NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ STRESS ĐỂ TĂNG HÀM LƯỢNG TRIGLYCERIDE TRONG DẦU TẢO ĐỂ SẢN XUẤT BIODIESEL Họ và tên sinh viên: VÕ LƯƠNG NGHI NGUYỄN NGỌC THÚY HÀ Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC Niên khóa: 20092013 Tp.HCM,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ STRESS ĐỂ
TĂNG HÀM LƯỢNG TRIGLYCERIDE TRONG DẦU
TẢO ĐỂ SẢN XUẤT BIODIESEL

Họ và tên sinh viên: VÕ LƯƠNG NGHI
NGUYỄN NGỌC THÚY HÀ
Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC
Niên khóa: 2009-2013
Tp.HCM, 08/2013


NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ STRESS ĐỂ TĂNG HÀM LƯỢNG
TRIGLYCERIDE TRONG DẦU TẢO ĐỂ SẢN XUẤT BIODIESEL

Tác giả

VÕ LƯƠNG NGHI
NGUYỄN NGỌC THÚY HÀ

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:
PGS.TS. Trương Vĩnh

Tháng 08 năm 2013

LỜI CẢM ƠN

Trước hết chúng con thành kính ghi nhớ công ơn sinh thành và nuôi dưỡng
của cha mẹ. Chúng con vơ cùng biết ơn cha mẹ và gia đình đã ln u thương,
giúp đỡ, là nguồn động viên, khích lệ cho chúng con trong quá trình học tập cũng
như trong suốt thời gian thực hiên khóa luận tốt nghiệp.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Trương Vĩnh – người thầy
kính u đã tận tình hướng dẫn chúng tơi. Trong suốt q trình thực hiện, thầy
ln nhắc nhở, sửa chữa những sai sót và cũng khơng ngừng động viên, giúp đỡ
tạo điều kiện cho chúng tơi hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp.
Chúng tơi chân thành cảm ơn q thầy cơ giáo trong Bộ mơn Cơng Nghệ
Hóa Học trường Đại học Nơng Lâm đã hết lịng giảng dạy, truyền đạt cho chúng
tơi những kiến thức bổ ích và kinh nghiệm quý báu cả về chuyên môn và cuộc
sống trong thời gian học tập tại trường.
Xin cảm ơn những người bạn đã cùng chúng tôi chia sẽ vui buồn trong cuộc
sống, khó khăn trong học tập, ln sát cánh cùng chúng tôi trong suốt quãng đời
sinh viên. Trong quá trình thí nghiệm tại phịng thí nghiệm I4; chúng tơi đã được
sự hướng dẫn, giúp đỡ của thầy cô giáo trong Bộ môn cùng các bạn lớp DH09HH.
Nhờ vậy chúng tơi đã hồn thành khóa luận một cách tốt đẹp.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do những hạn chế về kỹ thuật, kinh
nghiệm, thời gian,.. khóa luận của chúng tơi chắc chắn khơng tránh khỏi thiếu sót.
Chúng tơi mong nhận được những góp ý từ thầy cơ và các bạn để luận văn được
hồn thiện hơn.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2013
Sinh viên
Võ Lương Nghi – Nguyễn Ngọc Thúy Hà
i

TÓM TẮT
Sinh viên thực hiện: Võ Lương Nghi – Nguyễn Ngọc Thúy Hà đề tài được
báo cáo vào tháng 8 năm 2013, tên đề tài “ Nghiên cứu các biện pháp xử lí Stress
nhằm tăng hàm lượng Triglyceride trong dầu tảo để sản xuất Biodiesel”
Giáo viên hướng dẫn: PGS. TS Trương Vĩnh.
Đề tài được thực hiện từ tháng 2/ 2013 đến tháng 8/ 2013 tại phịng thí
nghiệm I4 và I5- Bộ mơn Cơng nghệ hóa học – Trường Đại học Nơng Lâm Tp.Hồ
Chí Minh.
Nguồn ngun liệu tảo Chlorella Vulgaric và Chlorella Sp được cung cấp
bởi Bộ mơn Cơng nghệ hóa học trường Đại học Nơng Lâm Tp. Hồ Chí Minh.
Nội dung khóa luận và kết quả thu được:
Thăm dị được mơi trường nước biển tốt nhất có hàm lượng nước biển
trong khoảng 70-100% để giống tảo Chlorella Sp sinh sản và phát
triển tốt, đạt mật độ cao
Khảo sát được hàm lượng sinh khối và hàm lượng dầu cao nhất thu được
khi ni tảo Chlorella Sp trong mơi trường có hàm lượng nước biển
đã thăm dị ở thí nghiệm 1. Kết quả thu được cho thấy trong môi
trường chứa 83% nước biển tảo Chlorella Sp cho hàm lượng dầu thô
cao nhất đạt tỉ lệ 46,31%.
Khảo sát được hàm lượng dinh dưỡng N cần thiết để tảo có khả năng
tổng hợp dầu từ carbonhidrat để sản xuất Biodiesel. Hàm lượng dinh
dưỡng còn 30% và có bổ sung 0,4 g/lít MgSO4.7H2O tảo cho dầu cao
41,76%. Và trong môi trường nuôi xử lý ở mật độ ban đầu 15trtb/ml
tảo cho dầu tôt nhất 51,93%

