Yosun Lab büyütün – Ultrasonik yosun ekstraksiyon

Yosun Yetiştirme

Yosun Lab yosun ekimi için boru şeklindeki ve yassı fotobiyoreaktörler bir dizi hem de akış hücreleri ile donatılmış Hielscher ultrasonik işlemci bazlı hücre ultrasonik imha bir yöntem geliştirmiştir büyütün.
işlemin genel akış diyagramı aşağıda gösterilmiştir.

akış şeması yosun yetiştirme ve ultrasonikasyon kullanılarak yosun yağ üretim sürecini gösterir. © Yosun Lab büyütün

Alg Örnekleri Lab fotobiyoreaktörler aşağıda sunulmuştur büyütün.
spektrumun PAR kısmında ışık yayan LED panellerin kullanımı yosun maksimum büyümeye oranına ulaşmak için izin verir.
Örneğin, 0.146 g / L başlangıç ​​yoğunluğu ile Chlorella vulgaris inokülasyondan sonra 7 gün içinde 7.3 g / L yoğunluğunu elde.

Yosun Hücreler İmha ultrasonıfikasyon tarafından

yosun büyümesi stadyum sonra yosun hücresi yağ üretim tedavisi için uygun. hücre içeriği oluşan hücre membranlarının bir yapı ile çevre ortamdan ayrıldığı için, hücre parçalama yöntemi tam hücre içi madde serbest bırakılmasına ilişkin önemlidir. Hücre membran hücreye mekanik mukavemet verir ve bütünlüğünü korur. Hücre zarı elastik özellikleri hücreleri, dış çevrede meydana gelebilir ozmotik basıncın hızlı değişimleri dayanacak şekilde izin verir.
aşağıda tarif edilmiştir Hem ultrason ve mikrodalga destekli yöntemler, yüksek verimlilik, düşük ekstre süreleri ve artan verimler, aynı zamanda düşük-orta maliyetleri ve ihmal edilebilir ilave toksisite ile, önemli ölçüde mikroalg ekstraksiyonu iyileştirmek.
yosun hücreleri çekimi öncesinde tahrip eğer Çoğu zaman alglerden gol ürünlerin ekstraksiyon daha etkilidir. Ancak bazen, hücre yıkımı kendisinin hedef ürünün salınmasına neden olur ve sadece ayırma işlemi (biyo-yakıt üretimi için alglerden lipitlerin örneğin ekstraksiyon) elde etmek için gereklidir.
Yosun yetiştirme laboratuvarı, hücre içi içeriğin tam bir serbest bırakılmasını ve böylece daha kısa sürede daha yüksek verim elde etmesini sağlayan yüksek verimli bir işlem sağlamak için hücre bozulması ve ekstraksiyonu için ultrasonik bir sistemi bütünleştirir. Ultrasonik reaktörde, ultrasonik dalgalar yosun hücrelerini içeren sıvı ortamda kavitasyon yaratır. Kavitasyon kabarcıkları, herhangi bir enerji adsorbe edilemediğinde belirli boyutlara ulaşıncaya kadar ultrasonik dalganın dönüşümlü nadirleşme safhaları sırasında büyür. Bu maksimum kabarcık büyümesi noktasında, boşluklar bir sıkıştırma fazı sırasında çökmektedir. Kabarcık çöküşü, basınç ve sıcaklığın yanı sıra şok dalgaları ve güçlü sıvı püskürtme uçlarının aşırı diferansiyel koşullarını yaratır. Bu aşırı kuvvetler sadece hücreleri yok etmekle kalmaz, aynı zamanda içeriklerini sıvı ortamlara (örneğin su veya çözücüler) etkili bir şekilde yıkarlar.
Ultrasonik imha etkinliği güçlü tek yosun suşları arasında önemli farklılıklar hücre duvarlarının, dayanıklılık ve elastikliği bağlıdır. Yani hücre yıkımı etkinliðini yüksek sonification sürecinin parametreleri etkilenir nedeni budur: En önemli parametreler genlik, basınç, konsantrasyon vardır & Viskozite, ve sıcaklık. Bu parametreler optimum işlem verimliliği sağlamak için yosun her belirli suşu için optimize edilmelidir.
Hücre parçalanması ve farklı yosun suşlarının parçalanma bazı örnekleri, aşağıda belirtilen makalelerde bulunabilir:

