Quy trình nuôi và sản xuất dầu từ tảo chlorella

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
******************

BÁO CÁO RÈN NGHỀ
QUY TRÌNH NUÔI VÀ SẢN XUẤT DẦU TỪ TẢO CHLORELLA

Nhóm 9

Ngành: Công Nghệ Hóa Học
Niên khóa: 2010 – 1014

Tháng 04/2013


THỰC TẬP RÈN NGHỀ
QUY TRÌNH NUÔI VÀ SẢN XUẤT DẦU TỪ TẢO CHLORELLA

Báo cáo rèn nghề học kỳ I năm học 2012 – 2013
Ngành: Công Nghệ Hóa Học

Tháng 04/2013

2


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập và rèn nghề, chúng em luôn nhận được sự quan tâm giúp
đỡ nhiệt tình của các thầy cô, bạn bè, gia đình và các tổ chức.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Hóa

học, cùng toàn thể thầy cô công tác tại phòng thí nghiệm khu Hoàng Anh, trường Đại học
Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, đã dành nhiều tâm huyết hướng dẫn tận tình, truyền
đạt nhiều kinh nghiệm quý báu và bổ ích cho chúng em trong suốt quá trình rèn nghề, học
tập và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành tốt quá trình rèn nghề của
mình.
Tuy đã có nhiều cố gắng, nhưng chắc chắn bài báo cáo của chúng em còn có rất
nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo.
Xin chân thành cảm ơn!

3


NHẬN XÉT CỦA BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
về đợt thực tập rèn nghề của nhóm sinh viên:
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Ký tên, đóng dấu

4


ĐẶT VẤN ĐỀ

Xuất phát từ nhu cầu nhiên liệu sinh học đóng vai trò rất quan trọng với môi trường,
điều thiết yếu là phải tìm ra loại nhiên liệu sinh học phù hợp. Một trong những lựa chọn
tốt nhất mà người ta có thể thấy trước trong tương lai là nhiên liệu sinh học chế xuất từ
tảo loại nhiên liệu khắc phục được rất nhiều nhược điểm của các loại cây trồng hiện nay.
Các nghiên cứu sản xuất nhiên liệu sinh học từ thực phẩm (mỡ cá ba sa, dầu đậu
nành, cây cọc rào jatropha – hạt có hàm lượng dầu cao) đã có từ nhiều năm nay. Tuy
nhiên, việc chiết xuất biodiesel từ tảo có nhiều ưu điểm hơn. Cụ thể nếu phát triển cây
đậu nành và cọc rào để sản xuất nhiên liệu sinh học thì đụng đến vấn đề an ninh lương
thực. Bởi với năng suất 3 – 3,5 tấn/ha, để đủ nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học
phải cắt bớt 20 – 25% đất nông nghiệp dành để trồng loại cây trên, chưa kể cây cọc rào
có hệ rễ chứa nhiều độc tố có khả năng gây ảnh hưởng môi trường. Ngược lại đối với tảo,
tốc độ sinh trưởng cao gấp 10 lần so với cây mía, có thể nuôi trồng trong điều kiện nước
mặn hoặc ngọt, và nếu đưa vào nuôi trồng đại trà thì chỉ chiếm 1 – 2% đất nông nghiệp.
Một điều đặc biệt từ việc nuôi trồng tảo là giúp giảm phát khí thải nhà kính nhờ sự hấp
thụ khí CO2, góp phần giảm ô nhiễm môi trường.
Đối với một thứ có vẻ ngoài giống như rác trên mặt ao – tảo đúng là quá hữu ích để
phát triển thành dầu sinh học.

