đề tài nghiên cứu khoa học chiết xuất dầu sinh học từ vi tảo

GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
LỜI CẢM ƠN
Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Nguyễn Văn Thông – GV.
Phạm Thị Hữu Hạnh người đã trực tiếp hướng dẫn em hết sức tận tình, chu đáo về
mặt chuyên môn, động viên về mặt tinh thần để em hoàn thành bản đề tài này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy, cô giáo trong Trường Đại học Bà
Rịa Vũng Tàu đã tận tình dạy bảo em trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại
trường.
Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đã luôn
động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại học Bà Rịa Vũng
Tàu cũng như trong thời gian thực hiện đề tài này.
Vũng Tàu, Ngày tháng năm 2012
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
LỜI MỞ ĐẦU 8
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 9
1.1. Nhiên liệu diesel 9
1.1.1. Khái quát về nhiên liệu diesel 11
1.1.2. Nhiên liệu diesel khoáng và vấn đề ô nhiễm 11
1.2. Nhiên liệu biodiesel 11
1.2.1. Khái niệm biodiesel 11
1.2.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất và sử dụng Biodiesel 12
1.2.3. Quá trình tổng hợp biodiesel 14
1.2.3.1. Phân loại các phương pháp tổng hợp biodiesel 14

1.2.3.2. Tổng hợp biodiesel theo phương pháp trao đổi este 14
1.2.4. Yêu cầu chất lượng nhiên liệu biodiesel 17
1.3. Nguồn tinh dầu từ vi tảo để tổng hợp nhiên liệu biodiesel 18
1.3.1. Giới thiệu chung 18
1.3.1.1Giới thiệu Vi tảo 18
a. Nguồn gốc 18
b. Đặc điểm 19
c. Giá trị sử dụng 19
1.3.1.2. Tình hình nuôi tảo 22
a. Tình hình thế giới 22
b. Tình hình trong nước 23
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 24
2.1. Thu sinh khối tảo 24
2.1.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất 24
a. Dụng cụ, thiết bị 24
b. Hóa chất 24
2.1.2. Cách thực hiện 24
2.2. Chiết xuất dầu từ vi tảo với nhiều loại dung môi bằng Soxhlet 26
2.2.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất 26
a. Hóa chất 26
b. Dụng cụ và thiết bị 26
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
2.2.2. Cách thực hiện 26
2.3. Khảo sát lần lượt từng loại dung môi 27
2.3.1. Dung môi n – hexane 27
a. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị 27
b. Cách thực hiện 27
2.3.2. Dung môi Chloroform 30
a. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị 30

b. Cách thực hiện 31
2.3.3. Dung môi Diethyl ester 31
a. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị 31
b. Cách thực hiện 31
2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly 32
2.4.1. Độ ẩm ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly 32
2.4.1.1. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị 32
a. Dụng cụ và thiết bị 32
b. Hóa chất 32
2.4.1.2. Cách thực hiện 32
2.4.2. Thời gian ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly 33
2.4.2.1. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị 33
a. Dụng cụ và thiết bị 33
b. Hóa chất 33
2.4.2.2. Cách thực hiện 33
2.4.3. Khối lượng tảo khô, tỉ lệ dung môi/tảo ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly 34
2.4.3.1. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị 34
a. Dụng cụ và thiết bị 34
b. Hóa chất 35
2.4.3.2. Cách thực hiện 35
2.4.4. Tổng hợp Biodiesel 36
2.4.4.1. Xác định chỉ số acid (AV) 36
a. Thực hiện giai đoạn 1 36
b. Thực hiện gian đoạn 2 37
2.4.4.2. Tính khối lượng trung bình của tảo, % acid béo tự do 40
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
2.4.5. Thực hiện chuyển hóa Biodiesel 40
2.4.5.1. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị 40
a. Dụng cụ và thiết bị 40

b. Hóa chất 41
2.4.5.2. Cách thực hiện 41
2.4.6. Tính độ chuyển hóa của Biodiesel 41
2.4.6.1. Xác định độ nhớt của dầu tảo và Biodiesel 42
2.4.7. Tinh chế sản phẩm 43
2.4.8. Phương pháp nghiên cứu sản phẩm Methyl ester 44
2.4.9. Khảo sát các yếu ảnh hưởng đến độ chuyển hóa thành Biodiesel 46
2.4.10. Làm sạch sản phẩm 46
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47
3.1. Kết quả thực nghiệm chỉ số acid của dầu tảo 47
3.2. Kết quả tính toán 47
3.3. Kết quả độ nhớt của dầu tảo và Bio 47
a. Dầu tảo 47
b. Biodiesel 48
3.4. Kết quả hiệu suất chuyển hóa 48
3.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly 48
3.5.1. Kết quả và biểu đồ sự ảnh hưởng các loại dung môi 48
3.5.2. Kết quả và biểu đồ sự ảnh hưởng của độ ẩm 49
3.5.3. Kết quả và biểu đồ sự ảnh hưởng của thời gian 50
3.5.4. Kết quả biểu đồ sự ảnh hưởng khối lượng tảo khô, tỉ lệ dung môi/tảo 52
3.6. Kết quả các yếu tố ảnh hưởng đến độ chuyển hóa 52
3.6.1. Nhiệt độ 52
3.6.2. Thời gian 53
3.6.3. Tốc độ khuấy trộn 55
3.7. Kết quả các yếu tố ảnh hưởng đến độ làm sạch và chất lượng Bio 56
3.7.1. Làm sạch 56
3.7.1.1. Nhiệt độ nước rửa 56
3.7.1.2. Tỷ lệ nước rửa 57
3.7.1.3. Tốc độ khuấy trộn 57
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm Lớp: DH08H2

GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
3.7.2. Cấu trúc sản phẩm 58
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT
Số hình
vẽ
Tên hình vẽ Trang
1 2.1 Thiết bị trích ly soxhlet. 28
2 2.2 Hỗn hợp của dầu tảo và dung môi hexane. 30
3 2.3 Hệ thống chưng cất tách dung môi. 31
4 2.4 Mẫu dầu sau khi chưng cất đuổi hexane. 32
5 2.5 Sơ đồ mô tả thiết bị phản ứng tổng hợp biodiesel. 43
6 2.6 Sơ đồ chiết sản phẩm. 46
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
7 3.1
Biểu đồ 3.1: Ảnh hưởng các loại dung môi đến hiệu suất
trích ly.
51
8 3.2
Biểu đồ 3.2: Ảnh hưởng độ ẩm đến hiệu suất trích ly.
52
9 3.3
Biểu đồ 3.3: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất trích ly.
53
10 3.4
Biểu đồ 3.4: Sự phụ thuộc vào khối lượng tảo khô đến
hiệu suât trích ly.

