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均質(zhì)機產(chǎn)品及方案
- 產(chǎn)品及方案
- 納米設備解決方案
應用背景
微藻的活性物質(zhì)存在于細胞內(nèi)，這些物質(zhì)的提取過程通常需要先對微藻進行細胞破壁。與一般微生物細胞壁相比，微藻細胞壁結(jié)構(gòu)致密，破壁難度大，同時還要保證各種生化產(chǎn)物在破壁過程中的生物活性不被破壞，因此細胞破壁成為各種藻類產(chǎn)物提取的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。適用于微藻細胞破壁方法的微藻來自于淡水微藻、咸水或海水環(huán)境中，能夠產(chǎn)生生物活性物質(zhì)的經(jīng)濟微藻，包括扁藻、小球藻、柵藻、紅球藻、紫球藻、雪藻或硅藻。
應用難點
如果目標產(chǎn)物是小分子生物活性物質(zhì)，比如蝦青素、葉黃素等，分子結(jié)構(gòu)中存在不少共軛不飽和碳碳雙鍵，易氧化，對光熱敏感，破壁工藝的選擇尤其要考慮目標產(chǎn)物的活性。微藻細胞破壁傳統(tǒng)的方法有機械粉碎、凍融、超聲波、膠體磨等物理方法和生物酶解方法等，這些方法存在明顯的缺陷，或用時較長、或溫度較高、或粉碎效果不佳、或沒有有效保護生物活性成分。盡管微藻存在很多優(yōu)勢，但傳統(tǒng)的破壁方法在技術(shù)可行性或者在經(jīng)濟性上存在不足，距離大規(guī)模生產(chǎn)的需求尚有一定距離。高壓細胞破壁技術(shù)，屬于微藻生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及富含生物活性物質(zhì)的微藻細胞破壁方法，是采用濕法微藻細胞破壁技術(shù)，有效保護微藻生物活性成分，降低其被氧化分解的相關(guān)技術(shù)。
應用方案
經(jīng)過降溫預處理微藻物料通過柱塞作用進入均質(zhì)腔體，被柱塞壓縮的微藻物料內(nèi)積聚了極高的能量，當物料通過窄縫后瞬間失壓，造成內(nèi)部高能釋放引起空穴爆炸而強烈膨脹，產(chǎn)生空穴效應，致使物料強烈粉碎細化。同時，瞬間失壓的微藻物料以極高的流速快速噴出，撞擊在用特殊材料制成的質(zhì)地堅硬的撞擊環(huán)上，產(chǎn)生強大的沖撞力，造成物料粉碎。另外，碰撞前后的微藻物料隨液體高速運動，通過泵腔內(nèi)通道和閥口狹縫時會產(chǎn)生巨大的剪切力。在撞擊效應、剪切效應和空穴效應聯(lián)合作用下濕物料微藻的細胞壁在瞬間(1～2秒內(nèi))就完成了細胞破碎，物料粒度幾乎全部細化到1 ～ 2μm以下的粒徑的微米材料。其中，50%左右的粒度直徑在100nm～1.0μm亞微米材料，而有30%～ 40%的粒徑大小為100nm以下的納米材料。
解決方案
首先富集菌體，收集胞內(nèi)產(chǎn)物的細胞或菌體。然后進行細胞重懸，用適當?shù)木彌_液或培養(yǎng)液將離心或沉降等方法得到的固體（沉淀、細胞、活性物質(zhì)等等）重新懸浮。其次進行細胞破碎，使產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到液相中。最后收集含生化物質(zhì)的液相，進行碎片分離，分離除去細胞、菌體、細胞碎片、蛋白質(zhì)的沉淀物和絮凝體等固體懸浮物，得到上清液或濾液。然后從澄清的濾液中提取胞內(nèi)產(chǎn)物，從細胞裂解物中獲取目標產(chǎn)物。
PhD優(yōu)勢
微藻細胞破壁方法克服了傳統(tǒng)粉碎技術(shù)細胞破壁效率低下以及生物活性成分損失嚴重的技術(shù)屏障，微藻破壁粉碎過程主要利用細胞之間的高速碰撞，無異物混入，可以獲得高純度的微藻細胞破壁的微細顆粒。微藻破壁粉碎過程設備全封閉運行，不污染環(huán)境，符合環(huán)保要求。微藻細胞破壁方法其特征在于細胞破壁過程在黑暗條件下完成，破碎細胞在工作腔內(nèi)進行，工作腔及相關(guān)循環(huán)管道，設備材料采用避光、耐壓和不易不產(chǎn)生雜質(zhì)的不銹鋼，高壓細胞破壁適合于大規(guī)模生產(chǎn)，破碎效率高。
◆破壁能力：高壓設計，輕松上壓；均質(zhì)效率高，工藝穩(wěn)定；穩(wěn)定的破碎能力，更高的胞內(nèi)物提取；純機械破碎，無化學污染；可放大工業(yè)化生產(chǎn)工藝設備
◆控溫效果：獨特溫控設計，內(nèi)置和外置雙向控溫，確保均質(zhì)過程及出料溫度可控。
◆活性保障：循環(huán)的控溫系統(tǒng)，蛋白活性不失活，細胞破碎后，活性保值高達99%
◆無菌保障：金屬結(jié)構(gòu)連接，沒有O型圈或墊片，無死角設計；在線排空結(jié)構(gòu)設計；所有機型均可實現(xiàn)在線清洗（CIP）、循環(huán)清洗、拆裝清洗、在位滅菌（SIP）
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