Сакупљање микроалги побољшано соникацијом
Микроалге су богате липидима, протеинима и микронутријентима, што их чини вредним извором хранљивих материја. С обзиром на структурну отпорност ћелијских зидова алги и потребу за накнадном екстракцијом унутарћелијских једињења – посебно липида и микронутријената – неопходна је нетермичка, високоефикасна технологија. Својим соникаторима Hielscher нуди супериорно решење за обраду које олакшава и унапређује два кључна корака обраде – концентрисање биомасе и разарање ћелија.
Соникатор UIP1000hdT за обраду алги
Један соникатор – два корака у обради алги
- Недеструктивно сакупљање алги
Без нарушавања вијабилности или оштећења интегритета типичне вишећелијске спиралне структуре Arthrospira platensis. Благе ултразвучне вибрације и кавитација изазивају колапс гасних везикула унутар ћелија Arthrospira platensis, чиме омогућавају таложење ћелија које би иначе плутале. То олакшава концентрисање биомасе алги. - Разарање ћелија ради екстракције (липиди, протеини, биоактивна једињења)
У другом кораку процеса, екстракцији, интензивна соникација користи се за разарање ћелијске структуре Arthrospira platensis ради ослобађања унутарћелијских једињења као што су липиди, протеини и биоактивна једињења.
Сазнајте више о ултразвучној екстракцији из алги!
Сакупљање алги унапређено ултразвуком
У студији Lecina и сар. (2015), културе цијанобактерије Arthrospira fusiformis (такође Arthrospira platensis) подвргнуте су соникацији без разарања ћелија, при чему је утврђено значајно олакшавање таложења и издвајања биомасе. Применом ултразвучних поља ниског интензитета (≤0,5 W/mL), истраживачи су изазвали реверзибилну флокулацију без нарушавања вијабилности или морфологије ћелија – што је услов за примене које захтевају очуване биомолекуле или вијабилне ћелије за даље култивисање.
Уз „третман соникацијом без разарања ћелија, ове микроалге могу се лако исталожити, чиме се биомаса концентрише око 30 пута, уз постизање приноса издвајања од око 80–85%.“ (Lecina и сар., 2015)
Ултразвучни екстрактор UIP2000hdT са реактором од нерђајућег челика за комерцијалну екстракцију липида, протеина и биоактивних једињења из алги.
Соникатори високих перформанси за сакупљање алги и екстракцију
Hielscher соникатори су напредни ултразвучни процесори високих перформанси, пројектовани за лабораторијске примене и примене у индустријским размерама, што их чини идеалним за поступке сакупљања алги и екстракције. У фази сакупљања, Hielscher системи омогућавају прецизну соникацију ниског интензитета ради подстицања агрегације и таложења ћелија без оштећења њиховог интегритета. Након тога, њихове могућности рада при високом интензитету омогућавају контролисано разарање ћелија, олакшавајући ефикасно ослобађање унутарћелијских липида, пигмената и микронутријената. Захваљујући подесивим амплитудама и цикличном режиму, режимима непрекидног рада и робусној конструкцији, Hielscher соникатори подржавају скалабилну, енергетски ефикасну биопроцесну обраду – што их чини кључним алатом у савременим биорафинеријама алги.
- висока ефикасност
- најсавременија технологија
- поузданост и робусност
- подесива, прецизна контрола процеса
- шаржна и проточна обрада
- за било коју запремину
- интелигентни софтвер
- паметне функције (нпр. могућност програмирања, бележење података, даљинско управљање)
- једноставно и безбедно руковање
- мали захтеви за одржавањем
- CIP (чишћење на месту)
Пројектовање, производња и саветовање – квалитет произведен у Немачкој
Hielscher ултразвучни уређаји познати су по највишим стандардима квалитета и пројектовања. Робусност и једноставно руковање омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних уређаја у индустријска постројења. Hielscher ултразвучни уређаји лако подносе тешке услове и захтевна окружења.
Hielscher Ultrasonics је компанија са ISO сертификатом и посебан нагласак ставља на ултразвучне уређаје високих перформанси који се одликују најсавременијом технологијом и једноставном употребом. Наравно, Hielscher ултразвучни уређаји усаглашени су са CE захтевима и испуњавају захтеве UL, CSA и RoHs.
Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја:
| Запремина шарже | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500mL | 10 до 200mL/min | UP100H |
| 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 до 150L | 3 до 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 до 100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | већи | група уређаја UIP16000hdT |
Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси за мешање, дисперговање, емулговање и екстракцију у лабораторијским, пилотским и индустријским размерама.
Литература / Референце
- 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.
Често постављана питања
Како се изазива таложење ћелија?
Таложење ћелија првенствено се изазива колапсом унутарћелијских гасних везикула, што нарушава регулацију пловности. То доводи до повећања густине ћелија, услед чега оне тону изван фотичне зоне, посебно код планктонских организама као што су цијанобактерије.
Шта су гасне вакуоле у ћелијама?
Гасне вакуоле су структуре омеђене протеинима и испуњене гасом, које се налазе у воденим прокариотима, укључујући цијанобактерије. Оне омогућавају контролу пловности, чиме ћелијама омогућавају да прилагоде свој вертикални положај у воденом стубу ради оптималног приступа светлости и хранљивим материјама.
Шта су цијанобактерије?
Цијанобактерије су фотосинтетски прокариоти који производе кисеоник и често се налазе у слатководним и морским срединама. Имају кључну улогу у фиксацији азота и примарној продукцији, а у еутрофним условима могу изазвати штетно цветање алги.
Шта је Arthrospira fusiformis?
Arthrospira fusiformis је филаментозна, планктонска цијанобактерија позната по својој спиралној морфологији. Успева у алкалним содним језерима и представља главну компоненту исхране фламингоса. Комерцијално се узгаја као „спирулина“ због високог садржаја протеина и хранљивих материја.
Како соникација утиче на алге?
Ултразвучни третман разара ћелије алги путем кавитације, што доводи до оштећења мембрана, колапса гасних везикула и нарушавања фотосинтезе. Код цијанобактерија као што је Microcystis aeruginosa, осетљивост на соникацију повећава се након деобе ћелија, вероватно услед структурних слабости у касној светлој фази дневног циклуса.
Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лабораторијских до индустријских размера.