5


MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC HÌNH

6


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Môi trường Basal

Bảng 2.1. Thành phần hóa học có trong chlorella

7


Chương 1
TỔNG QUAN VỀ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
VÀ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM
1.1. Giới thiệu về trường Đại học Nông Lâm TP.HCM
Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh là một trường đại học đa ngành, trực
thuộc Bộ Giáo dục và Đào tạo, tọa lạc trên khu đất rộng 118 ha, thuộc khu phố 6,
phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh (phía Bắc) và Huyện Dĩ
An - Tỉnh Bình Dương.
Trải qua hơn 50 năm hoạt động, Trường đã đạt nhiều thành tích xuất sắc về đào
tạo, nghiên cứu và ứng dụng khoa học kỹ thuật nông lâm ngư nghiệp, chuyển giao
công nghệ, quan hệ quốc tế. Trường đã vinh dự được nhận Huân chương Lao động
Hạng ba (năm1985), Huân chương Lao động Hạng nhất (năm 2000), Huân chương
Độc lập Hạng ba (năm 2005).
Trường Đại học Nông Lâm có 12 khoa với và 6 bộ môn trực thuộc trường.
Ngoài các Khoa, trường hiện có 1 Viện nghiên cứu Công Nghệ Sinh Học và Môi
trường, 14 trung tâm và 02 Phân hiệu Đại Học Tại Tỉnh Gia Lai và Tỉnh Bình Thuận.
1.2. Sơ lược về Bộ môn Công nghệ Hóa học
Ngành Công Nghệ Hoá Học (mã số 23 01 10) được phép mở theo quyết định của
Bộ Giáo Dục và Đào Tạo số 3163/QĐ – BGD&ĐT&SĐH, ngày 14/6/2004.
Bộ Môn Công Nghệ Hoá Học được thành lập theo quyết định của Hiệu Trưởng
Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM số 945/QĐ-TCHC, ngày 7/7/2004.
Công Nghệ Hóa Học liên quan đến việc thiết kế và quản lý các quá trình hóa
học, sinh học và vật lý học mà vật liệu thô phải trải qua để biến thành các sản phẩm có
giá trị đáp ứng nhu cầu xã hội. Việc thiết kế và kiểm soát các quá trình sẽ giúp cho các
thiết bị cũng như toàn bộ nhà máy hoạt động có hiệu quả như giảm tổn thất vật liệu

8


cũng như chi phí năng lượng mà chất lượng vẫn bảo đảm. Ngoài việc thiết kế quá
trình, kỹ sư công nghệ hoá học còn nghiên cứu phát triển các sản phẩm công nghiệp
như thủy tinh, đồ gốm, kim loại, nhựa và đóng gói, dược phẩm, thực phẩm, và đặc biệt
là hoá chất và vật liệu. Vì vậy, việc khảo sát các thay đổi về thành phần, năng lượng
hay trạng thái và tính chất kỹ thuật của vật liệu ở trạng thái tương ứng trở nên quan
trọng.
2.1.1. Mục tiêu đào tạo chung
Đào tạo đội ngũ kỹ sư Ngành Công Nghệ Hóa Học có các khả năng sau:
• Có khả năng sử dụng các thiết bị, điều khiển các thông số quá trình của thiết bị
cũng như nhà máy liên quan đến công nghiệp hoá học, thực phẩm, dược phẩm.
• Có khả năng thiết kế và quản lý các quá trình, thiết bị hay nhà máy để có thể
sản xuất ra sản phẩm một cách kinh tế và an toàn.
• Góp phần hoàn thiện và nâng cao mức sống xã hội bằng việc cung cấp các vật
•
•
2.1.2.
•
•

liệu, sản phẩm và dịch vụ cho nhu cầu xã hội.
Phát triển sản phẩm mới.
Bảo vệ và hoàn thiện môi trường.
Chương trình đào tạo
Số đơn vị học trình: 140
Thời gian đào tạo: 4 năm

Sinh viên học những môn học cơ bản trong ba học kỳ đầu, sau đó sẽ học các môn

học bắt buộc hoặc tự chọn khác trong những học kỳ tiếp theo bắt đầu từ học kỳ thứ tư.
2.1.3. Chương trình giảng dạy
Gồm 03 chuyên ngành:
• Công nghệ Hoá Thực phẩm và Hệ thống sinh học (Chemical – Food
Engineering and Biosystems) nhấn mạnh về chế biến thực phẩm và vật liệu
sinh học, sự chuyển đổi vật liệu, thiết kế các quá trình, dụng cụ và thiết bị thực
phẩm và hoá chất.
• Công Nghệ Hoá Sinh nông nghiệp (Agro – Biochemical Engineering) nhấn
mạnh các quá trình hóa sinh và các áp dụng kỹ thuật trong môi trường và trong
chế tạo hóa chất nông nghiệp.
9


• Công Nghệ Hoá Hữu Cơ Ứng Dụng (Applied Organic Chemistry) nhấn mạnh
về công nghệ chiết tách & tổng hợp hương liệu và kiểm soát quá trình của thiết
bị trong các lĩnh vực sản xuất hương liệu và mỹ phẩm, thuốc nhuộm, in ấn, chế
biến giấy, công nghiệp polyme…

