Ultrasonics ass effektiv Mëttel fir Mikroorganismen duerch mechanesch Schwéngungen a Kavitatioun ze stimuléieren. An engem Sonobioreaktor / Ultraschallfermenter gëtt d'Ultraschallbehandlung vun Zellen a Tissu héich kontrolléierbar well d'Ëmweltfaktoren exakt kënne bestëmmen. Mat ultrasonic Bioreaktoren kann de Fermentatiounsausgang wesentlech verbessert ginn.

Fermentatioun

D'Effizienz vun der Fermentatioun hänkt vun de Prozessbedingungen: Nährstoffer, Dichtegkeet vun der Moyenne, Temperatur, Sauerstoff / Gasgehalt an den Drock si wichteg Faktoren déi d'mikrobielle Aktivitéit beaflossen. Mikroorganismen wéi och Mammenzellen entfalen nëmmen ënnert verschidden Konditiounen. Déi richteg Konditiounen kombinéiert mat der Ultraschallstimulatioun kënnen d'Ausbezuele vun der Fermentatioun maximéieren.

Ultraschall Stimulatioun vun Mikroorganismen

Fermentatioun ass e metabolesche Prozess, deen Zocker zu Säure, Gasen oder Alkohol konvertéiert. Et fällt an Heftegkeet a Bakterien, an och an Sauerstoffgepeechen, wéi am Fall vun der Milchsäurefermentatioun. De Fermentatioun gëtt och méi breed benotzt fir de Grousse Wuesstum vun den Mikroorganismen op engem Wuesstumsmiddel ze referentéieren, oft mam Ziel fir e spezifesche chemesche Produzent ze produzéieren.
Fermentatiounsprozess gëtt an der industrieller Skala duerch Mikroorganismen wéi Bakterien a Pilze fir d'Fermentatioun gemaach. Fermentéiert Produkter ginn an der Ernährung an der Allgemeng Industrie benotzt. Chemikalien, wéi Essigsäure, Zitateräure an Äthanol ginn duerch Fermentatioun produzéiert. D'Fermentatiounsfläch gëtt beaflosst duerch d'Konzentratioun vu Mikroorganismen, Zellen, zellulare Komponenten an Enzyme wéi och Temperatur, a pH. Fir Aerobiker Gären, Sauerstoff ass e Schlësselfaktor. Fast all kommerziell produzéiert Enzyme, wéi Lipase, Invertaaz a Rennet, ginn duerch Fermentatioun mat genetesch modifizéierten Mikroben gemaach.
Allgemeng kënne Fermentatiounen op véier Arten ënnerdeelt ginn:

• Produktioun vu Biomass (gëfteg Zellmaterial)
• Produktioun vun extrazellulären Metaboliten (chemesch Substanzen)
• Produzente vun intrazelluläre Komponenten (Enzyme an aner Proteine)
• Transformation vum Substrat (an deem de transforméierte Substrat selwer d'Produkt ass)

