Збір мікроводоростей, покращений ультразвуковою обробкою
Мікроводорості багаті на ліпіди, білки та мікроелементи, що робить їх цінним джерелом поживних речовин. Враховуючи структурну стійкість клітинних стінок водоростей та необхідність подальшого виділення внутрішньоклітинних сполук – особливо ліпідів і мікроелементів – потрібна нетермічна, високоефективна технологія. Завдяки своїм ультразвуковим обробникам Hielscher пропонує Superior рішення для обробки, яке полегшує та покращує два важливі етапи обробки – концентрацію біомаси та руйнування клітин.
Ультразвуковий обробник UIP1000hdT для обробки водоростей
Один ультразвуковий обробник – два етапи обробки водоростей
- Неруйнівний збір водоростей
Без впливу на життєздатність та без пошкодження цілісності типової багатокомпонентної спіральної структури Arthrospira platensis. Помірна ультразвукова вібрація та кавітація спричиняють колапс газових везикул всередині клітин Arthrospira platensis, що дозволяє клітинам, які зазвичай плавають, осідати. Це сприяє концентрації біомаси водоростей. - Руйнування клітин для екстракції (ліпіди, білки, біоактивні сполуки)
На другому етапі процесу екстракції використовується інтенсивна ультразвукова обробка для руйнування клітинної структури Arthrospira platensis з метою вивільнення внутрішньоклітинних сполук, таких як ліпіди, білки та біоактивні сполуки.
Дізнайтеся більше про ультразвукову екстракцію водоростей!
Збір водоростей, посилений ультразвуком
У дослідженні Lecina et al. (2015) культури ціанобактерій Arthrospira fusiformis (також Arthrospira platensis) були піддані неруйнівній ультразвуковій обробці, що виявило значне полегшення осадження та відновлення біомаси. Застосовуючи поля низької інтенсивності ультразвуку (≤0,5 W/mL), дослідники викликали оборотну флокуляцію без порушення життєздатності або морфології клітин – вимога для застосувань, що потребують цілих біомолекул або життєздатних клітин для подальшого культивування.
Завдяки “неруйнівній ультразвуковій обробці ці мікроводорості можуть легко осідати, таким чином концентруючи біомасу приблизно в 30 разів, досягаючи виходів відновлення близько 80-85%.” (Lecina et al., 2015)
Ультразвуковий екстрактор UIP2000hdT з реактором із нержавіючої сталі для комерційної екстракції ліпідів, білків та біоактивних сполук з водоростей.
Високоефективні ультразвукові обробники для збору та екстракції водоростей
Ультразвукові обробники Hielscher – це передові високоефективні ультразвукові процесори, розроблені для лабораторних та промислових застосувань, що робить їх ідеально підходящими для процесів збору та екстракції водоростей. На етапі збору системи Hielscher забезпечують точну ультразвукову обробку низької інтенсивності для сприяння агрегації та осадженню клітин без пошкодження їхньої цілісності. Згодом їхні можливості високої інтенсивності дозволяють здійснювати контрольоване руйнування клітин, сприяючи ефективному вивільненню внутрішньоклітинних ліпідів, пігментів та мікроелементів. З налаштовуваними амплітудами та режимом циклу, режимами безперервної роботи та надійною конструкцією ультразвукові обробники Hielscher підтримують масштабовану, енергоефективну біопереробку – роблячи їх ключовим інструментом у сучасних біопереробних заводах на основі водоростей.
- висока ефективність
- передова технологія
- надійність та міцність
- налаштовуване, точне управління процесом
- пакетний та потоковий режим
- для будь-якого об’єму
- інтелектуальне програмне забезпечення
- розумні функції (наприклад, програмування, протоколювання даних, дистанційне керування)
- простота та безпека експлуатації
- низькі витрати на обслуговування
- CIP (мийка на місці)
Дизайн, виробництво та консалтинг – якість, зроблена в Німеччині
Ультразвукові гомогенізатори Hielscher відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Міцність та простота експлуатації дозволяють легко інтегрувати наші ультразвукові гомогенізатори в промислові об’єкти. Суворі умови та вимогливі середовища легко витримуються ультразвуковими гомогенізаторами Hielscher.
Hielscher Ultrasonics – це компанія, сертифікована за ISO, яка приділяє особливу увагу високоефективним ультразвуковим гомогенізаторам, що мають передову технологію та зручність у використанні. Звичайно, ультразвукові гомогенізатори Hielscher відповідають вимогам CE та вимогам UL, CSA та RoHs.
Нижче наведена таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових гомогенізаторів:
| Об’єм партії | Об’ємна витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| 1 to 500mL | 10 to 200mL/min | UP100H |
| 10 to 2000mL | 20 to 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 to 20L | 0,2 to 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 to 100L | 2 to 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 to 150L | 3 to 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 to 100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | більше | кластер UIP16000hdT |
Література / Посилання
- 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.
Часто задавані питання
Як індукується осадження клітин?
Осадження клітин переважно індукується колапсом внутрішньоклітинних газових везикул, що порушує регуляцію плавучості. Це призводить до збільшення щільності клітин, змушуючи їх опускатися з фотичної зони, особливо у планктонних організмів, таких як ціанобактерії.
Що таке газові вакуолі в клітинах?
Газові вакуолі – це структури, пов’язані з білками, заповнені газом, які зустрічаються у водних прокаріотів, включаючи ціанобактерії. Вони забезпечують контроль плавучості, дозволяючи клітинам регулювати своє вертикальне положення у товщі води для оптимального доступу до світла та поживних речовин.
Що таке ціанобактерії?
Ціанобактерії – це фотосинтезуючі прокаріоти, що виробляють кисень, які зазвичай зустрічаються у прісноводних та морських середовищах. Вони відіграють ключову роль у фіксації азоту та первинній продукції та можуть утворювати шкідливі цвітіння водоростей за евтрофних умов.
Що таке Arthrospira fusiformis?
Arthrospira fusiformis – це нитчаста планктонна ціанобактерія, відома своєю спіральною морфологією. Вона процвітає у лужних содових озерах і є основним компонентом раціону фламінго. Комерційно вона культивується як “Спіруліна” через високий вміст білка та поживних речовин.
Як ультразвукова обробка впливає на водорості?
Ультразвукова обробка руйнує клітини водоростей через кавітацію, що призводить до пошкодження мембран, колапсу газових везикул та порушення фотосинтезу. У ціанобактерій, таких як Microcystis aeruginosa, сприйнятливість до ультразвукової обробки зростає після поділу клітин, ймовірно, через структурні вразливості у пізній світловій фазі добового циклу.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори від лабораторного до промислового розміру.