10


Chương 2
QUY TRÌNH TÁCH DẦU TẢO TỪ TẢO CHLORELLA
VULGARIS
2.1. Tổng quan về tảo Chlorella
2.1.1. Phân loại
Chlorella là một loại rong đặc biệt. Chlorella là một loại rong đã xuất hiện cách
đây 2,5 tỷ năm và là dạng sống đầu tiên có nhân thực. 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 lá cây và phần hậu tố lấy từ tiếng Latin có
nghĩa là "nhỏ bé".. Có gọi tên khoa học là Pyrenoidosa (tên cấu trúc pyrenoid trong
Chloroplast).
Vực (domain): Nhân thực
Lãnh giới Plantae: (thực vật).
Ngành: Cholophyta
Lớp: Trebouxiophyceae
Bộ : Chlorellales
Họ : Chlorellaceae
Chi: Chlorella
Loài: Chlorella Minutissima, Chlorella Pyrenoidosa, Chlorella Variabilis, Chlorella
Vulgaris.
2.1.2. Hình thái và các đặc điểm sinh học của tảo chlorella

11


Chlorella nằm trong nhóm sinh vật nhân thực của giới sống ở nước ngọt dưới dạng
một tế bào riêng lẻ. Ngoài ra một số như: Chlorella sp sống ở nước ngọt và mặn,
Chlorella Vulgaris ở nước mặn.
Chlorella là một chi của tảo xanh đơn bào, hình cầu nhỏ, thể màu lõm hình chữ

U chiếm gần hết khoang tế bào có xu hướng chìm xuống đáy. Chlorella có dạng hình
cầu, đường kính khoảng 2 – 10 μm và không có tiên mao. Chlorella có màu xanh lá
cây nhờ sắc tố quang hợp chlorophyll – a và b trong lục lạp, là sinh vật tự dưỡng. Kích
thước của rong chỉ bằng tế bào hồng cầu người. Mỗi tế bào Chlorella có cấu trúc gồm
nhân thực, hạt tinh bột, lục lạp và ti thể với vách tế bào chủ yếu là cellulose.

(a) Hình dáng tảo Chlorella

(b) Cấu tạo của Chlorella

Hình 2.1. Một số hình ảnh chlorella
(Nguồn: )

- Nucleus: Nhân.

- Cell walls: Vách tế bào.

- Chloroplast: Thể sắc tố.

- Mitochondria: Ty thể.

- Starch: Tinh bột

- Nuclear envelope: Màng nhân

2.1.3. Các hình thức sinh sản của tảo chlorella
Quá trình sinh sản nói chung được chia thành nhiều bước: Sinh trưởng – trưởng
thành thành thục – phân chia.

12


Hình 2.2. Quá trình sinh sản quan sát dưới kính hiển vi
(Nguồn: /> )

Chlorella có thức sinh sản chính là sinh sản vô tính, rất nhanh (Sinh sản vô tính:
hình thành các loại bào tử vô tính, như bào tử tĩnh, bào tử động, bào tử tự thân, bào tử
màng dày).

Ví dụ: “Tảo Chlorella Vulgais trong môi trường dinh dưỡng Nitơ thấp cải tiến.
Mật độ đầu: 1 triệu tế bào/ml, sau 360 giờ thì cho sinh khối 22.6 triệu tế bào/ml”
(Trích từ PGS.TS Trương Vĩnh, Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất biodiesel từ
vi tảo của Việt Nam – Báo cáo tổng kết khoa học và công nghệ cấp bộ (03/2011))
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.
2.1.4. Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của tế bào Chlorella sp tùy thuộc vào tốc độ sử dụng môi
trường dinh dưỡng trong quá trình phát triển.
Bảng 2.1. Thành phần hóa học có trong chlorella
(Nguồn: />
13


Số thứ tự
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.

15.
16.
17.
18.
19.