Sonication virum, während an nom Fermentatioun

Ultraschall Prä-Behandlung – Verbesserung vun der Biomass Disponibilitéit

Sonication als Virbehandlung gëtt benotzt fir de Massentransfer ze förderen an de Substrat méi fir d'Mikroben zur Verfügung ze stellen. Ultrasonic Mixung fördert d'Massentransfer vu Substraten op, a Produkter ewech vun de mikrobiellen Zellen. Ultrasonic Intensivéierung vu Massentransfer kann als Virbehandlung wéi och während der Fermentatioun ugewannt ginn.
Zum Beispill gouf Ultrasonic Virbehandlung vu Reisromp benotzt fir enzymatesch Hydrolyse fir xylooligosacchariden (XOs) Produktioun vun Aspergillus japonicus (var. Japonicus CY6-1) ze verbesseren. Duerch d'Sonikatioun ass d'Produktioun vun cellulolyteschen an xylanolytesche Enzymer aus dem Räishull wesentlech verbessert. Den Hemicellulose nozeginn gouf op 1,4falt ënner der Sonikatioun erhéicht an d'Produktiounszäit war staark vu 24 h bis 1,5 h bei 80ºC verkierzt – mat weider Potenzial vun der Prozessoptiméierung. D'bewonnere Biomass ass vill méi ëmsetzbar fir d'Pilze, sou datt d'Stabilitéit vun der Enzymaktivitéit verlängert gëtt an d'Aktivitéit vu CMCase, b-Glucosidase an Xylanase erhéicht ass am Verglach zu der net-sonicated rice hull. Déi endgüteg fermentativ Produkter waren Xylotetraose, Xylohexaose a méi héich Molekulargewicht Xylooligosacchariden. D'Zuel vu Xylohexaose vum soniciséierte Rice Hull ass 80% méi héich.

Ultraschall Fermentatioun – Stimulatioun vu Mikroben

Déi genee kontrolléierbar an d'Wiederholbarer Opléisung hëlleft fir d'Produktivitéit vu verschiddene Fermentatiounsprozesser ze verbesseren ouni Zellen. D'Sonikounseintensitéit kann genee un d'spezifesch Zellspezialitéit a seng Ufuerderungen adaptéiert ginn. Bei kontrolléierter Oplifiedung gëtt d'Zellwachstum an de Stoffwechsel positiv beaflosst an d'Konverträg déi vu Livezellen katalyséiert ginn, ass wesentlech verbessert, zB d'Bifidobakterien an der Mëllechstéierung.
Fir e puer pilzgetränkte Fermentatiounsprozess, ass d'Sonikatioun mat Erfolleg benotzt fir d'Morphologie vum Wuestum a d'Bouillon ze modifizéieren ouni de Wuesstemsgrad an d'Ausbezuelung vun Fëllementpilier ze beaflossen.

Ultraschall Postbehandlung – Extraktioun

Fir d'Produktioun vun intrazellulärer Komponente wéi mikrobiärer Enzyme (zB Katalade, Amylase, Protease, Pektinase, Glukosisomerase, Cellulase, Hemicellulase, Lipase, Laktase, Streptokinase) a rekombinante Proteinen (zB Insulin, Hepatitis B-Vakzin, Interferon, Granulocyte-Kolonie-Stimulatioun Faktor, Streptokinase) mussen d'Zellen nach dem Fermentatiounsprozess lyséiert / gestierzt ginn fir d'Wënsch vun deene Wënsch z'erreechen. Duerch d'Opléisung gëtt d'Extraktioun vun den intrazellulären an extrazellulären Polysaccharid-Protein-Komplexe vun der viskoser myselialer Fermentatioun Bouillon erliichtert. Nieft der aussergewéinlech Ergänzung vun der Ausnahmung an Effizienz ass d'Sonikatioun gutt fir d'Zell-Lyse a d'Extraktioun vun der intrazellulärer Matière etabléiert.
Klickt hei fir muer iwwer Ultraschall Lycis an Extraktioun liest!

Ultraschall Bioreaktoren

Hielscher Ultrasonics ass laang Zäit mat ultraschnech-stimuléierte Prozesser. Mir bilden manipuléierten Ultraschallreaktoren mat verschiddenen Gréissten a Geometrien. Alternativ proposéieren mir individuell Léisunge fir d'Integratioun an Ärem existente Bioreaktor. Well eise Ultraschallveraarbechter ganz vill verséchert sinn an erfuerderlech limitéierter Plaz sinn, kann d'Réorganisatioun an d'existent Biotechnologien net ouni Problemer realiséiren.
D'Tabellner ënnendrënner, generéiert generell Empfehlungen vun den Apparater, jee no dem Batchvolumen oder dem Fluss agesat ginn. Klickt op den Apparatentyp fir méi Informatiounen iwwert all Apparat ze kréien.