54
11 3.5
Biểu đồ 3.5: Thể hiện sự ảnh hưởng độ chuyển hóa đến
nhiệt độ.
55
12 3.6
Biểu đồ 3.6: Thể hiện sự ảnh hưởng thời gian đến độ
chuyển hóa.
56
13 3.7
Biểu đồ 3.7: Thể hiện sự phụ thuộc độ chuyển hóa vào tốc
độ khuấy trộn.
57
14 3.8 Phổ hồng ngoại sản phẩm biodiesel từ dầu tảo. 60
15 3.9 Phổ GC của biodiesel tổng hợp từ dầu tảo. 61
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
Số hiệu
bảng
Tên bảng
Số
trang
1 1.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo ASTM 12
2 1.2 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng biodiesel theo ASTM - D 6751 19
3 1.3
Thành phần các gốc axít béo trong vi tảo (PGS-TS. Trương
Vĩnh).
26
4 2.1 Lượng mẫu theo từng chỉ số acid dự đoán 41
5 3.1

Kết quả chỉ số acid của dầu tảo
49
6 3.2 Thể hiện sự ảnh hưởng của các loại dung môi khác nhau 50
7 3.3 Ảnh hưởng độ ẩm đến hiệu suất trích ly 51
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
8 3.4 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất trích ly 52
9 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến độ chuyển hóa 53
10 3.6 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến độ chuyển hóa 56
11 3.7
Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến độ chuyển
hóa
57
12 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ nước rửa đến số lần rửa biodiesel 58
13 3.9
Ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích nước rửa/biodiesel đến số lần
rửa 59
14 3.10
Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến số lần rửa
60
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1. ASTM (American Society for Testing and Material): Hiệp hội đo lường và thử
nghiệm vật liệu Hoa Kỳ.
2. GC – MS (Gas chromatography - mass spectrometry): Sắc ký khí - khối phổ.
3. IR (Infrared): Phổ hồng ngoại.

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, nhiên liệu sinh học đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt của nhiều
nhà khoa học trên cả thế giới, bởi nó đem lại nhiều lợi ích như: bảo đảm an ninh năng
lượng và đáp ứng được các yêu cầu về môi trường. Trong số các nhiên liệu sinh học,

thì diesel sinh học (biodiesel) được quan tâm hơn cả, do xu hướng diesel hóa động cơ,
trữ lượng diesel khoáng ngày càng giảm và giá diesel khoáng ngày càng tăng cao. Hơn
nữa, biodiesel được xem là loại phụ gia rất tốt cho nhiên liệu diesel khoáng, làm giảm
đáng kể lượng khí thải độc hại, và nó là nguồn nhiên liệu có thể tái tạo được.
Quá trình điều chế biodiesel có thể được phân loại thành các phương pháp sử
dụng xúc tác đồng thể, dị thể và không cần xúc tác. Hiện nay, phương pháp sử dụng
xúc tác dị thể được sử dụng nhiều trong các qui trình sản xuất thương mại. Tuy nhiên,
phương pháp này vẫn còn nhiều nhược điểm. Những nghiên cứu gần đây cho thấy
rằng, phương pháp điều chế biodiesel bằng xúc tác đồng thể tỏ ra có nhiều ưu điểm
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
hơn so với phương pháp điều chế biodiesel sử dụng xúc tác dị thể, đặc biệt là trong quá
trình phân tách và làm sạch sản phẩm.
Tuy nhiên, các nghiên cứu điều chế biodiesel sử dụng xúc tác đồng thể thường
tiến hành trên nguồn nguyên liệu là các dầu béo thực vật như: dầu cọ, dầu đậu nành…,
mà chưa tập trung nhiều vào nguồn nguyên liệu dầu Tảo. Bên cạnh đó, nguồn nguyên
liệu cũng là một trong những yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất biodiesel, do
nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến giá thành sản phẩm và chất lượng biodiesel tạo
thành.
Trong khi đó, vi Tảo đã và đang được nghiên cứu và nuôi thử nghiệm ở các tỉnh
Cần thơ, Vũng Tàu, Phan Thiết Có thể tin tưởng rằng, trong tương lai không xa thì
dầu Tảo được chiết suất từ Vi Tảo sẽ là nguồn nguyên liệu chính cho ngành công
nghiệp diesel sinh học nước nhà.
Tuy nhiên, chỉ đầu tư vào nghiên cứu và phát triển vùng nguyên liệu thôi thì
chưa đủ mà cần phải có một quy trình công nghệ hợp lý đi song song với nó để cho
ngành công nghiệp biodiesel nước nhà phát triển bền vững và không bị tụt hậu so với
nước ngoài.
Tất cả những vấn đề trên là cơ sở cho đề tài nghiên cứu khoa học: ‘‘chiết xuất
dầu sinh học từ vi tảo ”.
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm Lớp: DH08H2

GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. NHIÊN LIỆU DIESEL
1.1.1. Khái niệm về nhiên liệu diesel
Diesel là một sản phẩm thuộc phân đoạn gasoil nhẹ của quá trình lọc dầu.
Thường thì diesel là phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi từ 250 đến 350
o
C, chứa các
hydrocacbon có số cacbon từ C
16
đến C
20
, C
21
, với thành phần chủ yếu là n-parafin, iso-
parafin và một lượng nhỏ hydrocacbon thơm, trong đó, có một số hợp chất phi
hydrocacbon (hợp chất chứa N, O, S) [1]. Phân đoạn này được dùng làm nhiên liệu cho
một loại động cơ đốt trong tự bắt cháy do nhà bác học Rudolf Diesel sáng chế, nên gọi
là nhiên liệu diesel. Đây là loại nhiên liệu mà hiện nay trên thế giới sử dụng rất phổ
biến và ngày càng nhiều hơn so với nhiên liệu xăng, vì sử dụng nhiên liệu diesel có
nhiều ưu điểm hơn [1, 2]:
 Động cơ diesel có tỷ số nén cao hơn động cơ xăng nên công suất lớn hơn
khi sử dụng cùng một lượng nhiên liệu.
 Nhiên liệu diesel có giá thành thấp hơn nhiên liệu xăng do ít trải qua các
quá trình chế biến phức tạp.
 Nguồn cung cấp và lượng nhiên liệu diedel nhiều và đa dạng hơn.
Mặc dù vậy, động cơ diesel cũng tồn tại những nhược điểm như: cấu tạo động
cơ phức tạp, cồng kềnh về hình dáng. Nhưng nhờ có những ưu điểm trên mà động cơ
diesel và nhiên liệu diesel vẫn được sử dụng rộng rãi trong đời sống.
Có thể tham khảo các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu diesel theo tiêu chuẩn

Mỹ (ASTM) như bảng 1.1:
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 9 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
Bảng 1.1. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo ASTM
STT Chỉ tiêu
Phương pháp
đo
N1D

N2D

N4D
1
Điểm chớp cháy, C,
min
D93 38 52 55
2
Nước và cặn,
%TT, max
D1796 0,05 0,05 0,5
3
Nhiệt độ sôi
90% TT,C
D86
Max
288
282 - 338 -
4
Độ nhớt động học ở
40C, cSt

D445 1,3 - 2,4 1,9 - 4,1 5,5 - 24,0
5
Cặn cacbon trong
10% còn lại, %KL
D524
Max
0,15
0,35 0,1
6
Hàm lượng tro, %KL,
max
D482 0,01 0,01 2,00
7
Hàm lượng lưu
huỳnh, %KL, max
D129 0,50 0,50 -
8
Độ ăn mòn lá đồng,
3h,
50C, max
D130 N3 N3 -
9 Trị số xetan, min D613 40 40 -
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 10 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
1.1.2. Nhiên liệu diesel khoáng và vấn đề ô nhiễm môi trường
Nhiên liệu diesel chủ yếu được lấy từ hai nguồn chính là quá trình chưng cất
trực tiếp dầu mỏ và quá trình cracking xúc tác. Các thành phần phi hydrocacbon trong
nhiên liệu diesel khoáng như: các hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ, nhựa, asphanten khá
cao. Các thành phần này không những không tốt cho động cơ, mà còn gây ô nhiễm môi
trường. Các loại khí thải chủ yếu là SO