Thành phần
Protein
Gluxit
Lipit
Sterol
Sterin
β-carotene
Chlorophyll a
Chlorophyll b
Axit nucleic
Tro
Xanthophyll
Vitamin B6
Vitamin B1
Vitamin C
Vitamin K
Vitamin B2
Vitamin B12
Niacin
Axit nicotinic

Hàm lượng
40 – 60
25 – 35

10 – 15
0.1 – 02
0.1 – 0.5
0.16
2.2
0.58
6
10 – 34
3.6 – 6.6
2.3
18
0.3 – 0.6
6
3.5
7–9
25
145

Đơn vị tính
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%

mg/100gr
mg/gr
mg/gr
mg/gr
mg/100gr
mg/100gr
mg/100gr
mg/100gr

Các nguyên tố vô cơ cũng có chức năng sinh lý quan trọng đối với thực vật (C, H,
O, K, Mg, Fe, Cu,…). Ngoài ra, Chlorella sp còn chứa glucid, acid amine thiết yếu,
nhiều loại vitamin như: carotene, thiamine, niacine, paridoxine, choline, acid lipoic,
acidpentonoid,… các vitamin nhóm C, A, B 1, B2, B6, K… có nhiều trong tế bào tảo
tươi. (Nguồn: />2.1.5. Tác dụng của chlorella
- Trong y học và chăm sóc sức khỏe:
• Giải độc: Nhờ có lớp màng (sporopolleine), lượng chlorophyll cao, chlorella có

thể hấp thu được các kim loại nặng, thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng và các
hóa chất bảo vệ thực vật hay của polychlorinated biphenyls (PCBs) là nhóm hóa
chất được cho là gây ra các bất thường về gen ở cá, được dùng trong hàng trăm
ứng dụng công nghiệp và thương mại, chẳng hạn như sản xuất chất cách điện,
chất làm dẻo trong nhựa, sơn và cao su, chất nhuộm màu... nhờ vậy giúp cơ thể
đào thải độc tố này ra ngoài, thúc đẩy quá trình bài tiết.
14


• C.G.F (Chlorella grow factor) – Nhân tố sinh trưởng của Chlorella:

Nằm trong nhân của Chlorella, C.F.G là một hỗn hợp được tạo thành từ các
vitamin, các nucleoit (ADN, ARN) và các axit amin. C.F.G là cơ sở di truyền của

Chlorella.
o Tăng sức đề kháng tự nhiên: Với C.F.G, Chlorella tham gia vào quá trình làm

tăng bạch huyết bào T (thuộc hệ miễn dịch của cơ thể).
o Tăng khả năng chịu đựng và sự dẻo dai: C.F.G có thể coi là nguồn tập trung

năng lượng, các thí nghiệm ở các vận động viên thể thao cho thấy chỉ với một
liều dùng duy nhất, tác dụng khả năng chịu đựng và dai sức có thể duy trì
trong 10 tiếng sau đó.
o Hiệu quả probiotic và cân bằng hệ vi khuẩn ruột: Số lượng vi khuẩn

Lactobacillus tăng lên nhờ sự có mặt của C.F.G. Do vậy hiệu quả probiotic (lợi
ích về sức khoẻ do vi khuẩn có ích được nuôi cấy mang lại) được phát huy.
• Vitamin và khoáng chất:

o Tăng cường sức sống: trong đó phải đặc biệt kể đến vai trò của vitamin B6,
B12 và phốt pho có tác dụng củng cố hệ thần kinh và cải thiện giấc ngủ.
o Hàm lượng sắt cao trong Tảo lục giúp tăng cường chức năng tạo máu.
o Do có nhiều sợi cellulose (chất xơ) nên giúp tiêu hoá tốt duy trì sự khoẻ mạnh
của đường ruột.
• Tác dụng đối với phụ nữ tuổi mãn kinh và chức năng của nam giới: Mọi nghiên

cứu cho thấy phụ nữ ở độ tuổi mãn kinh từ 45 đến 55 dùng tảo lục đúng liều
lượng sẽ giảm hẳn những rắc rối thường gặp ở tuổi mãn kinh như táo bón, mệt
mỏi, bốc hoả từng cơn...
• Giảm lượng mỡ trong máu: Giảm sự ngưng đọng Cholesterol, chống được các

bệnh về tim như nhồi máu cơ tim, xơ cứng động mạch vành.
- Chữa bệnh:
o Chlorella là một loại thuốc chống dư acid, điều trị viêm loét dạ dày.

o Chlorella có tác dụng làm giảm huyết áp. Điều đặc biệt là nó không làm giảm
huyết áp bình thường mà chỉ phát huy tác dụng này ở những trường hợp huyết
áp cao, làm giảm cholesterol xấu và tăng cường cholesterol tốt.

