |
Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsione ed estrazione su scala di laboratorio, pilota e industriale.
Letteratura / Riferimenti
- 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.
Domande frequenti
Come viene indotta la sedimentazione delle cellule?
La sedimentazione delle cellule è indotta principalmente dal collasso delle vescicole gassose intracellulari, che interrompe la regolazione del galleggiamento. Questo porta a un aumento della densità cellulare, facendo sprofondare le cellule fuori dalla zona fotica, soprattutto negli organismi planctonici come i cianobatteri.
Cosa sono i vacuoli gassosi nelle cellule?
I vacuoli gassosi sono strutture proteiche e piene di gas presenti nei procarioti acquatici, compresi i cianobatteri. Essi consentono di controllare il galleggiamento, permettendo alle cellule di regolare la loro posizione verticale nella colonna d'acqua per ottenere un accesso ottimale alla luce e ai nutrienti.
Cosa sono i cianobatteri?
I cianobatteri sono procarioti fotosintetici e produttori di ossigeno che si trovano comunemente negli ambienti marini e d'acqua dolce. Svolgono un ruolo chiave nella fissazione dell'azoto e nella produzione primaria e possono formare fioriture algali dannose in condizioni di eutrofia.
Che cos'è l'Arthrospira fusiformis?
Arthrospira fusiformis è un cianobatterio planctonico filamentoso noto per la sua morfologia a spirale. Prospera nei laghi di soda alcalini ed è uno dei principali componenti della dieta dei fenicotteri. A livello commerciale, viene coltivato come “spirulina” per il suo elevato contenuto di proteine e nutrienti.
Qual è l'impatto della sonicazione sulle alghe?
Il trattamento con ultrasuoni distrugge le cellule algali attraverso la cavitazione, provocando danni alla membrana, il collasso delle vescicole gassose e la riduzione della fotosintesi. Nei cianobatteri come Microcystis aeruginosa, la suscettibilità alla sonicazione aumenta dopo la divisione cellulare, probabilmente a causa di vulnerabilità strutturali nella fase tardiva del ciclo diurno.
Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensioni industriali.