2
, NO
x
, CO, CO
2
, hydrocacbon, tạp chất cơ
học… Khí SO
2
không những gây ăn mòn mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của con
người, gây mưa axit… Khí CO
2
là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính. Khí CO rất
độc, với lượng CO khoảng 70 ppm có thể gây ra các triệu chứng như: đau đầu, mệt
mỏi, buồn nôn. Lượng CO khoảng 150 - 200 ppm gây bất tỉnh, mất trí nhớ và có thể
gây chết người. Các thành phần hydrocacbon trong khí thải của nhiên liệu diesel đặc
biệt là các hợp chất thơm rất có hại cho con người, là nguyên nhân gây ra các bệnh về
ung thư [3].
Khí thải diesel chứa các phần tử có kích thước rất nhỏ và các khí dễ cháy có thể
đi vào sâu bên trong phổi. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh có sự liên hệ giữa
các thành phần hữu cơ trong khí thải diesel với dị ứng, viêm đường hô hấp và biến đổi
chức năng đường hô hấp. Nguy cơ tắc nghẽn phổi mãn tính gia tăng 2,5% mỗi năm ở
các công nhân bị phơi nhiễm trực tiếp với khói diesel.
Như vậy, cùng với những lợi ích to lớn của nhiên liệu diesel khoáng, thì nó lại
gây ra tác động xấu đến môi trường sống và sức khỏe con người. Chính vì vậy, mà vấn
đề đặt ra là phải tìm giải pháp để nâng cao chất lượng nhiên liệu diesel, để nâng cao
năng suất thiết bị, tuổi thọ động cơ, cũng như bảo vệ môi trường sinh thái.
1.2. NHIÊN LIỆU BIODIESEL
1.2.1. Khái niệm biodiesel
Biodiesel – một loại nhiên liệu thay thế nhiên liệu diesel dầu mỏ, còn được gọi
diesel sinh học là một loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel nhưng không

phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật. Biodiesel, hay
nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại năng lượng sạch. Mặt khác, chúng không độc
và dễ phân giải trong tự nhiên [4].
Biodiesel có thể trộn lẫn với diesel khoáng theo mọi tỷ lệ. Tuy nhiên, một điều
rất đáng chú ý là phải pha trộn với diesel khoáng, chứ không thể sử dụng 100%
biodiesel [5]. Vì nếu sử dụng nhiên liệu 100% biodiesel trên động cơ diesel sẽ nảy sinh
một số vấn đề liên quan đến kết cấu và tuổi thọ động cơ. Hiện nay, người ta thường sử
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 11 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
dụng hỗn hợp 5% và 20% biodiesel (ký hiệu B5, B20) để chạy động cơ. Nếu pha
biodiesel càng nhiều thì càng giảm lượng khí thải độc hại, nhưng không có lợi về kinh
tế, bởi hiện tại giá thành của biodiesel vẫn còn cao hơn diesel truyền thống, và cần phải
điều chỉnh kết cấu động cơ diesel cũ.
Biodiesel có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như: các
loại dầu thực vật (dầu dừa, dầu cọ, dầu hướng dương, dầu lạc, dầu đậu nành ), các loại
mỡ động vật (mỡ bò, mỡ lợn, mỡ cá), và thậm chí là dầu phế thải. Như vậy, nguyên
liệu để sản xuất biodiesel khá phong phú, và chúng có nguồn gốc sinh học, có thể tái
tạo được. Đây cũng là một trong những điểm thuận lợi của nhiên liệu biodiesel.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và sử dụng biodiesel
Trên thế giới:
Năm 1900, khi phát minh ra động cơ diesel, nhà bác học Rudolf Diesel đã dùng
dầu lạc để thử nghiệm. Mặc dù lúc đó, dầu thực vật chưa thật sự được quan tâm, nhưng
ông đã có một nhận xét như lời tiên tri về nguồn nhiên liệu sinh học này: “Ngày nay,
việc sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu cho động cơ có thể chưa được quan tâm đúng
mức. Nhưng trong tương lai, dầu thực vật sẽ trở nên quan trọng như vai trò của sản
phẩm dầu mỏ và than đá hiện nay”. Và thực tế sau gần 100 năm, khi mà các nguồn
nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, giá dầu mỏ ngày càng đắt đỏ và những yêu
cầu ngày càng khắt khe hơn về môi trường, thì người ta lại chú ý nhiều hơn đến nguồn
nhiên liệu từ dầu thực vật, mỡ động vật.
Việc sử dụng trực tiếp dầu mỡ động, thực vật làm nhiên liệu có nhiều nhược

điểm như: độ nhớt lớn (gấp 11 – 17 lần so với diesel dầu mỏ), độ bay hơi rất thấp dẫn
đến quá trình cháy không hoàn toàn, tạo cặn trong vòi phun, ngăn cản quá trình phun,
làm tắc vòi phun, làm đặc dầu nhờn do lẫn dầu thực vật [6]. Các vấn đề này là do
phân tử triglyxerit với kích thước và phân tử lượng lớn trong dầu mỡ gây ra. Do vậy,
người ta phải tìm cách khắc phục các nhược điểm đó và tạo biodiesel là một trong
những giải pháp tốt.
Vào những năm 1980, biodiesel bắt đầu được nghiên cứu và sử dụng ở một số
nước tiên tiến. Đến nay, biodiesel đã được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi ở nhiều
nước trên thế giới. Hiện nay, có hơn 28 quốc gia tham gia nghiên cứu, sản xuất và sử
dụng biodiesel. Các nhà máy sản xuất chủ yếu nằm ở châu Âu và châu Mỹ. Tại Mỹ,
hầu hết lượng biodiesel được sản xuất từ dầu đậu nành. Biodiesel được pha trộn với
diesel dầu mỏ với tỷ lệ 20% biodiesel và 80% diesel, dùng làm nhiên liệu cho các xe
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 12 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
buýt đưa đón học sinh ở rất nhiều thành phố của Mỹ. Hàng năm, Mỹ bán ra gần hai tỷ
gallon biodiesel. Tại Pháp, hầu hết nhiên liệu diesel được pha trộn với 5% biodiesel
[7]. Trên 50% người dân Pháp có xe với động cơ diesel đã sử dụng nhiên liệu pha
biodiesel. Hơn 4000 phương tiện giao thông đã sử dụng nhiên liệu B30, chạy hơn 200
triệu km mà không hề có một hỏng hóc nào liên quan đến sự vận hành của động cơ.
Theo thống kê, thì lượng biodiesel tiêu thụ trên thị trường Pháp tăng mạnh trong những
năm gần đây, năm 2005 tiêu thụ 387 ngàn tấn, nhưng đến năm 2009 đã lên đến gần 1
triệu tấn [6]. Năm 1991, Đức bắt đầu đưa ra chương trình phát triển biodiesel, đến năm
1995 đã bắt đầu triển khai dự án này. Năm 2004, Đức đã có 13 nhà máy sản xuất
biodiesel với tổng công suất là 1 triệu tấn/năm. Và tháng 1 năm 2005, Nhà nước Đức
đã ban hành sắc lệnh buộc phải pha biodiesel vào diesel dầu mỏ theo tỷ lệ 5% .
Không chỉ có châu Âu, Mỹ mà ở châu Á, chính phủ nhiều nước cũng đã quan
tâm rất nhiều đến việc phát triển nguồn nhiên liệu sinh học nói chung và biodiesel nói
riêng. Malaysia và Indonesia là hai nước xuất khẩu dầu cọ lớn nhất thế giới, đã xây
dựng chiến lược mở rộng thị trường sản xuất để đáp ứng thị trường dầu ăn và cung cấp
nguyên liệu cho sản xuất biodiesel. Mặc dù hiện nay, trữ lượng dầu cọ ở Malaysia đã