15


o Chlorella đã được tìm thấy có đặc tính chống khối u khi làm thức ăn cho chuột.
Một nghiên cứu khác tìm thấy tăng cường chức năng mạch máu ở chuột cống
cao huyết áp liều uống chlorella.
o Chlorella có chứa các acid amine cần thiết như Lysine, Threonine … Rất quan
trọng cho trẻ nhất là trẻ thiếu sữa mẹ. Hàm lượng khoáng chất và các vi lượng
phong phú có thể phòng tránh các bệnh thiếu máu do thiếu dinh dưỡng một
cách hiệu quả, và cũng là nguồn bổ sung dinh dưỡng rất tốt cho trẻ lười ăn.
o Chlorella có chứa chất chống lão hóa như β carotene, vitamin E. Những chất
này có khả năng loại bỏ các gốc tự do thông qua tác dụng chống oxy hóa, làm
chậm sự lão hóa của tế bào, đồng thời sắt, canxi có nhiều trong tảo lục vừa dễ
hấp thụ vừa có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị các bệnh thường gặp ở người
già như thiếu máu, xốp xương.
(Nguồn: />
2.1.6. Hệ thống nuôi tảo giống
Có nhiều kỹ thuật đã được áp dụng trong nuôi sinh khối tảo, từ hệ thống nuôi khép
kín đến nuôi hở, nuôi trong nhà và ngoài trời, nuôi vô trùng và không vô trùng, hệ
thống nuôi tĩnh, nuôi bán liên tục và liên tục. Trong các hệ thống nuôi, hệ thống nuôi
tĩnh, bán liên tục và liên tục được ứng dụng nhiều (Coutteau, 1996).
(Nguồn: />
Nhưng ở đây, chúng ta quan tâm hệ thống nuôi tảo kín.
2.1.6.1. Hệ thống nuôi tảo trong lọ thủy tinh 1.5 lít
Có nhiều kỹ thuật đã được áp dụng trong nuôi sinh khối tảo, từ hệ thống nuôi khép
kín đến nuôi hở, nuôi trong nhà và ngoài trời, nuôi vô trùng và không vô trùng, hệ

thống nuôi tĩnh, nuôi bán liên tục và liên tục. Trong các hệ thống nuôi, hệ thống nuôi
tĩnh, bán liên tục và liên tục được ứng dụng nhiều (Coutteau, 1996).
(Nguồn: />
 Hệ thống nuôi tảo trong nhà hoặc ngoài trời:

16


Nuôi trong nhà cho phép kiểm soát cường độ chiếu sáng, nhiệt độ, hàm lượng chất
dinh dưỡng, tạp nhiễm các sinh vật ăn mồi sống và các tảo cạnh tranh. Ngược lại, các
hệ thống nuôi ngoài trời làm cho việc nuôi trồng duy trì một loài tảo thuần trong thời
gian dài là rất khó khăn.

(b)

(a)

Hình 2.3. Thiết bị nuôi sản xuất sinh khối tảo ngoài trời (a) và trong nhà (b)
(Nguồn: ;
/>
 Hệ thống nuôi tảo hở hoặc kín.
Hệ thống nuôi hở như nuôi ở các ao, hồ, bể nuôi không có mái che sẽ dễ bị nhiễm
tạp bẩn hơn so với các dụng cụ nuôi kín như nuôi trong ống nghiệm, bình tam giác, túi
nhựa…

17


Hình 2.4. Hệ thống nuôi tảo kiểu hở và kín
(Nguồn: )

 Nuôi sạch (vô trùng) hoặc không vô trùng.
Nuôi vô trùng là nuôi không có bất kỳ sinh vật ngoại lai nào và đòi hỏi khử
trùng rất cẩn thận tất cả các dụng cụ thủy tinh, môi trường và các bình nuôi để tránh
nhiễm tạp, chỉ có thể tiến hành ở những phòng thí nghiệm. Phương pháp này còn hạn
chế đối với quy mô công nghiệp do yêu cầu cao về điều kiện vô trùng, đòi hỏi sự đầu
tư cao về trang thiết bị, quy trình kĩ thuật hiện đại khép kín.
 Nuôi từng mẻ, nuôi liên tục và bán liên tục.
Dưới đây là ba kiểu nuôi thực vật phù du cơ bản, trong đó có tảo:
• Nuôi từng mẻ

