Cải thiện quá trình thu hoạch tảo vi sinh bằng siêu âm
Tảo vi sinh chứa hàm lượng cao lipid, protein và vi chất dinh dưỡng, khiến tảo vi sinh trở thành nguồn dinh dưỡng quý giá. Nhờ vào cấu trúc bền vững của thành tế bào tảo và nhu cầu chiết xuất các hợp chất nội bào trong quá trình chế biến sau thu hoạch. – đặc biệt là lipid và vi chất dinh dưỡng – Cần một công nghệ không nhiệt, hiệu suất cao. Với các thiết bị siêu âm của mình, Hielscher cung cấp một giải pháp xử lý ưu việt, giúp đơn giản hóa và nâng cao hai bước xử lý quan trọng. – Nồng độ sinh khối và sự phá vỡ tế bào.
Sonicator UIP1000hdT Cho quá trình xử lý tảo
Một máy siêu âm – Hai bước trong quá trình xử lý tảo
- Thu hoạch tảo không phá hủy
Không ảnh hưởng đến khả năng sống sót cũng như không làm hỏng cấu trúc xoắn ốc đa tế bào điển hình của Arthrospira platensis. Dao động siêu âm nhẹ và hiện tượng cavitation làm cho các túi khí bên trong tế bào Arthrospira platensis sụp đổ, từ đó cho phép các tế bào vốn nổi được lắng xuống. Điều này giúp tập trung biomass tảo. - Phá vỡ tế bào để chiết xuất (lipid, protein, hợp chất sinh học hoạt tính)
Trong bước thứ hai của quá trình chiết xuất, siêu âm cường độ cao được sử dụng để phá vỡ cấu trúc tế bào của Arthrospira platensis nhằm giải phóng các hợp chất nội bào như lipid, protein và các hợp chất sinh học hoạt tính.
Tìm hiểu thêm về công nghệ chiết xuất tảo bằng sóng siêu âm!
Thu hoạch tảo bằng siêu âm
Trong nghiên cứu của Lecina et al. (2015), các mẫu vi tảo Arthrospira fusiformis (còn gọi là Arthrospira platensis) đã được xử lý bằng siêu âm không phá vỡ, cho thấy sự thúc đẩy đáng kể trong quá trình lắng đọng và thu hồi sinh khối. Bằng cách áp dụng trường siêu âm cường độ thấp (≤0,5 W/mL), các nhà nghiên cứu đã gây ra quá trình kết tụ có thể đảo ngược mà không ảnh hưởng đến khả năng sống sót hoặc hình thái của tế bào. – Yêu cầu đối với các ứng dụng đòi hỏi các biomolecule nguyên vẹn hoặc tế bào sống để tiếp tục nuôi cấy.
với “Phương pháp xử lý bằng sóng siêu âm không gây gián đoạn cho phép các vi tảo này được lắng đọng dễ dàng, từ đó tập trung biomass khoảng 30 lần và đạt hiệu suất thu hồi khoảng 80-85%.” (Lecina và cộng sự, 2015)
Tận dụng lợi thế của khai thác siêu âm và sử dụng một sonicator Hielscher để khai thác thực vật với hiệu quả và tính bền vững chưa từng có!
Máy vắt siêu âm UIP2000hdT Với bể phản ứng bằng thép không gỉ để chiết xuất thương mại lipid, protein và các hợp chất sinh học từ tảo.
Máy siêu âm hiệu suất cao cho thu hoạch và chiết xuất tảo
Máy siêu âm Hielscher là các thiết bị siêu âm tiên tiến, hiệu suất cao, được thiết kế cho cả ứng dụng trong phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệp, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các quy trình thu hoạch và chiết xuất tảo. Trong giai đoạn thu hoạch, hệ thống Hielscher cho phép siêu âm với cường độ thấp một cách chính xác để thúc đẩy quá trình kết tụ và lắng đọng tế bào mà không làm hỏng cấu trúc tế bào. Sau đó, khả năng siêu âm cường độ cao của chúng cho phép phá vỡ tế bào một cách có kiểm soát, giúp giải phóng hiệu quả các lipid, sắc tố và vi chất dinh dưỡng trong tế bào. Với khả năng điều chỉnh biên độ và chế độ chu kỳ, chế độ hoạt động liên tục và thiết kế bền bỉ, máy siêu âm Hielscher hỗ trợ quy trình sinh học có thể mở rộng và tiết kiệm năng lượng. – Điều này khiến chúng trở thành công cụ quan trọng trong các nhà máy sinh học tảo hiện đại.