ii


ABSTRACT

The report is performed by Vo Luong Nghi and Nguyen Ngoc Thuy Ha,
The subject is being reported in August 2013, called the project "Study of Stress
treatment measures to increase levels of triglycerides in the algal oil to produce
Biodiesel"
Instructors: Assoc. Dr. Truong Vinh.
The study has been carried out from Feb 2013 to August 2013 at the I4 and
I5laboratory - Department of Chemical Technology - Agriculture and Forestry
University of Ho Chi Minh City.
The Source of Chlorella Vulgaris and Chlorella Sp algae is provided by the
Department of Chemical Technology University of Agriculture and Forest City.
Ho Chi Minh City.
The content of the thesis and obtained results:
• Exploring the best sea environment with the brine content about 70 100% to allow Chlorella Spalga to have good reproduction and development and
to achieve high density.
• Surveying the highestthe biomass concentration and oil obtained when
breed Chlorella Spalgae in the environmentcontainingbrine content exploring in
experiment 1. The obtained result showed that the environment containing 83%
brinebrings Chlorella Spalgae for the highest level of crude oil at the rate of 46.31
percent.
• Surveying the content of thenecessary N nutrients to allow algae to be
capable of synthesizing oil from carbonhidrat for Biodiesel production. Nutrient
content remains 30% and is supplemented with 0.4 gram / liter ofMgSO4.7H2O,
algae gives the high level of oil with 41.76 percent. And the culture medium is

iii


treated in the initial density, 15 million cell of algae on a millilitergives the best
oil content with 51.93 percent.

iv


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................i
TÓM TẮT.............................................................................................................................ii
SUMMARIZE .................................................................... Error! Bookmark not defined.
MỤC LỤC ............................................................................................................................ v
DANH SÁCH HÌNH ...........................................................................................................xi
DANH SÁCH BẢNG.........................................................................................................xii
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................ xv
CHƯƠNG 1 .......................................................................................................................... 1
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
1.1.

Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1

1.2.

Mục đích ............................................................................................................... 2

1.3.

Nội dung ............................................................................................................... 2

1.4.

Yêu cầu ................................................................................................................. 2

CHƯƠNG 2 .......................................................................................................................... 3

TỔNG QUAN....................................................................................................................... 3
2.1

Tổng quan về tảo Chlorella .................................................................................. 3

2.1.1

Giới thiệu tảo Chlorella .................................................................................... 3

2.1.2

Hình thái và đặc điểm sinh học của ngành tảo lục ........................................... 3

2.1.3

Thành phần hóa học của tảo Chlorella ............................................................. 5

2.1.4

Tăng trưởng ...................................................................................................... 9

2.1.4.1

Pha log (pha chậm hoặc cảm ứng) ........................................................... 9
v


2.1.4.2

Pha log (pha sinh trưởng theo hàm số mũ) ............................................... 9

2.1.4.3

Pha giảm tốc độ sinh trưởng (pha ngừng tăng trưởng tương đối) ......... 10

2.1.4.4

Pha ổn định ............................................................................................. 10

2.1.4.5

Pha suy tàn .............................................................................................. 10

2.1.5

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo ............................................ 11

2.1.5.1

Yếu tố hóa học ......................................................................................... 11

2.1.5.2

Các yếu tốt vật lý ..................................................................................... 12

2.1.5.3

Các yếu tố sinh học ................................................................................. 14

2.1.6

Tiềm năng của dầu sản xuất từ vi tảo ............................................................. 15

2.2

Các phương pháp nuôi tảo .................................................................................. 15

2.3

Định lượng sinh khối tảo .................................................................................... 20

2.4

Tách sinh khối tảo .............................................................................................. 21

2.4.1

Phương pháp ly tâm ....................................................................................... 21

2.4.2

Phương pháp lọc ............................................................................................. 21

2.4.3

Phương pháp tạo bông.................................................................................... 22