Nuôi từng mẻ gồm có việc cấy đơn các tế bào trong một thùng chứa môi trường,
tiếp theo là một thời kì phát triển vài ngày và tiến hành thu hoạch khi quần thể đạt tối
đa hoặc gần tối đa. Trong thực hành, tảo được chuyển sang các thùng nuôi có dung
tích lớn hơn trước khi đạt tới pha ổn định và sau đó khối lượng nuôi lớn được tăng lên
với mật độ tối đa và thu hoạch. Có thể áp dụng các giai đoạn liên tiếp sau đây: các ống
nghiệm, các bình tam giác 2 lít, các bình lớn 5 lít và 10 lít, các bình hình trụ 160 lít,
các bể nuôi trong nhà 500 lít, các bể nuôi ngoài trời dung tích 5000 lít tới 25000 lít.
Tùy theo nồng độ tảo, dung tích nguyên liệu cấy thường tương ứng với dung tích
của giai đoạn trước trong quá trình tăng khối lượng tảo, bằng 2 – 10 % khối lượng
nuôi cuối cùng.
Hệ thống nuôi mẻ ngày càng được áp dụng phổ biến do tính đơn giản và linh hoạt
của chúng cho phép thay đổi các loài tảo nuôi và khắc phục các sự cố trong hệ thống
nhanh chóng. Tuy nhiên, nuôi mẻ có hạn chế là chất lượng của các tế bào tảo thu
hoạch có thể ít đoán trước được so với chất lượng ở các hệ thống nuôi liên tục và biến
động theo lịch thời gian thu hoạch (thời gian của ngày, pha sinh trưởng chính xác).
Một hạn chế khác của nuôi từng mẻ là phải ngăn ngừa sự nhiễm bẩn trong lần cấy ban
đầu và thời kỳ sinh trưởng lúc đầu. Do mật độ của thực vật phù du mong muốn thấp và

18

nồng độ các chất dinh dưỡng cao nên các chất gây ô nhiễm có tốc độ sinh trưởng
nhanh sẽ có khả năng phát triển vượt đối tượng nuôi
• Nuôi liên tục

Phương pháp nuôi liên tục cho phép duy trì giống nuôi cấy có tốc độ rất gần tốc độ
sinh trưởng tối đa. Người ta phân biệt một số dạng nuôi liên tục như sau:
Turbidostat (nuôi cho lên men liên tục): Trong đó mật độ tảo được duy trì ở mức
độ xác định trước bằng cách pha loãng tảo nuôi với môi trường. Có thể nói đây là hệ
thống tự động. Trong trường hợp này, dinh dưỡng là không hạn chế nhưng ánh sáng là
yếu tố hạn chế trừ khi mật độ tảo quá thấp.
Chemostat (nuôi ở trạng thái hóa tính): Ở đây môi trường nước được đưa vào hệ
thống nuôi với tốc độ chính xác. Tuy nhiên một phần dịch mới liên tục được bổ sung
để thay đổi dịch môi trường đã dùng. Hệ thống này thường đơn giản và ít tốn kém so
với turbidostat.
Các nhược điểm của hệ thống nuôi liên tục là chi phí tương đối cao và phức tạp.
Do yêu cầu phải chiếu sáng liên tục, duy trì nhiệt độ nên đòi hỏi phải bố trí trong nhà
và điều này chỉ có tính khả thi đối với các cơ sở có quy mô sản xuất tương đối nhỏ.
Tuy nhiên nuôi liên tục có ưu điểm là mật độ tảo thu được từ môi trường luôn ổn định.
Mặt khác, hệ thống này có thể kiểm soát và dễ dàng điều khiển về mặt công nghệ và
có thể tự động hóa, điều này làm tăng độ tin cậy của hệ thống với người sản xuất và
giảm nhu cầu về lao động.
• Nuôi bán liên tục
Kỹ thuật nuôi bán liên tục kéo dài thời gian nuôi tảo, thực chất là một dạng nuôi
theo mẻ nhưng sinh khối được kiểm tra định kỳ và giữ ổn định bằng phương pháp pha
loãng môi trường. Nuôi bán liên tục có thể thực hiện trong nhà hoặc ở ngoài trời,
nhưng thời gian nuôi thường không đoán trước được. Do tảo nuôi không được thu
hoạch toàn bộ mà thu hoạch từng phần nên phương pháp nuôi bán liên tục cho khối
lượng tảo nhiều hơn so với phương pháp nuôi từng mẻ với cùng một kích thước bể