đạt mức kỷ lục nhưng giá dầu cọ thô của nước này vẫn tăng cao, do nhu cầu sản xuất
biodiesel trên thế giới vẫn tăng cao. Ủy ban dầu cọ Malaysia cho biết, từ nay đến năm
2015, sẽ có 5 nhà máy sản xuất biodiesel từ dầu cọ với tổng công suất gần 1 triệu tấn
để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước, và xuất khẩu sang châu Âu, Indonesia.
Ngoài dầu cọ, còn đầu tư trồng 19 triệu ha cây J. Curcas lấy dầu làm nhiên liệu sinh
học và phấn đấu đến năm 2015 sẽ dùng nhiên liệu B5 cho cả nước. Trung Quốc, nước
nhập khẩu nhiên liệu lớn nhất thế giới, đã khuyến khích sử dụng nhiên liệu sinh học.
Tại Thái Lan, Bộ năng lượng đã sẵn sàng hỗ trợ sử dụng dầu cọ trên phạm vi toàn
quốc. Hiện nay, Bộ này đang hoàn tất các thủ tục hỗ trợ phát triển biodiesel nhằm xây
dựng nguồn năng lượng cho đất nước. Thái Lan dự kiến sử dụng diesel pha 10%
biodiesel vào năm 2012. Ngay tại Lào cũng đang xây dựng nhà máy sản xuất biodiesel
ở ngoại ô thủ đô Viên Chăn. Một số nước ở châu Phi cũng đang tiếp cận đến nhiên liệu
sinh học.
Tình hình trong nước:
Trước sự phát triển mạnh mẽ nguồn nhiên liệu sinh học nói chung và biodiesel
nói riêng trên thế giới, các nhà khoa học Việt Nam cũng đã bắt tay vào nghiên cứu và
sản xuất biodiesel ở phòng thí nghiệm và quy mô sản xuất nhỏ. Việc sản xuất biodiesel
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 13 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
ở nước ta có nhiều thuận lợi, vì nước ta là một nước nông nghiệp, thời tiết lại thuận lợi
để phát triển các loại cây cho nhiều dầu như: vừng, lạc, cải, đậu nành, Jatropha, Vi
Tảo Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất dầu thực vật ở nước ta vẫn còn rất non
trẻ, trữ lượng thấp, giá thành cao. Bên cạnh đó, nguồn mỡ động vật cũng là một nguồn
nguyên liệu tốt để sản xuất biodiesel, giá thành mỡ động vật lại rẻ hơn dầu thực vật rất
nhiều. Một vài doanh nghiệp ở Cần Thơ, An Giang đã thành công trong việc sản xuất
biodiesel từ mỡ cá basa. Theo tính toán của các công ty này thì biodiesel sản xuất từ
mỡ cá có giá thành khoảng 15000 đồng/lít (năm 2009). Ngoài ra, một số viện nghiên
cứu và trường đại học ở nước ta, cũng đã có những thành công trong việc nghiên cứu
sản xuất biodiesel từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như: dầu cọ, dầu dừa, dầu
bông, dầu đậu nành, dầu ăn thải, mỡ cá sử dụng xúc tác bazơ đồng thể và bước đầu

nghiên cứu với xúc tác bazơ dị thể, xúc tác zeolit.
1.2.3. Quá trình tổng hợp biodiesel
1.2.3.1. Phân loại các phương pháp tổng hợp biodiesel
Vấn đề chính liên quan đến việc hạn chế sử dụng trực tiếp dầu thực vật là độ
nhớt rất cao. Dầu mỡ động, thực vật có độ nhớt cao gấp 11 – 17 lần so với diesel dầu
mỏ [8]. Độ nhớt cao gây ảnh hưởng đến dòng phun và hạt sương (dòng phun dài và hạt
sương lớn) nên tạo hỗn hợp cháy không tốt, cháy không hoàn toàn, tạo cặn, gây kẹt
vòng dầu và làm đặc dầu nhờn nếu bị lẫn dầu thực vật. Do đó, cần phải có giải pháp để
giảm độ nhớt của dầu mỡ. Đã có bốn phương pháp được nghiên cứu để giải quyết vấn
đề độ nhớt cao đó là: pha loãng, nhiệt phân, cracking xúc tác và chuyển hóa este dầu
thực vật.
Pha loãng dầu thực vật:
Người ta có thể làm giảm độ nhớt của dầu thực vật bằng cách pha loãng nó với
etanol tinh khiết hoặc dầu diesel khoáng. Thường thì người ta pha loãng với 50 – 80%
diesel dầu mỏ. Chẳng hạn như: hỗn hợp 25% dầu hướng dương và 75% dầu diesel có
độ nhớt 4,48 cSt tại 40
o
C, trong khi theo tiêu chuẩn ASTM về độ nhớt của diesel tại
40
o
C là 4,0 cSt [9]. Tuy nhiên, hỗn hợp này cũng chỉ sử dụng được trong một thời gian
ngắn. Nếu sử dụng lâu dài sẽ nảy sinh một số vấn đề về động cơ như nhiên liệu bị
polyme hóa, gây lắng đọng cacbon, làm đặc dầu bôi trơn Vì vậy, dù phương pháp
này rất đơn giản nhưng vẫn không được tích cực hưởng ứng trong thực tế.
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 14 Lớp: DH08H2
Xúc tác
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
Chuyển hoá este tạo biodiesel:
Quá trình chuyển hóa este là phản ứng trao đổi este giữa dầu thực vật và ancol.
Quá trình này tạo ra các ankyl este axit béo (biodiesel) [10] có trọng lượng phân tử

bằng một phần ba trọng lượng phân tử dầu thực vật và độ nhớt thấp hơn nhiều so với
các phân tử dầu thực vật ban đầu (xấp xỉ diesel khoáng). Ngoài ra, người ta kiểm tra
các đặc trưng hóa lý khác của biodiesel thì thấy chúng đều rất gần với nhiên liệu diesel
khoáng. Vì vậy, biodiesel thu được có tính chất phù hợp như một nhiên liệu sử dụng
cho động cơ diesel [11].
Cracking xúc tác dầu thực vật:
Quá trình cracking sẽ bẻ gãy các liên kết hóa học trong phân tử dầu để tạo các
phân tử có mạch ngắn hơn, phân tử lượng nhỏ hơn. Phương pháp này có thể tạo ra các
ankan, cycloankan, ankylbenzen… Tuy nhiên, việc đầu tư cho một dây chuyền
cracking xúc tác rất tốn kém nên ít sử dụng.
Nhiệt phân dầu thực vật:
Nhiệt phân là phương pháp phân hủy các phân tử dầu thực vật bằng nhiệt,
không có mặt của oxy, tạo ra các ankan, ankadien, các axit cacboxylic, hợp chất thơm
và lượng nhỏ các sản phẩm khí. Sản phẩm của quá trình này gồm có cả xăng sinh học
(biogasoil) và biodiesel. Tuy nhiên, thường thu được nhiều nhiên liệu xăng hơn là
diesel [12].
1.2.3.2. Tổng hợp biodiesel theo phương pháp trao đổi este
Cơ sở hóa học:
Về phương diện hóa học, quá trình trao đổi este còn gọi là quá trình rượu hóa,
có nghĩa là từ một phân tử triglyxerit trao đổi este với 3 phân tử rượu mạch thẳng, tách
ra glyxerol và tạo ra các ankyl este, theo phản ứng:
R COOCH CH -OH R COOR
│ │
R COOCH + 3ROH CH - OH + R COOR
│ │
R COOCH CH -OH R COOR
Triglyxerit Rượu mạch thẳng Glyxerol Biodiesel
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 15 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
Thực chất quá trình chuyển hóa này gồm một loạt các phản ứng thuận nghịch

