Công nghệ sản xuất tảo Spirulina platensis

Viện Đại học Mở Hà Nội
Khoa công nghệ sinh học
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
PROTEIN-AXIT AMIN-AXIT
HỮU CƠ
GVHD: ThS. Trịnh Thị Hằng
SVTH:
ĐỀ TÀI
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TẢO
SPIRULINA PLATENSIS
Hà Nội, tháng 6/2010
1. Nguồn gốc
Năm 1964, Brandily - một nhà nhân chủng học
người Pháp là người đầu tiên phát hiện ra tảo
S.platensis trong lần khảo sát tại vùng hồ ở
Tchad (Châu Phi).
S.platensis được làm khô nhờ cát
2. Vị trí, phân loại và gọi tên
Ngành: Cyanophyta
Lớp:
Hormogoniophyceae
Bộ : Oscillatoriales
Họ : Oscillatoriaceae
Chi : Spirulina
Spirulina platensis
3. Môi trường sống

S. platensis là sinh vật
phiêu sinh (Plankton)
sống tự do trong

nước kiềm, giàu
khoáng chất, cần
nhiều ánh sáng.
4. Phân bố
•
Trong tự nhiên: chúng sống trong các hồ,
suối khoáng ấp áp.
•
Tảo có phạm vi phân bố rộng:
–
Châu Phi: Tchad, Congo, Ethiopia, Kenya
–
Châu Mỹ: Hoa kỳ, Peru, Uruguay, Mexico
–
Châu Á: Ấn độ, Paskistan, Srilanka, Việt Nam
–
Châu Âu: Nga, Ukraina, Hungarie…
5. Hình dạng, kích thước và cấu
tạo tế bào
•
Sợi tảo có màu xanh lục lam, xoắn kiểu lò
xo, ở cuối hai đầu sợi thường hẹp, kích
thước khoảng 0,25 mm.
•
Spirulina có cấu tạo đơn bào, cấu tạo từ
các bào nang, có thành tế bào nhiều lớp,
có thể quang hợp, ribôxom và DNA, thể
vùi nhiều.
5. Hình dạng, kích thước, cấu tạo
tề bào

Sự hiện diện của các quả nang không
đồng đều quanh sợi của S. platensis là sự
khác nhau về hình thái học để so sánh với
S. maxima.
S. platensis
S. maxima
6. Đặc điểm dinh dưỡng
•
S. platensis là vi sinh vật quang dưỡng
bắt buộc, nên phải đảm bảo chỉ tiêu ánh
sáng.
•
Môi trường phải đảm bảo cung cấp đầy đủ
nguồn: cacbon, nitơ, các chất khoáng đa
lượng và vi lượng…
•
Nhiệt độ tối ưu cho tảo khoảng 30 - 35
o
C
•
pH thích hợp khoảng 8,5 – 9,5.
7. Đặc điểm sinh sản
•
Phương thức sinh sản:
vô tính (phân chia từ
một sợi tảo mẹ trưởng
thành)
•
Vòng đời tảo đơn giản,
tương đối ngắn

Vòng đời tảo S. platensis
8. Thành phần, giá trị dinh dưỡng
Biểu đồ so sánh hàm lượng Protein trong tảo
so với một số thực vật khác
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
TẢO S.PLATENSIS
-
Chuẩn bị nguyên liệu
-
Nuôi cấy tảo
- Thu nhận sinh khối
A. Chuẩn bị nguyên liệu
1. Nguồn nước:
•
Nước biển: Bổ sung muối khoáng
•
Nước máy: Bổ sung muối khoáng
•
Nước giếng khoan: Có chứa nhiều chất
vô cơ có ích nhưng cần phải loại bỏ các
chất độc như chì, arsenic …
•
Nước thải: Cần kiểm tra nồng độ của N
A. Chuẩn bị nguyên liệu
2. Chuẩn bị giống:
•
Giống tảo phải đạt độ thuần khiết cao,
trong quá trình nuôi cần hạn chế sự phát
triển của các loài tảo tạp.
•