nuôi.
19


Tại Bộ môn Công Nghệ Hóa Học nuôi tảo kiểu nuôi kín kết hợp trong nhà và
ngoài trời, nuôi theo từng mẻ, nuôi vô trùng đối với tảo giống.
Quy trình nuôi: Lúc đầu tảo giống được đem nuôi trong bình thủy tinh có thể tích
500ml, tiếp theo là hệ thống nuôi bình thủy tinh 1.5 lít, thiết bị bể kính 100 lít, thiết bị
quang hợp sinh học tuần hoàn 500 lít.
2.1.6.2. Hệ thống nuôi tảo trong bình thủy tinh 500ml

Hình 2.6. Nuôi tảo trong bình thủy tinh 500ml
Hệ thống được bố trí như hình 2.6 gồm nhiều bình thủy tinh 500ml đã được vô
trùng. Tảo giống được nuôi ở trong bình, phía trên đầu bình thủy tinh có gắn các ống
dẫn khí CO2. Hệ thống nuôi này được nuôi trong nhà nên có gắn thêm hệ thống ánh
sáng huỳnh quang để cho tảo thực hiện quá trình quang hợp.
Tế bào tảo cho vào bình này có mật độ đầu là 1 triệu tế bào/ml, được nuôi trong
môi trường dinh dưỡng đa lượng, vi lượng. Hằng ngày ta đếm tế bào xem mật độ phát
triển bằng kính hiển vi và đo pH của dịch tảo, sau ít ngày mật độ tảo sẽ tăng lên đến
lúc thấy không tăng nữa, không có sự thay đổi mật độ thì ta chuẩn bị chuyển sang nuôi
hệ thống lớn hơn lúc này tảo có màu lục rất đậm màu. Trong quá trình nuôi lượng
nước trong bình hụt đi, ta châm thêm vào cho đủ vạch nước ban đầu.
Điều kiện pH thích hợp cho tảo phát triển 6 – 8.5, nếu pH >8.5 thì ta sục khí CO 2
còn pH < 6 thì ta ngưng sục khí CO 2. Nhiệt độ trong nhà khoảng 25 – 35 0C và cường
độ ánh sáng 1000 lux (cường độ ánh sáng này tùy thuộc vào thể tích nuôi).

20


2.1.6.3. Hệ thống nuôi tảo trong bình thủy tinh 1.5 lít

Hình 2.7. Hệ thống nuôi tảo 1.5 lít
Hệ thống này bao gồm các bình thủy tinh có thể tích 1.5 lít, các đèn huỳnh quang,
các ống sục khí CO2 được bố trí như trên hình 2.3. Trên nắp bình gắng ống dẫn khí,
ống lấy mẫu. Tảo sẽ giống sẽ lấy từ bình thủy tinh 500ml, được pha loãng 20 lần so
với thể tích bình nuôi mới (lấy 75ml tảo giống từ bình 500ml).
Hệ thống nuôi này giống hệ thống nuôi tảo bình thủy tinh 500ml. Nên cách bố trí
và nuôi tảo cũng tương tự. Việc đếm tảo, đo pH hằng ngày sẽ thực hiện vào hai buổi:
sáng (9h), chiều (14h – 15h).
2.1.6.4. Hệ thống nuôi tảo trong bể kính 100 lít

21


Hình 2.8. Thiết bị nuôi tảo bể kính 100 lít
Thiết bị này gồm một bể kính có dạng hình hộp chữ nhật có thể tích là 100 lít
(dưới đáy bể có vòi xả), có ống sục khí CO 2 và máy nén khí. Ống dẫn khí được làm
bằng nhựa, bên ngoài ống được bộc bằng lớp cao su có đục lỗ nhỏ bằng lỗ kim. Thiết
bị nuôi trong nhà có gắn thêm hệ thống ánh sáng huỳnh quang dài 40W hai bên theo
chiều dài của bể (khoảng 8 bóng đèn huỳnh quang dài 1.2m mỗi bên).
Sau khi mật độ tảo trong bình thủy tinh 1.5 lít không tăng trưởng nữa ta chuẩn tảo
giống sang thiết bị bể kinh này nuôi. Ta đêm tảo giống pha loãng 20 lần so với thể tích
của thiết bị để nuôi, như vậy ta lấy 5 lít tảo giống từ bình 1.5 lít. Cách nuôi cũng giống
như nuôi ở bình thủy tinh 500ml có bổ sung thêm môi trường dinh dưỡng. Tảo sẽ được
đem đếm tế bào, đo pH, đo dịch tảo hằng ngày.
2.1.6.5. Hệ thống nuôi tảo quang hợp sinh học tuần hoàn 500 lít