- Hiệu quả cao
- Công nghệ tiên tiến
- Độ tin cậy & Mạnh mẽ
- Điều chỉnh, kiểm soát quá trình chính xác
- mẻ & Inline
- cho bất kỳ khối lượng nào
- Phần mềm thông minh
- Tính năng thông minh (ví dụ: có thể lập trình, ghi nhật ký dữ liệu, điều khiển từ xa)
- Dễ dàng và an toàn để vận hành
- bảo trì thấp
- CIP (sạch tại chỗ)
Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng Sản xuất tại Đức
Hielscher ultrasonicators nổi tiếng với chất lượng cao nhất và tiêu chuẩn thiết kế của họ. Mạnh mẽ và hoạt động dễ dàng cho phép tích hợp trơn tru của ultrasonicators của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi dễ dàng được xử lý bởi Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics là một công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt nhấn mạnh vào ultrasonicators hiệu suất cao có công nghệ tiên tiến và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, Hielscher ultrasonicators là CE tuân thủ và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:
| Khối lượng hàng loạt | Tốc độ dòng chảy | Thiết bị được đề xuất |
|---|---|---|
| 1 đến 500mL | 10 đến 200ml / phút | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400ml / phút | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1 đến 20L | 0.2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000hdt |
| 15 đến 150L | 3 đến 15L / phút | UIP6000hdT |
| N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000hdT |
| N.A. | Lớn | Cụm UIP16000hdT |
Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ tương hóa và khai thác trên phòng thí nghiệm, thí điểm và quy mô công nghiệp.
Văn học / Tài liệu tham khảo
- 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.
Các câu hỏi thường gặp
Quá trình lắng đọng của tế bào được kích thích như thế nào?
Sự lắng đọng của tế bào chủ yếu được gây ra bởi sự vỡ của các túi khí nội bào, làm rối loạn cơ chế điều hòa nổi. Điều này dẫn đến tăng mật độ tế bào, khiến các tế bào chìm ra khỏi vùng ánh sáng, đặc biệt là ở các sinh vật phù du như tảo lam.
Gas Vacuoles là gì trong tế bào?
Các túi khí là các cấu trúc chứa khí được bao bọc bởi protein, có trong các vi sinh vật prokaryote sống trong môi trường nước, bao gồm cả tảo lam. Chúng giúp điều chỉnh độ nổi, cho phép tế bào điều chỉnh vị trí thẳng đứng của mình trong cột nước để tiếp cận ánh sáng và chất dinh dưỡng một cách tối ưu.
Cyanobacteria là gì?
Tảo lam là các vi sinh vật quang hợp, sản xuất oxy, thuộc nhóm vi khuẩn nguyên sinh, thường được tìm thấy trong môi trường nước ngọt và biển. Chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình cố định nitơ và sản xuất sơ cấp, và có thể hình thành các đợt nở hoa tảo độc hại trong điều kiện nước giàu dinh dưỡng.
Arthrospira fusiformis là gì?
Arthrospira fusiformis là một loài tảo lam sợi dài, nổi trong nước, nổi tiếng với hình thái xoắn ốc. Nó phát triển mạnh trong các hồ nước kiềm và là thành phần chính trong chế độ ăn của hồng hạc. Về mặt thương mại, nó được nuôi trồng để sản xuất... “tảo xoắn” vì hàm lượng protein và dưỡng chất cao.
Sonication ảnh hưởng đến tảo như thế nào?
Xử lý bằng sóng siêu âm làm phá vỡ tế bào tảo thông qua hiện tượng cavitation, dẫn đến tổn thương màng tế bào, sụp đổ bong bóng khí và suy giảm quá trình quang hợp. Ở tảo lam như Microcystis aeruginosa, độ nhạy cảm với sóng siêu âm tăng lên sau quá trình phân chia tế bào, có thể do sự yếu đuối về cấu trúc trong giai đoạn ánh sáng muộn của chu kỳ ngày đêm.
Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.