nối tiếp nhau. Tức là triglyxerit chuyển hóa từng bước thành diglyxerit, rồi từ
diglyxerit chuyển hóa tiếp thành monoglixerit và cuối cùng là glyxerol [13]:
Triglyxerit + ROH ⇔ diglyxerit + R
1
COOR
Diglyxerit + ROH ⇔ monoglyxerit + R
2
COOR
Monoglyxerit + ROH ⇔ glyxerol + R
3
COOR
Như vậy, sản phẩm của quá trình là hỗn hợp các ankyl este, glyxerol, ancol,
tri-,di-, monoglyxerit chưa phản ứng hết. Các monoglyrexit là nguyên nhân làm cho
hỗn hợp sản phẩm bị mờ đục.
Nguyên liệu:
 Rượu: Người ta thường dùng các loại rượu đơn chức chứa khoảng từ 1 đến 8
nguyên tử cacbon như: metanol, etanol, butanol. Metanol và etanol là hai loại rượu hay
được sử dụng nhất.
 Dầu: Biodiesel có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau
như: các loại dầu thực vật, mỡ động vật. Nguồn nguyên liệu chủ yếu được nghiên cứu
ở nước ta hiện nay là dầu bông, dầu đậu nành, mỡ cá tra, cá basa, dầu ăn phế thải [14]
…
Xúc tác:
 Xúc tác bazơ: Xúc tác bazơ đồng thể thường được sử dụng nhất vẫn là các bazơ
mạnh như: NaOH, KOH, Na
2
CO
3
vì xúc tác này cho độ chuyển hóa rất cao, thời gian
phản ứng ngắn (từ 1 – 1,5 giờ), nhưng yêu cầu không được có mặt của nước trong phản

ứng vì dễ tạo xà phòng gây đặc quánh khối phản ứng, giảm hiệu suất tạo biodiesel, gây
khó khăn cho quá trình sản xuất công nghiệp. Quá trình tinh chế sản phẩm khó khăn
[15]. Để khắc phục tất cả các nhược điểm của xúc tác đồng thể, các nhà khoa học hiện
nay đang có xu hướng dị thể hóa xúc tác. Các xúc tác dị thể thường được sử dụng là
các hợp chất của kim loại kiềm hay kiềm thổ mang trên chất mang rắn như:
NaOH/MgO, NaOH/γ-Al
2
O
3
, Na
2
SiO
3
/MgO, Na
2
SiO
3
/SiO
2
, Na
2
CO
3
/γ-Al
2
O
3
, KI/γ-
Al
2

O
3.
Các xúc tác này cũng cho độ chuyển hóa khá cao (trên 90%), nhưng thời gian
phản ứng kéo dài hơn nhiều so với xúc tác đồng thể.
 Xúc tác axit: Ngoài ra, các axit Bronsted như: H
2
SO
4
, HCl… cũng là các xúc tác
đồng thể cho độ chuyển hóa cao. Nhưng phản ứng chỉ đạt được độ chuyển hóa cao khi
nhiệt độ đạt trên 100
o
C, thời gian phản ứng trên 6 giờ. Xúc tác axit dị thể cho quá trình
này như: zeolit USY-292, nhựa trao đổi anion Amberlyst A26, A27. Các xúc tác dị thể
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 16 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
này có ưu điểm là dễ lọc tách, tinh chế sản phẩm đơn giản, ít tiêu tốn năng lượng,
nhưng ít được sử dụng vì cho độ chuyển hóa thấp [16].
 Xúc tác enzym: Việc sử dụng xúc tác enzym cho phản ứng trao đổi este đã được
các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu rất nhiều. Enzym thường được sử dụng là hai
dạng lipaza nội bào và ngoại bào. Xúc tác này có rất nhiều ưu điểm như: độ chuyển
hóa rất cao (cao nhất trong các loại xúc tác hiện nay), thời gian phản ứng ngắn nhất,
quá trình tinh chế sản phẩm đơn giản và đặc biệt là không bị ảnh hưởng bởi hàm lượng
nước và axit béo tự do trong nguyên liệu. Đặc biệt là người ta đã cho enzym mang trên
vật liệu xốp (vật liệu vô cơ hoặc nhựa anionic) nên dễ thu hồi xúc tác và có thể tái sử
dụng xúc tác nhiều lần, góp phần làm hạ giá thành sản phẩm. Tuy nhiên, giá thành của
xúc tác này vẫn còn rất cao nên hiện nay chưa được ứng dụng nhiều trong công nghiệp
[16].
1.2.4. Yêu cầu chất lượng nhiên liệu biodiesel
Theo hiệp hội đo lường và thử nghiệm vật liệu Hoa Kỳ (ASTM), chỉ tiêu chất

lượng của biodiesel được quy định theo bảng sau [17].
Bảng 1.2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng biodiesel theo ASTM D 6751
Chỉ tiêu đánh giá Giá trị
Tỷ trọng 0,8 - 0,9
Độ nhớt (40
o
C, mm
2
/s) 1,9 - 6,0
Nhiệt độ chớp cháy,
o
C min 130
Hàm lượng nước, % thể tích max 0,05
Glyxerol tự do, % khối lượng max 0,02
Hàm lượng lưu huỳnh, % khối lượng max 0,05
Hàm lượng photpho, % khối lượng max 0,001
Chỉ số axit, mg KOH/g nhiên liệu max 0,8
Độ ăn mòn tấm đồng (3h, 50
o
C) < N
o
3
Trị số xetan > 47
Cặn cacbon, % khối lượng < 0,05
Tổng lượng glyxerol, % khối lượng max 0,24
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 17 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
1.3. NGUỒN TINH DẦU VI TẢO ĐỂ TỔNG HỢP NHIÊN LIỆU BIODIESEL
1.3.1. Giới thiệu Vi Tảo
1.3.1.1. Giới thiệu chung

