Desintegración de las células en el aparato de la capa vórtex

En este artículo, consideraremos qué es la desintegración de las células, para qué se usa, qué equipo se necesita para la desintegración y los beneficios de los aparatos de la capa vórtex.

¿Qué es la desintegración de las células y para qué se utiliza?

La desintegración de las células es una violación de su integridad, que no se puede lograr sin la destrucción de la membrana celular. Se debe tener en cuenta que la destrucción de las células puede ser tanto natural como artificial. En el primer caso, la célula se destruye bajo la influencia de factores naturales: cambios físicos, químicos, fisicoquímicos y genéticos. En el segundo caso, las membranas celulares se destruyen como resultado del impacto humano dirigido.

¿Para qué se utiliza la desintegración de las células? Aquí hay tres objetivos principales:

1. Producción de piensos, alimentos o productos industriales a partir de biomasa animal, vegetal o biomasa microbiana.
2. Esterilización e inactivación de organismos vivos. Muy a menudo, de esta manera, el medio ambiente se desinfecta de la microflora patógena.
3. Actividades científicas, por ejemplo, obtención de nuevas vacunas contra virus. El desafío es especialmente relevante a la luz de la epidemia de coronavirus.

Métodos de la desintegración de las células

Los métodos de desintegración de las células se dividen en tres grandes clases: físicos, químicos y químico-enzimáticos.

Es posible destruir células por métodos físicos mediante ultrasonidos, destrucción balística, exposición a una prensa, congelación primaria de la masa celular seguida de trituración en molinos, choque osmótico, repetición del ciclo de congelación-descongelación, etc.

Los métodos químicos de desintegración de las células se basan en el uso de reactivos: álcalis, ácidos, inhibidores de la síntesis de membranas, etc. Los métodos químico-enzimáticos también implican el uso de sustancias adicionales. Estos son antibióticos, enzimas, tensioactivos iónicos.

Cada método puede dar el resultado deseado, pero bajo ciertas condiciones. Es mucho mejor tener a su disposición el equipo universal que puede resolver una amplia clase de problemas de desintegración. Dicho equipo incluye los aparatos de la capa vórtex de partículas ferromagnéticas (AVS).

Cómo funciona el aparato de la capa vórtex

La desintegración de las células más efectiva se lleva a cabo con un efecto complejo. Como ejemplo, congelación seguida de trituración de la masa celular. Aquí tenemos dos influencias obvias: baja temperatura y golpes o influencias abrasivas de los cuerpos de trabajo del molino. Ahora imagine que hay un dispositivo en la cámara de trabajo del cual no se producen dos, sino muchas más influencias de diferente naturaleza al mismo tiempo, lo que hace que el proceso de desintegración sea mucho más efectivo. En este caso, todas las influencias ocurren simultáneamente.

La primera característica de los aparatos de la capa vórtex es su bajo consumo de energía (no más de 4.5-9.5 kW). Esencialmente, esta potencia es necesaria para crear un campo electromagnético giratorio utilizando un inductor. Una cámara de trabajo hecha de material no magnético se coloca dentro del inductor. Y en la cámara de trabajo, se vierten partículas ferromagnéticas (agujas), con una cierta proporción de longitud y diámetro. El número de tales partículas depende del tipo de material que se procesa y puede oscilar entre varias decenas y varios cientos de piezas. Puede ver con más detalle la estructura del aparato de la capa vórtex en la Figura 1.

Figura 1 – Aparato de la capa vórtex de partículas ferromagnéticas: 1 – manga protectora; 2 – inductor de un campo electromagnético giratorio; 3 – cuerpo inductor; 4 – cámara de trabajo de material no magnético; 5 – partículas ferromagnéticas

¿Qué ocurre después? Después de aplicar voltaje al devanado del inductor, se crea un campo electromagnético, que hace que las partículas ferromagnéticas se muevan por todo el volumen de la cámara de trabajo. Al mismo tiempo, durante el movimiento, cada partícula se encuentra con otra partícula en su camino o choca con la pared de la cámara de trabajo. Debido a esto, la trayectoria de las partículas se vuelve compleja y las partículas forman una capa vórtex. A primera vista, todo es sencillo. Pero en la capa vórtex, surgen varios fenómenos y procesos, cuyo efecto complejo permite la desintegración efectiva de las células. Los más importantes son:

• campo electromagnético giratorio. En primer lugar, es una mezcla eficaz de sustancias, lo que es importante cuando se utilizan, por ejemplo, reactivos. En segundo lugar, el propio campo afecta a células y sustancias que, bajo su influencia, pueden adquirir nuevas propiedades;
• vibraciones ultrasónicas que surgen como resultado de la magnetostricción de partículas ferromagnéticas. Cada partícula se convierte en una fuente de tales vibraciones;
• cavitación. Este fenómeno ocurre cuando el procesamiento de la masa celular tiene lugar en un medio líquido. Se forman burbujas, que colapsan, dando como resultado la formación de una gran cantidad de energía;
• efectos de choque de partículas ferromagnéticas. Además del hecho de que las partículas chocan entre sí y con las paredes de la cámara de trabajo, también chocan con el material que se está procesando. Además, la intensidad de tales colisiones es muy alta, lo que contribuye a la rápida destrucción de las membranas celulares;
• altas presiones locales;
• aumentación de la temperatura de la masa procesada sin utilizar una fuente de calor adicional. Esto acelera el curso de las reacciones químicas.

Todos estos factores hacen que la desintegración de las membranas celulares, incluso con alta resistencia mecánica, sea rápida y eficiente. Si es necesario, se pueden suministrar reactivos a la cámara de trabajo de AVS para aumentar la eficiencia de la desintegración.

Desintegración de las células utilizando el aparato de la capa vórtex – ejemplos reales

La empresa GlobeCore ha acumulado una amplia experiencia en la desintegración de las células utilizando los aparatos de la capa vórtex. Se obtuvieron resultados positivos con:

• trituración de turba para destruir las membranas de celulosa y lignina para liberar humatos y huminas para (producción de fertilizantes). El proceso se puede realizar con o sin el uso de reactivos. El resultado es un aumento en el rendimiento de humatos y huminas;
• trituración de plantas medicinales para la extracción de sustancias biológicamente activas. El resultado es un aumento en el rendimiento de sustancias biológicamente activas en un 40-50%, una disminución en el tiempo de infusión;
• trituración de la ralladura de lima para obtener pectina. El resultado es un aumento en el rendimiento de pectina sin el uso de productos químicos (ácidos), la pectina se extrae en agua;
• trituración de las semillas de albaricoque. El resultado es la producción de ligninas complejas;
• molienda del pimiento picante. Resultado: obtención de un concentrado para la producción de cartuchos de gas;
• molienda del pimiento picante. Resultado: obtención de un concentrado para la producción de balones de gas;
• desinfección de estiércol de pollo y de cerdo. El resultado es la desintegración de las células de microorganismos patógenos sin el uso de productos químicos. Después de procesar el estiércol en la cámara de trabajo de AVS, los microorganismos patógenos, los helmintos y sus huevos se destruyen por completo y el olor desagradable desaparece.

La lista de posibles metodos del uso del dispositivo no es exhaustiva. Constantemente realizamos nuevos experimentos y obtenemos resultados positivos del uso de AVS para la desintegración de las celulas. Si desea realizar un experimento con su materia prima o material, comuníquese con nuestros especialistas técnicos utilizando los contactos de la sección correspondiente del sitio.