Colheita de microalgas melhorada por sonicação
As microalgas são ricas em lípidos, proteínas e micronutrientes, o que as torna uma fonte valiosa de nutrientes. Dada a resiliência estrutural das paredes celulares das algas e a necessidade de extração a jusante dos compostos intracelulares – nomeadamente lípidos e micronutrientes – é necessária uma tecnologia não térmica e de alta eficiência. Com os seus sonicadores, a Hielscher oferece uma solução de processamento superior, que facilita e melhora duas etapas essenciais do processamento – concentração de biomassa e rutura celular.
Sonicator UIP1000hdT para a transformação de algas
Um Sonicador – Duas etapas no processamento de algas
- Colheita de algas não destrutiva
Não interfere com a viabilidade nem danifica a integridade da estrutura espiral multicelular típica da Arthrospira platensis. A vibração e cavitação ultra-sónicas suaves provocam o colapso das vesículas de gás no interior das células de Arthrospira platensis, permitindo assim que as células, de outro modo flutuantes, sedimentem. Isto facilita a concentração da biomassa de algas. - Desorganização celular para extração (lípidos, proteínas, compostos bioactivos)
Na segunda etapa do processo de extração, é utilizada uma sonicação intensa para romper a estrutura celular da Arthrospira platensis, a fim de libertar compostos intracelulares, tais como lípidos, proteínas e compostos bioactivos.
Saiba mais sobre a extração de algas por ultra-sons!
Colheita de algas com recurso a ultra-sons
No estudo de Lecina et al. (2015), culturas de cianobactérias Arthrospira fusiformis (também Arthrospira platensis) foram submetidas a sonicação não disruptiva, revelando uma facilitação significativa na sedimentação e recuperação de biomassa. Ao aplicar campos de ultrassom de baixa intensidade (≤0,5 W/mL), os pesquisadores induziram floculação reversível sem comprometer a viabilidade celular ou morfologia – um requisito para aplicações que exijam biomoléculas intactas ou células viáveis para posterior cultura.
com o “tratamento de sonicação não perturbador, estas microalgas podem ser facilmente sedimentadas, concentrando assim a biomassa cerca de 30 vezes e obtendo rendimentos de recuperação de cerca de 80-85%.” (Lecina et al., 2015)
Extrator ultrassónico UIP2000hdT com reator de aço inoxidável para a extração comercial de lípidos, proteínas e compostos bioactivos de algas.
Sonicadores de alto desempenho para colheita e extração de algas
Os sonicadores Hielscher são processadores ultrassónicos avançados e de elevado desempenho, concebidos para aplicações laboratoriais e industriais, o que os torna ideais para fluxos de trabalho de colheita e extração de algas. Na fase de colheita, os sistemas Hielscher permitem uma sonicação precisa de baixa intensidade para promover a agregação e sedimentação de células sem danificar a integridade das mesmas. Subsequentemente, as suas capacidades de alta intensidade permitem a rutura controlada das células, facilitando a libertação eficiente de lípidos intracelulares, pigmentos e micronutrientes. Com amplitudes ajustáveis e modo de ciclo, modos de funcionamento contínuo e design robusto, os sonicadores Hielscher suportam um bioprocessamento escalável e energeticamente eficiente – o que as torna uma ferramenta fundamental nas modernas biorrefinarias de algas.
- Alta eficiência
- Tecnologia de ponta
- fiabilidade & robustez
- controlo preciso e ajustável do processo
- lote & em linha
- para qualquer volume
- software inteligente
- caraterísticas inteligentes (por exemplo, programáveis, protocolo de dados, controlo remoto)
- Fácil e seguro de operar
- Manutenção reduzida
- CIP (limpeza no local)
Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha
Os ultrassons Hielscher são conhecidos pelos seus elevados padrões de qualidade e design. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração harmoniosa dos nossos ultrassons nas instalações industriais. As condições difíceis e os ambientes exigentes são facilmente controlados pelos ultrassons Hielscher.
A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá especial ênfase aos ultrassons de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os ultrassons da Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos da UL, CSA e RoHs.
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
| Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdt |
| 15 a 150L | 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.d. | 10 a 100L/min | UIP16000hdT |
| n.d. | maior | grupo de UIP16000hdT |
Literatura / Referências
- 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.
perguntas frequentes
Como é induzida a sedimentação das células?
A sedimentação das células é induzida principalmente pelo colapso das vesículas de gás intracelulares, o que perturba a regulação da flutuabilidade. Isto leva a um aumento da densidade celular, fazendo com que as células se afundem para fora da zona fótica, especialmente em organismos planctónicos como as cianobactérias.
O que são vacúolos de gás nas células?
Os vacúolos gasosos são estruturas ligadas a proteínas e cheias de gás que se encontram em procariotas aquáticos, incluindo cianobactérias. Estes vacúolos controlam a flutuabilidade, permitindo que as células ajustem a sua posição vertical na coluna de água para um acesso optimizado à luz e aos nutrientes.
O que são as cianobactérias?
As cianobactérias são procariontes fotossintéticos e produtores de oxigénio que se encontram habitualmente em ambientes de água doce e marinhos. Desempenham um papel fundamental na fixação de azoto e na produção primária e podem formar algas nocivas em condições eutróficas.
O que é Arthrospira fusiformis?
Arthrospira fusiformis é uma cianobactéria filamentosa e planctónica conhecida pela sua morfologia em espiral. Desenvolve-se em lagos alcalinos de soda e é um dos principais componentes da dieta dos flamingos. Comercialmente, é cultivada como “espirulina” pelo seu elevado teor de proteínas e nutrientes.
Qual o impacto da sonicação nas algas?
O tratamento ultrassónico perturba as células das algas através da cavitação, conduzindo a danos nas membranas, colapso das vesículas de gás e diminuição da fotossíntese. Em cianobactérias como a Microcystis aeruginosa, a suscetibilidade à sonicação aumenta após a divisão celular, provavelmente devido a vulnerabilidades estruturais na fase tardia da luz do ciclo diurno.
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho a partir de laboratório para dimensão industrial.