a.
Nguồn gốc
Chlorella là một loại rong đặc biệt, còn được gọi tên khoa học là Pyrenoidosa
(tên cấu trúc pyrenoid trong Chloroplast) thường sống ở vùng nước ngọt và có hàm
lượng chlorophyll cao nhất (đạt 28,9 g/kg) so với bất kỳ thực vật quang hợp nào được
biết đến trên trái đất.
Chlorella là một loại rong đã xuất hiện cách đây 2,5 tỷ năm và là dạng sống đầu
tiên có nhân thật. Các hóa thạch kỷ tiền Cambri đã chỉ ra sự tồn tại của Chlorella thời
kỳ bấy giờ. Vì Chlorella là một vi sinh vật nên nó không được biết đến cho đến cuối
thế kỷ 19 và tên của nó cũng bắt nguồn từ một từ gốc Hy lạp, chloros có nghĩa là màu
xanh và ella có nghĩa là nhỏ bé. Chlorella nằm trong nhóm sinh vật nhân thật của giới
sống ở nước ngọt dưới dạng một tế bào riêng lẻ. Kích thước của rong chỉ bằng tế bào
hồng cầu người. Dưới những điều kiện sống tối ưu: nhiều ánh sáng, nước trong và
không khí sạch Chlorella sinh sản với tốc độ vô cùng lớn. Quá trình sinh sản nói chung
được chia thành nhiều bước: Sinh trưởng - trưởng thành - thành thục - phân chia.
Môi trường cơ bản nuôi tảo Chlorella: KNO3 20,22g/200ml; NaH2PO4
12,42g/200ml, NaH2PO4.2H2O 1,78g/200ml; CaCl2H2O 0,294g/200ml.
Thành phần vi lượng: H3BO3 0,061g/l; MnCl.4H2O 0,061g/l; ZnSO4.7H2O 0,287g/l;
CuSO4.5H2O 0,024g/l; (NH4)6Mo.7O24.4H2O 0,01235 g/l.
Cách pha như sau: Cân 0,005g natri acetat hòa tan trong 500ml nước cất, thêm 10ml
môi trường cơ bản, 1 ml dung dịch vi lượng, thêm nước cất vào đủ 1000ml, điều chình
pH 5,5-7,5 (PGS.TS.Nguyễn Đức Lượng, 2006).[53]
Mỗi tế bào Chlorella pyrenoidosa có cấu trúc gồm nhân thật, hạt tinh bột, lục lạp
và ti thể với vách tế bào chủ yếu là Xellulose. Dưới những tế bào bình thường, một tế
bào Chlorella sẽ phân chia thành 4 tế bào con trong thời gian chưa đến 24 giờ. Tuổi thọ
của một vòng đời tế bào Chlorella phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mặt trời, nhiệt độ
và nguồn dinh dưỡng.
Phương pháp xác định mật độ của tảo:
1. Dụng cụ hóa chất:
2. Buồng đếm hồng cầu

3. Kính hiển vi
4. Ống hút tảo
5. Cốc đốt 500ml
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 18 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
6. Formalin 3%
Buồng đếm hồng cầu gồm có 9 ô lớn, khi đếm ta sẽ tiến hành đếm ở 5 ô A, B,
C, D và E. Các ô lớn A, B, C, D gồm có 16 ô nhỏ, ô E gồm có 25 ô nhỏ, trong mỗi ô
nhỏ của ô E có 16 ô nhỏ hơn (trong ô E có 400 ô). Một ô lớn có diện tích là 1mm
2
, độ
sâu buồng đếm là 0,1mm.
Phương pháp lấy mẫu tảo: mẫu được lấy vào 2 giờ chiều. Dùng ống hút tảo vào
ly đựng, mẫu lấy khoãng 25ml.
Cách chuẩn bị mẫu: mẫu tảo được thu vào cốc đốt lắc đều mẫu tảo sau đó dùng
ống hút nhỏ giọt dung dịch tảo vào buồng đếm, để vài phút cho tảo ổn định, sau đó
dùng lamen đậy nhị nhàng, để lắng một lúc rồi đưa vào kính hiển vi đếm.
Cách đếm: khi đếm cần chú ý các nguyên tắc sau. Thứ tự các ô được đếm theo
đường ziczác, tiến hành đếm những tế bào nằm trong khi có các tế bào nằm trên một
cạnh của ô thì đếm những tế bào nằm ở cạnh trên và những tế bào nằm ở cạnh bên
phải. Ta tiến hành đếm 3 lần và lấy giá trị trung bình. Mật độ tảo:[52].
4
400 10
5 16
A
MD x x
x
=
MD: mật độ tế bào
A: tổng tế bào đếm được ở 5 ô đường chéo của ô E

b. Đ
ặc điểm
Chlorella rất giàu protein, vitamin và các khoáng chất. Các protein của loài rong
này có chứa tất cả các amino acid cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng của người và động
vật. Rất nhiều vitamin có trong thành của Chlorella pyrenoidosa như: Vitamin C, tiền
vitamin A (
β
caroten), riboflavin (B2), pyridoxine (B6), niacin (vitamin PP), axit
panthothenic (vitamin B3), axit folic (vitamin B9), vitamin B12, biotin (vitamin H),
choline, vitamin K, axit lipoic và inositol. Các nguyên tố khoáng ở Chlorella
pyrenoidosa gồm có: Photpho, canxi, Kẽm, iod, Magie, sắt và đồng.
Ngoài hàm lượng cao các vitamin, amino axit, peptit, protein, đường và axit
nucleic, pyrenoidosa có chứa một chất tan trong nước được gọi là yếu tố sinh trưởng
Chlorella (CFG). CFG chiếm khoảng 5 % trọng lượng khô của Chlorella pyrenoidosa,
là một hợp chất gồm các amino axit, protein và axit nucleic mà người ta cho rằng nó có
nguồn gốc từ nhân của rong.
c. Giá trị sử dụng
Người ta đã xác định vai trò hoạt hóa của các đại thực bào với số lượng hạn chế
có vai trò nhận biết và tiêu diệt các tế bào ưng thư, các protein ngoại lai và các háo chất
trong cơ thể con người. Các chế phẩm vách tế bào bị phá vỡ và dịch chiết của
Chlorella pyrenoidosa được đưa vào cơ thể bằng cả đường miệng hoặc tiêm giúp tăng
trưởng nhanh và giúp vết thương mau lành. Các chế phẩm này kích thích hệ miễn dịch
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 19 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
theo một cách mà vật chủ được bảo vệ khỏi sự nhiễm trùng và ung thư.
Chlorella pyrenoidosa khi được hấp thụ vào cơ thể còn có tác dụng sau: Tăng
cường interferon, làm sạch máu, gan, thận và ruột, kích thích sinh sản tế bào hồng cầu,
tăng oxy cho các tế bào và não, trợ tiêu hóa, kích thích quá trình sửa chữa ở các mô;
giúp tăng PH máu để đạt trạng thái kiềm hơn; giúp giữ cho trái tim hoạt động bình
thường; giúp tăng cường sản phẩm của các khu hệ sinh vật trong đường tiêu hóa. Tất cả

mọi người đều dùng được các sản phẩm từ rong này để điều trị các căn bệnh như: mệt
mỏi kinh niên (fatigue), áp huyết cao, tim mạch, mất trí nhớ, cholesterol cao, lão hóa
da, ngộ độc máu, tuần hoàn máu kém, đau đầu, rối loạn giấc ngủ, sưng và đau khớp,
béo phì và các bệnh nhiễm trùng, dị ứng, chấn thương.
Về kinh tế, xã hội:
Được sản xuất từ phương pháp quang hợp, vi tảo có thể chứa đến 60% khối
lượng lipid. Với 100gr dầu trích từ 1 lít vi tảo, năng suất của loại tế bào này cao gấp 30
lần so với năng suất của các loài cây cho dầu như cải hạt dầu hay hoa hướng dương.
Do đó vi tảo có thể trở thành một nhiên liệu sinh học giá rẻ, không gây ô
nhiễm, tiết kiệm năng lượng và không chiếm diện tích đất trồng.
Chương trình Nghiên cứu công nghệ sinh học quốc gia (PNRB) đã quyết định tài trợ
trong 3 năm cho dự án mang tên Shamash trị giá 2,8 triệu euro này. Nhiệm vụ của các
nhà nghiên cứu thuộc 7 trường đại học Pháp là tìm ra loại vi tảo có khả năng sản xuất
nhiên liệu sinh học với tỉ lệ cao nhất và sinh lợi nhất.
Các nhà nghiên cứu đã lập ra một quy trình sản xuất không gây ô nhiễm. Việc
nuôi tảo trong bồn cho phép thu hồi và sử dụng lại các khoáng chất gây hại môi trường.
Họ hy vọng từ nay đến năm 2010, những lít xăng đầu tiên làm từ vi tảo làm cho xe lăn
bánh. .
Vi tảo (Chlorella) - do Joule nghiên cứu và tạo ra - chỉ cần có nước, CO2 và
tiếp xúc ánh sáng mặt trời là có thể tiết ra dầu diesel và xăng sinh học ethanol. Loại vi
tảo này có khả năng sản xuất 30.000 galông dầu diesel trên diện tích 1 hecta/năm, gấp
4 lần sản lượng sản xuất dầu diesel từ các loại dầu thực vật khác ví dụ như ngô, khoai,
Jatropha
Sử dụng vi tảo (Chlorella), Joule cho biết có thể sản xuất một thùng dầu diesel
42 galông (159 lít) với tổng chi phí dưới 30 USD, và một thùng ethanol là 50 USD. Vi
tảo có thể được tìm thấy ở khắp nơi và không cần phải có hàng tấn ngô, tảo để sản
xuất năng lượng sinh học từ rác thải nông nghiệp như trước đây, theo nhà sinh học
hàng đầu của Joule là Dan Robertson.
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 20 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH

