Hielscher ultralydteknologi

Ultralydbioreaktorer for gjæring

  • Ultralyd er et effektivt middel for å stimulere mikroorganismer ved mekaniske vibrasjoner og kavitasjon.
  • I en sonobioreaktor / ultralydsfermenter blir ultralydsbehandlingen av celler og vev svært kontrollerbare, siden miljøfaktorene kan nøyaktig bestemmes.
  • Med ultralydbioreaktorer kan fermenteringsutgangen bli betydelig forbedret.

fermentering

Effektiviteten av gjæringen avhenger av prosessbetingelsene: Næringsstoffer, tetthet av medium, temperatur, oksygen / gassinnhold og trykk er viktige faktorer som påvirker den mikrobielle aktiviteten. Mikroorganismer samt pattedyrs celler trives bare under visse forhold. De rette forholdene kombinert med ultralydstimulering kan maksimere utbyttet av gjæring.

Ultralydstimulering av mikroorganismer

Fermentering er en metabolsk prosess som omdanner sukker til syrer, gasser eller alkohol. Det forekommer i gjær og bakterier, og også i oksygen-sultne muskelceller, som i tilfelle av melkesyrefermentering. Fermentering brukes også mer bredt til å referere til vekstmassen av mikroorganismer på et vekstmedium, ofte med målet om å produsere et bestemt kjemisk produkt.
Fermenteringsprosessen utføres i industriell skala ved bruk av mikroorganismer som bakterier og sopp for gjæring. Fermenterte produkter brukes i nærings- og næringsmiddelindustrien. Kjemikalier, som eddiksyre, sitronsyre og etanol, fremstilles ved gjæring. Fermenteringshastigheten påvirkes av konsentrasjonen av mikroorganismer, celler, cellulære komponenter og enzymer så vel som temperatur og pH. For aerob gjæring er oksygen også en nøkkelfaktor. Nesten alle kommersielt produserte enzymer, slik som lipase, invertase og rennet, fremstilles ved gjæring med genetisk modifiserte mikrober.
Generelt kan fermenteringer deles inn i fire typer:

  • Produksjon av biomasse (levedyktig cellulært materiale)
  • Produksjon av ekstracellulære metabolitter (kjemiske forbindelser)
  • Produksjon av intracellulære komponenter (enzymer og andre proteiner)
  • Transformasjon av substrat (hvor det transformerte substratet er selve produktet)

Sonikering før, under og etter gjæring

Ultralydbehandling – Forbedring av biomasse tilgjengelighet

Ultralyd forbehandling av risskrog for å forbedre enzymatisk hydrolyse for xylooligosakkarider (XOs) produksjon av Aspergillus japonicus (var. Japonicus CY6-1). Ved sonikering ble produksjonen av cellulolytiske og xylanolytiske enzymer fra risskroget betydelig forbedret. Hemicelluloseutbyttet ble økt til 1,4 ganger under sonikering og produksjonstid ble sterkt forkortet fra 24 timer til 1,5 timer ved 80ºC – med ytterligere potensial for prosessoptimalisering. Den sonikerte biomassen er mye lettere konvertibel for soppene, slik at stabiliteten av enzymaktiviteten blir utvidet, og aktiviteten til CMCase, b-glukosidase og xylanase økes i forhold til det ikke-sonikerte risskrog. De endelige fermentative produkter var xylotetraose, xylohexaose og xylooligosaccharider med høyere molekylvekt. Xylohexaoseutbyttet fra sonikert risskrog var 80% høyere.

Ultralyd Fermentering – Stimulering av mikrober

Nøyaktig kontrollerbar og repeterbar sonikering bidrar til å forbedre produktiviteten til forskjellige gjæringsprosesser uten å skade celler. Sonication intensiteten kan tilpasses nøyaktig til den spesifikke cellearten og dens krav. Ved kontrollert sonikering er celleveksten og metabolisme positivt påvirket og omdannelsene katalysert av levende celler forbedres betydelig, for eksempel stimulerende Bifidobacteria i melk.
For noen soppdrevne gjæringsprosesser er sonikering vellykket brukt til å modifisere vekstmorfologi og buljongreologi uten å påvirke veksthastigheten og utbyttet av filamentøse sopp.

Ultralyd etterbehandling – Utdrag

For fremstilling av intracellulære komponenter som mikrobielle enzymer (f.eks. Katalase, amylase, protease, pektinase, glukoseisomerase, cellulase, hemicellulase, lipase, laktase, streptokinase) og rekombinante proteiner (f.eks. Insulin, hepatitt B-vaksine, interferon, granulocytkolonistimulerende faktor, streptokinase), må cellene lyseres / forstyrres etter fermenteringsprosessen for å frigjøre de ønskede proteiner. Ved sonikering lettes ekstraksjonen av de intracellulære og ekstracellulære polysakkarid-proteinkompleksene fra den viskøse mycel-fermenteringsbuljongen. I tillegg til det fremragende utvinningsutbytte og effektivitet er sonikering veletablert og pålitelig for cellelys og ekstraksjon av intracellulær materiale.
Klikk her for å lese mor om ultralyd lysis og utvinning!

Ultralydbioreaktorer

Hielscher Ultrasonics er lang erfaring med ultralydsstimulerte prosesser. Vi tilbyr mangfoldige ultralydreaktorer av forskjellige størrelser og geometrier. Alternativt tilbyr vi tilpassede løsninger for integrasjonen i din eksisterende bioreaktor. Siden våre ultralydsprosessorer er svært allsidige og krever bare begrenset plass, kan ettermontering i eksisterende bioteknologiske anlegg realiseres uten problemer.
Tabellen nedenfor viser generelle anbefalinger for enheten, avhengig av batchvolum eller strømningshastighet som skal behandles. Klikk på enhetstypen for å få mer informasjon om hver enhet.

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
0.5 til 1,5 ml na VialTweeter
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400S
0.1 til 20L 0.2 til 4l / min UIP1000hdT UIP2000hdT
10 til 100 liter 2 til 10 l / min UIP4000
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge av UIP16000
Ultrasoniske satsprosesser gir høyhastighetsblanding

Sonikering av biomasse

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Ultralydbestråling fremmer ekstraksjonen av aktive forbindelser fra safran

Ultrasonicator UIP1000hd for utvinning

Kontakt oss! / Spør oss!

Vennligst bruk skjemaet nedenfor hvis du ønsker å be om ytterligere informasjon om ultralyd homogenisering. Vi vil gjerne tilby deg en ultralyd system møte dine behov.









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Litteratur / Referanser