Zbiranje mikroalg izboljšano s sonikacijo
Mikroalge so bogate z lipidi, beljakovinami in mikrohranili, zato so dragocen vir hranil. Glede na strukturno odpornost celičnih sten alg in potrebo po nadaljnji ekstrakciji znotrajceličnih spojin – zlasti lipidi in mikrohranila. – je potrebna netermična, visoko učinkovita tehnologija. Hielscher s svojimi sonikatorji ponuja vrhunsko rešitev za obdelavo, ki olajša in izboljša dva bistvena koraka obdelave – koncentracija biomase in prekinitev celic.
Sonicator UIP1000hdT za predelavo alg
En sonikator – Dva koraka pri predelavi alg
- Nedestruktivno nabiranje alg
Ne posega v vitalnost niti ne poškoduje celovitosti značilne večcelične spiralne strukture Arthrospira platensis. Blage ultrazvočne vibracije in kavitacija povzročijo, da se plinski mehurčki v celicah Arthrospira platensis sesedejo, kar omogoči, da se sicer plavajoče celice usedejo. To olajša koncentracijo biomase alg. - Razbijanje celic za ekstrakcijo (lipidi, proteini, bioaktivne spojine)
V drugem koraku ekstrakcije se z intenzivno sonikacijo poruši celična struktura Arthrospira platensis, da se sprostijo znotrajcelične spojine, kot so lipidi, beljakovine in bioaktivne spojine.
Preberite več o ultrazvočnem pridobivanju alg!
Zbiranje alg z ultrazvokom
V študiji Lecina et al. (2015) so kulture cianobakterij Arthrospira fusiformis (tudi Arthrospira platensis) izpostavili soniciranju brez motenj, pri čemer so ugotovili znatno olajšanje sedimentacije in obnove biomase. Z uporabo ultrazvočnih polj nizke intenzivnosti (≤0,5 W/mL) so raziskovalci povzročili reverzibilno flokulacijo, ne da bi pri tem ogrozili vitalnost ali morfologijo celic – zahteva za aplikacije, ki zahtevajo nepoškodovane biomolekule ali vitalne celice za nadaljnje gojenje.
z “z obdelavo s sonikacijo, ki ni moteča, se te mikroalge zlahka usedejo, s čimer se biomasa koncentrira približno 30-krat, pri čemer se doseže izkoristek približno 80-85 %.” (Lecina et al., 2015)
Izkoristite ultrazvočno ekstrakcijo in uporabite Hielscher sonicator za botanično ekstrakcijo z neprimerljivo učinkovitostjo in trajnostjo!
Ultrazvočni ekstraktor UIP2000hdT z reaktorjem iz nerjavečega jekla za komercialno ekstrakcijo lipidov, proteinov in bioaktivnih spojin iz alg.
Visoko zmogljivi sonikatorji za zbiranje in ekstrakcijo alg
Hielscherjevi sonikatorji so napredni, visokozmogljivi ultrazvočni procesorji, zasnovani za laboratorijske in industrijske aplikacije, zaradi česar so idealno primerni za zbiranje in ekstrakcijo alg. V fazi pobiranja omogočajo sistemi Hielscher natančno sonikacijo nizke intenzivnosti za spodbujanje združevanja in sedimentacije celic, ne da bi pri tem poškodovali njihovo celovitost. Nato njihove zmogljivosti visoke intenzivnosti omogočajo nadzorovano razbijanje celic, kar omogoča učinkovito sproščanje znotrajceličnih lipidov, pigmentov in mikrohranil. Z nastavljivimi amplitudami in načinom cikla, načini neprekinjenega delovanja in robustno zasnovo Hielscherjevi sonikatorji podpirajo razširljivo, energetsko učinkovito bioprocesiranje. – zaradi česar so ključno orodje v sodobnih biorafinerijah iz alg.
- visoka učinkovitost
- Najsodobnejša tehnologija
- Zanesljivost & Robustnosti
- nastavljiv, natančen nadzor procesa
- Serije & Inline
- za poljubno količino
- Inteligentna programska oprema
- pametne funkcije (npr. programiranje, podatkovni protokol, daljinsko upravljanje)
- enostaven in varen za uporabo
- nizko vzdrževanje
- CIP (čiščenje na mestu)
Projektiranje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji
Hielscher ultrazvočni aparati so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno upravljanje omogočata nemoteno integracijo naših ultrazvočnih aparatov v industrijske objekte. Težke pogoje in zahtevna okolja zlahka obvladajo Hielscher ultrasonicatorji.
Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visoko zmogljivim ultrazvočnim aparatom z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Seveda so Hielscher ultrazvočni aparati skladni s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000hdT |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000hdT |
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje za mešanje, disperzijo, emulgacijo in ekstrakcijo v laboratorijski, pilotni in industrijski ravni.
Literatura / Reference
- 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.
Pogosto zastavljena vprašanja
Kako se povzroči sedimentacija celic?
Sedimentacijo celic povzroči predvsem propadanje znotrajceličnih plinskih veziklov, kar moti uravnavanje vzgona. Zaradi tega se poveča gostota celic, kar povzroči, da se celice potopijo iz fototskega območja, zlasti pri planktonskih organizmih, kot so cianobakterije.
Kaj so plinski vakuoli v celicah?
Plinske vakuole so strukture, napolnjene s plinom, ki so vezane na beljakovine in jih najdemo pri vodnih prokariontih, vključno s cianobakterijami. Zagotavljajo nadzor plovnosti, kar celicam omogoča, da prilagodijo svoj navpični položaj v vodnem stolpcu za optimalen dostop do svetlobe in hranil.
Kaj so cianobakterije?
Cianobakterije so fotosintetični prokarionti, ki proizvajajo kisik in jih pogosto najdemo v sladkovodnih in morskih okoljih. Imajo ključno vlogo pri vezavi dušika in primarni proizvodnji ter lahko v evtrofičnih razmerah tvorijo škodljivo cvetenje alg.
Kaj je Arthrospira fusiformis?
Arthrospira fusiformis je nitkasta planktonska cianobakterija, znana po svoji spiralni morfologiji. Uspeva v alkalnih natrijevih jezerih in je glavna sestavina prehrane flamingov. Komercialno se goji kot “Spirulina” zaradi visoke vsebnosti beljakovin in hranil.
Kako sonikacija vpliva na alge?
Ultrazvočna obdelava s kavitacijo poškoduje celice alg, kar povzroči poškodbe membrane, propad plinskih mešičkov in motnje v fotosintezi. Pri cianobakterijah, kot je Microcystis aeruginosa, se občutljivost na sonično obdelavo poveča po delitvi celic, verjetno zaradi strukturnih ranljivosti v pozni svetlobni fazi dnevnega cikla.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.