Nơi nuôi trồng spirulina ở quy mô lớn
nên trang bị những phòng thí nghiệm để
phục vụ cho công tác giữ và nhân giống
phục vụ sản xuất.
2. Chuẩn bị giống
Môi trường Zarrouk
3. Các điều kiện kỹ thuật:
•
Cường độ ánh sáng thích hợp khoảng
25.000 -30.000 lux.
•
pH môi trường phải duy trì= 8,5 -9
•
Phải được cung cấp đầy đủ các muối vi
lượng.
•
Phải được khuấy đảo liên tục, tạo sự tiếp
xúc thường xuyên với ánh sáng
•
Cung cấp CO
2
: tối ưu khoảng 4-5% so với
không khí
4. Hệ thống bể nuôi tảo:
•
Bể bằng plastic làm thủ công, nhỏ
•
Bể xây bằng bê tông hoặc plastic lớn với
cơ chế khuấy hiệu qủa hơn, điều khiển
được ánh sáng và nhiệt độ nếu nuôi trong

nhà kính "greenhouse", và bổ sung được
CO
2
•
Hoặc bể rất lớn có thiết bị khuấy liên tục,
hệ thống bơm các vi bóng khí CO
2
,…
4. Hệ thống bể nuôi tảo
Bể nuôi cấy cần được khuấy liên tục
B. Nuôi tảo
1. Giới thiệu các hình
thức nuôi tảo:
•
Nuôi thủ công
•
Nuôi ở quy mô bán
công nghiệp
1. Giới thiệu các hình thức nuôi tảo
•
Nuôi tảo ở quy mô công nghiệp: có 2 hình
thức chính
–
Công nghệ nuôi tảo theo hệ thống hở (O.E.S)
–
Công nghệ nuôi tảo theo hệ thống kín (C.E.S)
Sản xuất với quy mô công nghiệp
Hệ thống hở Hệ thống kín
- Chi phí đầu tư thấp hơn hệ thống
kín nên phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới

- Diện tích nuôi trồng lớn, chỉ nuôi
được tảo trong không gian 2 chiều.
- Nuôi trong bể dinh dưỡng không
phải bể lên men vi sinh khối (bioreactor).
- Tảo quang hợp chỉ dựa vào nguồn
ánh sáng mặt trời.
- Hệ thống chịu nhiều tác động bởi
thời tiết khí hậu, do đó việc quản lý các
yếu tố vật lý, hóa học thụ động.
- Ít trang thiết bị hiện đại hơn. Thông
số không được ấn định tự động.
- Cho năng suất thấp hơn hệ thống
kín
- Chi phí đầu tư cao nên ít phổ biến.
-Diện tích nuôi nhỏ, có thể nuôi
được tảo trong không gian 3 chiều.
-Nuôi trong bể lên men vi sinh khối,
vận động bằng máy khuấy trộn theo 3
chiều.
- Tảo quang hợp dựa vào nguồn ánh
sáng nhân tạo và tự nhiên.
- Hệ thống không chịu tác động bởi
thời tiết. Việc quản lý các yếu tố vật lý
chủ động.
- Nhiều trang thiết bị hiện đại giúp
quản lý chủ động tất cả các yếu tố vật
lý(ánh sáng, nhiệt độ…), hóa học (hóa
chất dùng nuôi trồng tảo), sinh học
(kiểm soát diệt những sinh gây hại cho
spirulina). Tất cả các thông số(nhiệt độ,

ánh sáng, ph…) đều được ấn định tự
động.
- Cho năng suất cao.
C. Thu hoạch sản phẩm
•
Khi hàm lượng sinh khối đạt cực đại thì
tiến hành thu hoạch tảo
•
Thời gian thu hoạch tảo tốt nhất là vào
buổi sáng sớm vì nhiều lý do:
–
Công việc sẽ dễ dàng hơn khi thời tiết mát
mẻ.
–
Trời nắng sẽ dễ làm khô sản phẩm.
–
Phần trăm protein trong Spirulina cao nhất
vào buổi sáng.
C. Thu hoạch sản phẩm
•
Lọc, thu sinh khối:
Sử dụng màng lọc bằng polyamid hoặc
polyester với đường kính mắt lưới thích
hợp là 30-50μm. Thiết bị lọc được đặt hơi
nghiêng để tiến hành lọc được liên tục,
đồng thời với quá trình rửa và vớt
C. Thu hoạch sản phẩm
•
Sấy khô:
Sấy khô bằng ánh nắng mặt trời là

phương pháp phổ biến nhất đối với những
người sản xuất nhỏ.
Hệ thống làm khô nhờ năng lượng mặt trời