2.5

Sấy sinh khối tảo ................................................................................................ 22

2.6

Các phương pháp chiết dầu ................................................................................ 24

2.6.1

Phương pháp ép .............................................................................................. 24

2.6.2

Phương pháp chiết suất sử dụng chất lỏng siêu tới hạn ................................. 25

2.6.3

Phương pháp trích ly ...................................................................................... 25

2.6.3.1

Ý nghĩa của phương pháp........................................................................ 25

2.6.3.2

Động học của quy trình ........................................................................... 26

2.6.3.3

Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 26
vi

2.6.3.4

Yếu tố ảnh hưởng..................................................................................... 27

2.6.4 Phương pháp Soxhlet .................................................................................. 28
2.6.5

Phương pháp ngâm kiệt ................................................................................. 29

2.6.6

Phương pháp ngâm dầm ................................................................................. 31

2.7

Tổng quan về dung môi ...................................................................................... 33

2.7.1

Điểm sôi ......................................................................................................... 35

2.7.2

Tỷ trọng .......................................................................................................... 36

2.7.3

Tính cháy ........................................................................................................ 36

2.7.4

Tác dụng sinh học .......................................................................................... 36

2.7.5

Một số yêu cầu khi lựa chọn dung môi hữu cơ .............................................. 37

2.7.6

Các dung môi sử dụng.................................................................................... 38

CHƯƠNG 3 ........................................................................................................................ 41
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ...................................................................................... 41
3.1

Thời gian và địa điểm nghiên cứu, vật liệu nghiên cứu: .................................... 41

3.1.1

Thời gian và địa điểm: ................................................................................... 41

3.1.2

Nguồn tảo giống: ............................................................................................ 41

3.1.3

Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm .......................................................................... 41

3.1.4

Hóa chất thí nghiệm ....................................................................................... 42

3.1.5

Điều kiện ni cấy ......................................................................................... 45

3.1.6

Quy trình sản xuất chung ............................................................................... 45

3.1.7

Theo dõi mật độ bằng phương pháp đếm tế bào ............................................ 46

3.1.8

Định nghĩa các cơng thức tính tốn................................................................ 48

3.1.9

Xử lý số liệu ................................................................................................... 50
vii


3.2

Nội dung và phương pháp nghiên cứu ............................................................... 50

3.2.1

Thí nghiệm 1: Thí nghiệm ni thăm dị tảo với mơi trường có hàm lượng

nước biển khác nhau trong bình thủy tinh 0,5 lít ....................................................... 50
3.2.1.1

Thí nghiệm ni thăm dị tảo Chlorella Vulgris với mơi trường có hàm

lượng nước biển khác nhau trong bình thủy tinh 0,5 lít ......................................... 50
3.2.1.1.1. Mục đích .......................................................................................... 50
3.2.1.1.2. Phương pháp thí nghiệm .................................................................. 51
3.2.1.1.3. Cách thực hiện.................................................................................. 51
3.2.1.1.4. Các chỉ tiêu theo dõi......................................................................... 52
3.2.1.1.5. Các yếu tố cố định ............................................................................ 52
3.2.1.2

Thí nghiệm ni thăm dị tảo Chlorella Sp với mơi trường có nước biển

tự nhiên, hàm lượng khác nhau trong bình thủy tinh 0,5 lít ................................... 53
3.2.1.2.1. Mục đích .......................................................................................... 53
3.2.1.2.2. Phương pháp thí nghiệm .................................................................. 53
3.2.1.2.3. Cách thực hiện ................................................................................. 53
3.2.1.2.4. Các chỉ tiêu theo dõi......................................................................... 54
3.2.1.2.5. Các yếu tố cố định ............................................................................ 54
3.2.1.3

Thí nghiệm ni thăm dị tảo Chlorella Sp với mơi trường nước biển có

bổ sung dinh dưỡng và hàm lượng khác nhau trong bình thủy tinh 0,5 lít ............ 55

3.2.1.3.1. Mục đích .......................................................................................... 55
3.2.1.3.2. Phương pháp thí nghiệm .................................................................. 55
3.2.1.3.3. Cách thực hiện.................................................................................. 55
3.2.1.3.4. Các chỉ tiêu theo dõi......................................................................... 56
viii


3.2.2

Thí nghiệm 2: Thí nghiệm ni thu dầu trong những mơi trường tốt nhất ở thí

nghiệm 1 ..................................................................................................................... 57
3.2.2.1

Mục đích .................................................................................................. 57

3.2.2.2

Phương pháp thí nghiệm: ........................................................................ 57

3.2.2.3

Cách thực hiện ......................................................................................... 57