• Dunnaliella salina ve Nannochloropsis oculata türü: Kral P.M., Nowotarski K .; Joyce E.M .; Mason, TJ (2012): yosun hücrelerinin Ultrasonik bozulması. AIP Konferans Tutanakları; 2012/05/24, Cilt. 1433 Sayı 1, s. 237.
• Nannochloropsis oculata türü: Jonathan R. McMillan, Ian A. Watson, Mahmut Ali, Weaam Jaafar (2013): Değerlendirme ve alg hücre parçalama yöntemlerinin karşılaştırılması: mikrodalga, su banyosunda, blender, ultrasonik ve lazer tedavisi. Uygulamalı Enerji, Mart 2013, Cilt. 103, Sayfa 128-134.
• Nanochloropsis salina: Sebastian Schwede Alexandra Kowalczyk, Mandy Gerber Roland Açıklık (2011): alg biyokütle mono sindirim üzerinde farklı hücre parçalama teknikleri Etkisi. Dünya Yenilenebilir Enerji Kongresi 2011, Biyoenerji Teknolojileri 2011 08-12 Mayıs, İsveç.
• Schizochytrium limacinum ve chlamydomonas reinhardtii: Jose Gerde, Mellissa Montalbo-Lomboy M, Linxing Yao David Grewell Tong Wang (2012): ultrasonik tedavi ile mikroalg hücre parçalanması değerlendirilmesi. Bıoresource Teknolojisi 2012, Vol. 125, pp.175-81.
• Crypthecodinium cohnii: Paula Mercer, Roberto E. Armenta (2011): mikroalglerden yağ çıkarma gelişmeler. Lipid Bilim Teknoloji, 2011 yılının Europeen Jornal.
• Scotiellopsis terrestris: S. Starke, N. Hempel, L Dombrowski Prof. Dr. O. Pulz: ultrason ile ve bir pektin dekompoze enzimle Scotiellopsis terrestris için hücre parçalanması iyileştirilmesi. Naturstoffchemie.

süreç

Kültivasyondan sonra, alg biyokütlesi akışı, biyokütleyi sıvı ortamdan ayırmak için konsantrasyon cihazına beslenir. Konsantre depolama tankında birikmiştir. Ayırma işleminden sonra, hücreler yağı ve diğer hücre içi maddeleri serbest bırakmak için parçalanmalıdır. Bu nedenle, konsantre biyokütle bir Hielscher ultrasonik cihaz ile pompalanır. Ultrasonik devridaim ayarı, Hielscher akış hücresinden gelen birikim tankına geri verilen basınç altında hücre konsantresinin yeniden dolaşımını sağlar. Devridaim, hücreleri yok etmek için gereken süreyi devam ettirir. Yıkım işlemi tamamlandığında, tahrip olmuş hücreler ile biyokütle, ürün ayrıştırma cihazına pompalanır, burada kalan kalıntıdan ürünün nihai olarak ayrılması gerçekleşir.

biyokütle konsantrasyonu / ayırma cihazı ve Hielscher 1,5 kW ultrasonik işlemci UIP1500hd ile yosun hücresi yıkımı birimi. © Yosun Lab büyütün

tahrip hücrelerin yüzdesi ölçümü

yosun kopması etkinlik değerlendirmesi, yosunlar Lab tahrip hücrelerin yüzdesini ölçmek için iki farklı yöntemler kullanılır büyümek:

1. İlk analiz yöntemi klorofil, A, B ve A + B floresans ölçümüne dayanır.
   Yavaş spin santrifüjleme sırasında, aljinat hücreleri ve enkazlar alıcının dibinde topaklaşacak, ancak serbest yüzen klorofilin kalan kısımları hala süpernatanda kalacaktır. Hücrenin ve klorofilin bu fiziksel özelliklerini kullanarak, kırık hücrelerin yüzdesi belirlenebilir. Bu, öncelikle bir numunenin toplam klorofil floresanı ölçülerek gerçekleştirilir. Daha sonra örnek santrifüj edilir. Daha sonra, süpernatantın klorofil flüoresansı ölçülür. Toplam numunenin klorofil flüoresanına süpernatan içindeki klorofil floresan yüzdesini alarak, kırık hücrelerin yüzdesine ilişkin bir tahmin yapılabilir. Bu ölçüm şekli oldukça doğrudur, ancak hücre başına klorofil sayısının tekdüze olduğu varsayımını yapar. Toplam klorofil ekstraksiyonları metanol kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
2. İkinci analiz yöntemi için, klasik hemositometri hasat yosun numunesinde hücre yoğunluğunu ölçmek için kullanılmıştır. Prosedür 2 adımda gerçekleştirilir:

• İlk olarak, ultrason işleminden önce hasat yosun numunenin hücre yoğunluğu ölçülür.
• İkinci olarak, aynı numune üzerinde sonifikasyon sonra olmayan tahrip (kalan) hücrelerin sayısı ölçülmektedir.
  Bu iki ölçümün sonuçlarına bağlı olarak, tahrip hücrelerin yüzdesi hesaplanır.

Resim 1: Yosun İmha © Yosun Lab Büyümeden

Pic 2: Alg bozulması: 60 dakika sonra,% 50 hücre parçalama. Sonication. © Yosun Lab büyütün

Pic 3: Alg bozulması: 120 dakika sonra% 100 hücre parçalama. Sonication. © Yosun Lab büyütün