22

Hình 2.9. Hệ thống nuôi tảo quang hợp sinh học tuần hoàn
Đây là hệ thống thu sinh khối tảo. Hệ thống đặt ngoài trời, có ánh sáng trực tiếp
chiếu vào, ban đêm có gắn thêm đèn chiếu sáng huỳnh quang.
Hệ thống này gồm hệ thống bơm. Bơm sẽ đẩy dòng nước đi hết đường ống, với
vận tốc đã tính toán trước để suốt đường đi tạo không bị lắng tảo, làm nóng tảo, để tảo
không chết. Nước sẽ đi tuần hoàn, đường ống bằng nilon cho ánh sáng xuyên qua, còn
có bộ lọc khí CO2 trước khi cho CO2 vào hệ thống nuôi. Bộ lọc khí gồm 2 ống nhựa
PVC hình dạng tháp, lớp đầu tiên cho vào là bông (rất ít), lớp tiếp theo là than hoạt
tính, sau đó là silicagel và sau cùng là lớp bông.
Tảo giống được pha loãng 20 lần so với thể tích hệ thống, ta sẽ cho 25 lít vào, có
bổ sung môi truong nuôi. Hằng ngày ta đo pH, đo nhiệt độ dịch tảo và nhiệt độ môi
trường, thời gian đo cách nhau 1 giờ. Đếm tảo vào lúc 9h và 15h.

23


Chương 3
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Vật liệu
3.1.1. Nguyên liệu
Tảo giống chlorella sp (nước ngọt và nước mặn) có xuất xứ từ Khoa Thủy sản
Trường Đại học Cần Thơ, Trung tâm Quốc gia giống hải sản Nam bộ và Khoa Thủy
sản Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM, Chlorella vulgaris (nước mặn) xuất xứ từ
biển Nha Trang.
3.1.2. Hóa chất sử dụng
















n-Hexan
Methanol
Chlorofom
Cồn tuyệt đố 99,90
Cồn 960
Dung dịch NaOH 0,0001N
Acid sulfuric 95 – 99%
Chlorine
Muối ăn
Silicagel (230 – 400 mesh)
Nước cất
Ete petrol
Dietylete
Các môi trường nuôi trong thí nghiệm:
− Môi trường Basal
− Môi trường đạm thấp cải tiến
Bảng 3.1. Môi trường Basal
Thành phần
Khoáng đa lượng

Hóa Chất
NaNO3
CaCl2.2H2O
MgSO4.7H2O
K2HPO4
KH2PO4
NaCl

24

Nồng độ
25g/l
2,5g/l
7,5g/l
7,5g/l
17,5g/l
2,5g/l


Khoáng vi lượng EDTA Stock
Khoáng vi lượng Iron Stock
Khoáng vi lượng Boron Stock
Khoáng vi lượng Metal Stock

EDTA khan
KOH
FeSO4.7H2O
H2SO4dd(95%-98%)
H3BO3

50g/l
31g/l
4,98g/l
1ml/l
11,42g/l

ZnSO4.7H2O
MnCl2.4H2O
MoO3
CuSO4.5H2O
Co(NO3)2.6H2O

15,68g/l
2,26g,l

3.1.3. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
3.1.3.1. Thiết bị
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

•

Máy ly tâm phân tích
Máy ly tâm liên tục
Hệ thống nuôi tảo
Thiết bị trích ly Soxhlet
Thiết bị cô quay chân không
Nồi hấp tiệt trùng
Máy cất nước
Máy bơm chân không
Máy đo pH
Tủ sấy Memmert
Nhiệt kế điện tử
Máy sấy khay
Tủ lạnh
Khung nuôi tảo 300 lít

3.1.3.2. Dụng cụ
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Pipette 1 ml
Micropipet
Áp kế chữ U
Lux kế
UV vis
Máy khuấy cơ
Cối và chày sứ
Bộ phận phân phối khí
Van và các đường ống
Ống thủy tinh Φ 5mm, dài 30 cm
Kính hiển vi
Bình nhựa 5 lít
25

2,45g/l
0,78g/l