3.2.2.4

Các chỉ tiêu theo dõi ................................................................................ 58

3.2.2.5

Các yếu tố cố định ................................................................................... 59

3.2.3

Thí nghiệm 3: Thí nghiệm ni xử lý thiếu đạm của giống tảo Chlorella Sp

trong môi trường nước biển ........................................................................................ 59
3.2.3.1

Thí nghiệm 3.1: Thí nghiệm ni tảo thu dầu trong mơi trường nước biển

có bổ sung thêm MgSO4.7H2O với bỉnh thủy tinh dung tích 1,5 lít: ...................... 59
3.2.3.1.1. Mục đích .......................................................................................... 59
3.2.3.1.2. Phương pháp thí nghiệm .................................................................. 60
3.2.3.1.3. Cách thực hiện.................................................................................. 60
3.2.3.1.4. Các chỉ tiêu theo dõi......................................................................... 61
3.2.3.1.5. Các yếu tố cố định ............................................................................ 61
3.2.3.2

Thí nghiệm 3.2: thí nghiệm ni xử lý thiếu đạm (N) trong bình thủy tinh

1.5 lít tại mật độ ban đầu 5trtb/ml.......................................................................... 62
3.2.3.2.1. Mục đích .......................................................................................... 62
3.2.3.2.2. Phương pháp thí nghiệm .................................................................. 62
3.2.3.2.3. Cách thực hiện.................................................................................. 62
3.2.3.2.4. Các chỉ tiêu theo dõi......................................................................... 63
3.2.3.3

Thí nghiệm 3.3: thí nghiệm ni xử lý thiếu đạm (N) trong bình thủy tinh

1.5 lít tại mật độ khác nhau ................................................................................... 64
ix


3.2.3.3.1. Mục đích .......................................................................................... 64
3.2.3.3.2. Phương pháp thí nghiệm .................................................................. 64
3.2.3.3.3. Cách thực hiện.................................................................................. 64
3.2.3.3.4. Các chỉ tiêu theo dõi......................................................................... 65
Chương 4 ............................................................................................................................ 66
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................................... 66
4.1.

Thí nghiệm 1.1: thí nghiệm ni thăm dị tảo Chlorella Vulgaris với mơi trường

có hàm lượng nước biển khác nhau trong bình thủy tinh 0,5 lít .................................... 66
4.2.

Thí nghiệm 1.2: thí nghiệm ni thăm dị tảo Chlorella Sp với mơi trường có

hàm lượng nước biển khác nhau trong bình thủy tinh 0,5 lít ......................................... 69
4.3.

Thí nghiệm 1.3: ni thăm dị tảo Chlorella Sp với mơi trường có hàm lượng

nước biển khác nhau, dinh dưỡng như nhau trong bình thủy tinh 0.5 lít ....................... 71
4.4.

Thí nghiệm 2: ni thu dầu trong mơi trường tốt nhất ở thí nghiệm 1 .............. 73

4.5.

Thí nghiệm 3.1: Thí nghiệm ni tảo thu dầu trong mơi trường nước biển có

bỏ sung thêm MgSO4.7H2O với bình thủy tinh dung tích 1,5 lít ................................... 77
4.6.

Thí nghiệm 3.2: Thí nghiệm ni xử lý thiếu đạm (N) trong bình thủy tinh 1,5

lít tại mật độ ban đầu 5trtb/ml ....................................................................................... 80
4.7.

Thí nghiệm 3.3: thí nghiệm ni xử lý thiếu đạm (N) trong bình thủy tinh 1.5

lít tại mật độ khác nhau .................................................................................................. 83
5.1.

Kết luận .............................................................................................................. 87

5.2.

Đề nghị ............................................................................................................... 87

Tài liệu tham khảo .............................................................................................................. 89
PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 92

x


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Cấu tạo tảo Chlorella ........................................................................................... 4

Hình 2.2: Hình thái tảo Chlorella Sp………………………………………………………4
Hình 2.3: Các pha tăng trưởng trong ni vi tảo (Lavens và Sorgeloos, 1996).................. 9 
Hình 2.4: Thiết bị nuôi sản xuất sinh khối tảo trong ống xoắn ở Úc ................................. 16 
Hình 2.5: Mơ hình Soxhlet ................................................................................................. 29 
Hình 2.6: Mơ hình chiết ngâm kiệt ..................................................................................... 31 
Hình 3.1: Sơ đồ quy trình các bước thí nghiệm ................................................................. 45 
Hình 3.2: Hình dạng ngồi của buồng đếm hồng cầu ....................................................... 46 
Hình 3.3: Kích thước các ơ trong buồng đếm ................................................................... 47 
Hình 4.1: Hình ảnh tạo giống tảo từ giống tảo Chlorella Vulgaric.................................... 67 
Hình 4.2: Các mẫu dầu thơ thu được: ................................................................................. 76 