Qua bước đầu thử nghiệm thành công sản xuất ethanol tại một phòng thí nghiệm
ngoài trời rộng 0,4 hecta ở bang Texas, Joule dự kiến sẽ chính thức đưa công nghệ vi
tảo vào sản xuất diesel vào năm 2012. Các nhà máy dự kiến sẽ được xây dựng gần các
khu công nghiệp để vi tảo có thể làm giảm lượng khí thải cacbon.
“Nếu được thử nghiệm thành công thì công nghệ mới này sẽ thay đổi thế giới, đặc biệt
ngành công nghệ sản xuất xăng dầu” - giám đốc điều hành Bill Sims của Joule tỏ ra tự
tin mặc dù công nghệ mới này chưa thuyết phục được nhiều nhà khoa học và nhà đầu
tư hàng đầu ở Mỹ.
Về môi trường:
Vi tảo rất có ít gì điều kiện sống của nó rất đơn giản chỉ cần có nước và ánh
sáng vì vậy nó sẻ sống và phát triển tốt ở nhiều nơi. Cho nên ta có thể tận dụng để
nuôi tảo khắp mọi nơi mà không làm ảnh hưởng đến việc sản xuất lương thực và đồng
thời tận dụng những dùng đất hoang hóa và những ao hồ để nuôi tảo thu lợi. Đồng thời
việc nuôi tảo cũng góp phần làm giảm sự ô nhiểm của môi trường. Chúng ta cũng biết
hiện hay trên thế giới các ngành công nghiệp rất phát triển vì thế lượng CO
2
thải ra rất
nhiều nếu ta không có phương pháp xử lý thích hợp chúng sẽ gây ra hiệu ứng nhà kính
và làm cho trái đất của chúng ta nóng lên. Trong khi đó Vi tảo sẽ giải quyết được
những vấn đề đó chúng sẽ hấp thụ lượng CO
2
để bổ sung và kết hợp với quá trình
quang hợp làm cho chúng tăng trưởng nhanh và đồng thời xử lý được nguồn khí thải
công nghiệp.
Bã sau khi ép dầu làm phân hữu cơ và thức ăn chăn nuôi:
Sau khi ép dầu, bã khô vi tảo được sử dụng làm phân hữu cơ rất tốt để bón cho
các loại cây trồng, nhất là cho vùng sản xuất nông nghiệp hữu cơ, nông nghiệp sạch,
vừa góp phần sản xuất sản phẩm sạch, vừa nâng cao độ phì của đất.
Là một loại thức ăn giàu đạm cho các loài gia súc, gia cầm, tạo ra nguồn thức ăn
chăn nuôi quý, góp phần giải quyết nhu cầu thức ăn công nghiệp sẽ thiếu hụt trầm

trọng đối với ngành chăn nuôi nước nhà trong tương lai gần.
Để làm thuốc:
Nói chung, nguyên tắc sử dụng tảo xoay quanh cách ứng dụng một cách chọn
lọc toàn bộ acid amin chủ yếu cho nhu cầu kiến tạo sinh tố và khoáng tố để bổ sung
nguồn dự trữ các chất kháng oxy-hóa để ngăn chặn tiến trình lão hóa biểu lộ qua triệu
chứng xơ vữa và dấu hiệu thoái hóa.
Trên thực tế, liều lượng của tảo tất nhiên thay đổi trong phác đồ và trong tiến
trình điều trị tùy theo nhu cầu cá biệt của mỗi đối tượng, ngay cả cho mục tiêu phòng
bệnh, nhưng không đến độ quá cao như liều lượng được đề nghị một cách thái quá
trong nhiều tờ bướm. Thông thường có thể phân chia liều áp dụng của tảo vào 3 nhóm:
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 21 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
liều cao cho trường hợp suy nhược trầm trọng: từ 4 đến 6g tảo nguyên chất/ngày; liều
trung bình cho bệnh nhân có nhu cầu hồi phục nhưng không quá khẩn cấp: từ 2 đến 4g
tảo nguyên chất/ngày; liều thấp cho đối tượng đã ổn định về mặt sức khỏe nhưng cân
duy trì tác dụng: từ 1 đến 2g tảo nguyên chất /ngày.
Người bệnh tim mạch: Để chia sẻ gánh nặng cho trục tiêu hóa không nên dùng
tảo ngay sau bữa ăn chính, ngoại trừ trường hợp dùng tảo ở liều thấp. Tốt hơn nên
uống tảo khoảng 1 giờ sau bữa điểm tâm để tận dụng công năng trợ tim của khoáng tố
magnesium và calcium trong tảo, sau khi đã kiểm soát huyết áp. Để tránh tác dụng lợi
tiểu ban đêm khiến bệnh nhân có thể mất ngủ do thành phần kalium trong tảo.
Người bệnh tiểu đường: Để vừa cung cấp dưỡng chất, vừa chống cảm giác đói
bụng vốn là nỗi khổ của nhiều người bệnh tiểu đường, nên dùng tảo trước mỗi bữa ăn
và nhất là vào buổi tối để người bệnh không bị dằn vặt vì cảm giác đói trong đêm rồi
sinh mất ngủ. Bệnh nhân đang được điều trị bằng thuốc chống viêm đa thần kinh ngoại
biên có thể yên tâm dùng chung với tảo vì thành phần sinh tố B và nhiều loại acid amin
trong tảo có tác dụng cộng hưởng với thuốc đặc hiệu.
Người bệnh dạ dày: Nhằm tối ưu hóa công năng chống tác dụng xoi mòn của
chất chua trong dạ dày, vừa cung cấp chất đạm để làm lành ổ loét, nạn nhân của bệnh
viêm loét dạ dày tá tràng nên dùng tảo theo kiểu hai mặt giáp công, uống trước mỗi

