Hielscher tecnologia de ultra-som

Ultrasonic Biorreatores para Fermentação

  • Ultrasonics é um meio eficaz para estimular microrganismos por vibrações mecânicas e cavitação.
  • Num fermentador sonobioreactor / ultra-sons, o tratamento de ultra-sons de células e tecido torna-se altamente controlável uma vez que os factores ambientais podem ser exactamente determinada.
  • Com biorreactores de ultra-sons, a saída de fermentação pode ser significativamente melhorada.

Fermentação

A eficiência de fermentação depende das condições do processo: Os nutrientes, a densidade do meio, a temperatura, teor de oxigénio / gás e a pressão são factores importantes que influenciam a actividade microbiana. Microorganismos, bem como células de mamíferos prosperar apenas sob certas condições. As condições adequadas combinadas com estimulação de ultra-sons pode maximizar o rendimento da fermentação.

Ultrasonic Estimulação de Microrganismos

A fermentação é um processo metabólico que converte o açúcar de ácidos, gases, ou álcool. Ela ocorre em leveduras e bactérias, e também em células musculares privao de oxigio, tal como no caso da fermentação do ácido láctico. A fermentação é também utilizado mais amplamente para se referir ao crescimento grandes quantidades de microrganismos sobre um meio de crescimento, muitas vezes, com o objectivo de produzir um produto químico específico.
processo de fermentação são realizadas em escala industrial utilizando microrganismos, tais como bactérias e fungos para a fermentação. produtos fermentados são utilizados na indústria de alimentos e geral. Produtos químicos, tais como ácido acético, ácido cítrico, etanol e são produzidos por fermentação. A taxa de fermentação é influenciada pela concentração de microorganismos, células, componentes celulares, e enzimas, bem como a temperatura e pH. Por fermentação aeróbia, o oxigênio é um fator-chave também. enzimas quase todos produzidos comercialmente, tais como a lipase, invertase e coalho, são feitas por fermentação com micróbios geneticamente modificados.
Em geral, fermentações podem ser divididos em quatro tipos:

  • Produção de biomassa (material celular viável)
  • Produção de metabolitos extracelulares (compostos químicos)
  • Produção de componentes intracelulares (enzimas e outras proteínas)
  • Transformação de substrato (em que o substrato transformado é em si o produto)

Sonicação antes, durante e após a fermentação

Pré-tratamento de ultra-sons – Melhoria da Biomassa Disponibilidade

pré-tratamento de ultra-sons do casco de arroz para melhorar a hidrólise enzimática para xilo-oligossacáridos (XOs) produção por Aspergillus japonicus (var. japonicus CY6-1). Por ultra-sons, a produção de enzimas celulolíticas e xilanolica da casca de arroz foi significativamente melhorada. O rendimento hemicelulose foi aumentado para 1,4 vezes sob sonicação e o tempo de produção foi grandemente reduzido de 24 h para 1,5 h a 80ºC – com mais potencial de otimização de processos. A biomassa sonicada é muito mais fácil convertível para os fungos de modo que a estabilidade da actividade da enzima é estendido e a actividade de CMCase, b-glucosidase e a xilanase é aumentada em comparação com o casco não sonicada arroz. Os produtos finais de fermentação foram xylotetraose, xylohexaose, xilo-oligossacáridos e de peso molecular superior. O rendimento xylohexaose a partir da casca de arroz sonicada foi 80% mais elevada.

Ultrasonic Fermentação – Estimulação de micróbios

Precisamente sonicação controlável e reproduzível ajuda a melhorar a produtividade dos vários processos de fermentação, sem danificar as células. A intensidade de ultra-sons pode ser exactamente adaptadas às espécies de células específicas e os seus requisitos. Por sonicação controlada, o crescimento celular e o metabolismo é influenciado positivamente e as conversões catalisadas por células vivas é significativamente melhorada, por exemplo estimulando a Bifidobacteria no leite.
Para alguns processos de fermentação conduzido-fúngicos, de ultra-sons é usada com sucesso para modificar a morfologia de crescimento e de reologia de caldo sem afectar a taxa de crescimento e produção de fungos filamentosos.

Ultrasonic Pós-tratamento – Extração

Para a produção de componentes intracelulares, tais como enzimas microbianas (por exemplo, catalase, amilase, protease, pectinase, isomerase de glicose, celulase, hemicelulase, lipase, lactase, estreptoquinase) e proteínas recombinantes (por exemplo, insulina, vacina contra hepatite B, interferão, estimulação de colônias de granulócitos factor, estreptoquinase), as células devem ser lisadas / interrompidas após o processo de fermentação para libertar as proteínas desejadas. Por sonicação, é facilitada a extração dos complexos de polissacarídeo intracelular e extracelular do complexo viscoso de fermentação micelial. Além do seu excelente rendimento e eficiência de extração, a sonicação é bem estabelecida e confiável para a lise celular e a extração de matéria intracelular.
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ultra-som biorreatores

Hielscher Ultrasonics é long-time experiente com processos de ultra-som estimuladas. Oferecemos reatores de ultra-sons múltiplos de diferentes tamanhos e geometrias. Como alternativa, oferecemos soluções personalizadas para a integração em seu biorreator existente. Desde que os nossos processadores de ultra-som são muito versáteis e exigem apenas um espaço limitado, adaptação em plantas biotecnológicos existentes pode ser realizado sem problemas.
A tabela abaixo, indica recomendações gerais do dispositivo, dependendo do volume do lote ou a taxa de fluxo a ser processado. Clique no tipo de dispositivo para obter mais informações sobre cada dispositivo.

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
00,5 a 1,5 mL n / D. VialTweeter
1 a 500mL 10 a 200 mL / min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400S
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP1000hdT UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000
processos em lote de ultra-sons dispõe de uma combinação de alta velocidade

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Literatura / Referências