bữa ăn khoảng 15 phút và sau bữa ăn khoảng nửa giờ, nghĩa là tối thiểu 3 lần trong
ngày.
1.3.1.2. Tình hình nuôi tảo
a. Tình hình thế giới
Tảo được trồng đại trà ở các nước trên thế giới từ những năm 1972, các nước
sản xuất vi tảo chủ yếu tập trung ở Châu Á và vành đai Thái Bình Dương. Những khu
vực và vùng lãnh thổ có sản lượng vi tảo lớn là Trung Quốc, Nhật Bản, Đài Loan, Hàn
Quốc, Hoa Kỳ, Mexico. Nhiều nhất là ở Mexico và Mỹ, nơi sản xuất tảo lớn nhất là ở
Hawaii (khoảng 25 ha) và mới đây là Trung Quốc (16 ha). trên thế giới còn có các
trang trại nuôi trồng tảo với quy mô lớn, chất lượng cao như: Trang trại Twin Tauong
(Myanmar) - Trang trại Sosa Texcoco (Mehico) - Công ty tảo Siam (Thái Lan) - Trang
trại Chenhai (Trung Quốc) - Nông trại Hawai (Hoa Kỳ)…
Tảo chlorella được sử dụng như thực phẩm dinh dưỡng ở hơn 70 quốc gia trên thế giới.
Người ta đã chỉ ra rằng ở hơn 30 trung tâm dinh dưỡng, bệnh viện và nhà thương ở các
nước đang phát triển sử dụng chế phẩm từ tảo chlorella làm thức ăn với hàm lượng
10g/ngày, kết quả cho thấy các bệnh nhân đã hồi phục trạng thái suy dinh dưỡng chỉ
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 22 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
sau 1- 3 tuần lễ. Đã có hơn 1000 bài báo khoa học được xuất bản đề cập đến hiệu qủa
sinh học của loài này.
b. Tình hình trong nước
Nước ta là nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm rất thuận lợi cho sự phát triển của
vi sinh vật. Đó là lợi thế to lớn giúp ngành công nghiệp sản xuất sinh khối tảo ngày
càng phát triển.
Từ năm 1972 các nhà khoa học bắt đầu đặt vấn đề nghiên cứu tảo do GS.TS
Nguyễn Hữu Thước chủ trì.
Năm 1976, việc thử nghiêm nuôi trồng tảo đã được tiến hành trong thời gian 4-5
tháng tại Nghĩa Đô, Hà Nội đã thu được kết quả khá khả quan.
Vào năm 1985, Sở Y Tế thành phố Hồ Chí Minh đã tiếp nhận giống tảo đầu tiên
do ông bà R.D.Fox tặng. Sau đó, tảo giống được giao cho trạm nghiên cứu dược liệu

giữ giống và nuôi trồng.
Hiện có 2 nơi nuôi trồng tảo ở nước ta, đó là:
+ Công ty cổ phần nước khoáng Vĩnh Hảo (Bình Thuận).
+ Và một cơ sở ở Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh.
Có thể nói, Vĩnh Hảo là đơn vị tiên phong trong việc nuôi trồng và sản xuất tảo lớn
nhất nước ta.
Nhìn chung, lịch sử nghiên cứu và nuôi trồng tảo ở nước ta đã thu được nhiều
kết quả ban đầu đáng khích lệ. Tuy nhiên cho đến nay việc nuôi trồng cho đến nay đa
số vẫn mang tính nhỏ lẻ, lạc hậu, không đáp ứng được nhu cầu sử dụng tảo ngày càng
tăng cao. Vì vậy, trước những giá trị về mọi mặt mà tảo mang lại, cần phải tiến hành
cải thiện, thúc đẩy ngành công nghiệp nuôi trồng tảo nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước
và xuất khẩu ra thị trường nước ngoài.
Ngoài ra còn có trung tâm nuôi trồng phát triển Giống Thủy Sản Nam Bộ cũng
đã nuôi ở mô hình thí nghiệm rất thành công và đang phát triển mô hình lớn hơn với
quy mô công nghiệp và nuôi ở ngoài trời với hệ thống ống liên hoàn sử dụng ánh sáng
mặt trời để quang hợp với hệ thống sục khí CO
2
liên tục nhằm góp phần làm tăng sinh
khối tảo một cách tối ưu.
Trong việc nghiên cứu về tảo thì có PGS-TS. Trương Vĩnh thuộc trường Đại học Nông
Lâm đã nghiên cứu thành công việc nuôi và chiết dầu từ vi tảo nhưng với quy mô trong
phòng thí nghiệm.
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 23 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
Bảng 1.3. Thành phần các gốc axít béo trong vi tảo(PGS-TS. Trương
Vĩnh).
Tên acid Công thức phân tử Khối lượng phân tử % khối lượng
Acid Myristic (C14:0) C14 H28 O2 228 0.7
Acid Palmitic (C16:0) C16 H32 O2 256 46.08
Acid Palmitoleic (C16:1) C16 H30 O2 254 2.62

Acid Stearic (C18:0) C18 H36 O2 284 0.79
Acid Oleic (C18:1) C18 H34 O2 282 11.33
Acid Linoleic (C18:2) C18 H32 O2 280 30.81
Acid Linolenic (C18:3) C18 H30 O2 278 4.33
Acid Arachidic (C20:0) C20H40O2 312 3.35
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 24 Lớp: DH08H2
GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh Đề tài NCKH
2.1. THU SINH KHỐI TẢO
2.1.1. D
ụng cụ và thiết bị
.a Dụng cụ :
• Can đựng tảo 5000ml;
• Cốc thủy tinh 500ml;
• Cốc thủy tinh 200ml;
• ống đong 100ml;
• Pipet 10ml;
• ống nhỏ giọt;
• cốc sứ ;
.b Thiết bị :
Máy ly tâm loại 8 ống (mỗi ống 10ml);
Tủ sấy;
2.1.2. C
ách thực hiện :
Bước 1 : Tảo được mua từ Trung tâm Nghiêm cứu và Phát triển Giống Hải sản
Nam Bộ với mật độ sinh khối là 60 triệu tế bào/1ml. (Mỗi lần mua 15lít đựng trong 3
can).
Bước 2 : Dùng ống đong lấy mỗi lần 200ml đổ vào cốc thủy tinh 200ml và dùng
pipet 10ml hút sinh khối tảo cho vào 8 ống ly tâm và tiến hành ly tâm.
Bước 3 : Đặc các ống ly đối xứng vào trong máy ly tâm và bắt đầu khởi động

máy. Máy ly tâm quay ở tốc độ 600 vòng/phút và được hiểu chỉnh là 5 phút lấy mẫu ra
một lần với tốc độ này nhằm để tách nước ra khỏi tảo. Thiết bị bao gồm roto quay,
thùng chứa, thùng nạp liệu. Dịch được cung cấp vào giữa roto quay, dưới tác dụng lực
ly tâm dịch được ép vào thành roto. Do tảo nặng hơn nước nên tảo được ép vào vách
thành roto, còn nước ở bên ngoài và tách khỏi lớp tảo.
Máy màng lọc hoạt động theo nguyên tắc áp lực. Dịch được bơm ly tâm đẩy dọc
trong ống màng có kích thước lổ nhỏ hơn đường kính tảo. Áp lực đẩy nước qua ống
màng tách ra khỏi lớp tảo.
Với nguyên tắc như trên sau 5 phút ta lấy mẫu ra lúc này sinh khối tảo nằm ở
phần dưới và nước nằm ở phần trên ta dễ dàng tách nước ra bỏ đi và lấy sinh khối tảo
bỏ vào cốc sứ.
Quá trình này cứ lập đi lập lại nhiều lần đến khi nào ta ly tâm xong phần sinh
khối tảo đã mua để thực hiện thí nghiệm (15 lít tảo).
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm 25 Lớp: DH08H2