xi


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần hóa học chứa trong tảo Chlorella Sp ............................................... 5 
Bảng 2.2: Thành phần hóa học có trong một số loại tảo ( Becker, 1994). ........................... 6 
Bảng 2.3 : Thành phần acid béo chính của một số loại tảo ( Georgi P. and Guillermo G.,
2007). .................................................................................................................................... 7 
Bảng 2.4: Thành phần aminoacid (%) của ChlorellaSp ....................................................... 8 
Bảng 2.5: So sánh một vài nguồn Biodiesel:...................................................................... 15 
Bảng 2.6: Tóm tắt ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp nuôi tảo ...................... 19 
Bảng 2.7: Một số phương pháp sấy sinh khối tảo (Đặng Đình Kim và Đặng Hồng
Phước Hiền, 1999).............................................................................................................. 23 
Bảng 2.8 : Các giá trị tham số độ hịa tan Hansen : ........................................................... 34 
Bảng 3.1: Mơi trường dinh dưỡng F2 – Si ......................................................................... 43 
Bảng 3.2: Môi trường dinh dưỡng F2 – Si thay thế ........................................................... 44 
Bảng 3.3: Hàm lượng dinh dưỡng của các bình thí nghiệm ............................................... 51 
Bảng 3.4: Bảng theo dõi mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni thăm dị tảo Chlorella
Vulgaris tại mật độ ban đầu 3trtb/ml. ................................................................................. 52 

Bảng 3.5: Hàm lượng dinh dưỡng của các bình thí nghiệm ............................................... 53 
Bảng 3.6: Bảng theo dõi mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni thăm dò tảo Chlorella Sp
tại mật độ ban đầu 10 trtb/ml. ............................................................................................. 54 
Bảng 3.7: Hàm lượng dinh dưỡng của các bình thí nghiệm ............................................... 55 
Bảng 3.9: Hàm lượng dinh dưỡng của các bình thí nghiệm ............................................... 57 
Bảng 3.10: Bảng theo dõi mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni tảo Chlorella Sp tại các
nghiệm thức tốt để xác định hàm lượng dầu thô mật độ ban đầu 9 trtb/ml........................ 58 
Bảng 3.11: Bảng kết quả hàm lượng sinh khối .................................................................. 59 
Bảng 3.12: Hàm lượng dinh dưỡng của các bình thí nghiệm ............................................. 60 

xii


Bảng 3.13: Bảng theo dõi mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni tảo thu dầu trong mơi
trường nước biển có bổ sung thêm MgSO4.7H2O .............................................................. 61 
Bảng 3.14: Bảng kết quả hàm lượng sinh khối và dầu thô thu được trong thí nghiệm ni
tảo thu dầu trong mơi trường nước biển có bổ sung thêm MgSO4.7H2O .......................... 61 
Bảng 3.15: Bảng theo dõi mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni xử lí thiếu N ở bình
thủy tinh 1.5 lít tại mật độ ban đầu 5trtb/ml. ...................................................................... 63 
Bảng 3.16: Bảng theo dõi mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni xử lí thiếu N ở bình
thủy tinh 1,5 lít tại mật độ ban đầu khác nhau ................................................................... 65 
Bảng 4.1: Kết quả theo dõi mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni thăm dị tảo Chlorella
Vulgaris tại mật độ ban đầu 3trtb/ml. ................................................................................. 66 
Bảng 4.2: Kết quả theo dõi mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni thăm dò tảo Chlorella
Sp tại mật độ ban đầu 10 trtb/ml. ....................................................................................... 69 
Bảng 4.3: Kết quả theo dõi mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni thăm dị tảo Chlorella
Sp tại mật độ ban đầu 9 trtb/ml. ......................................................................................... 71 
Bảng 4.4: Hàm lượng mơi trường tính đúng: .................................................................... 73 
Bảng 4.5: Kết quả mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm nuôi tảo Chlorella Sp tại các
nghiệm thức tốt để xác định hàm lượng dầu thô mật độ ban đầu 9trtb/ml......................... 74 

Bảng 4.6: Bảng kết quả hàm lượng sinh khối và dầu thơ thu được trong thí nghiệm ni
tảo Chlorella Sp tại các nghiệm thức tốt để xác định hàm lượng dầu thô mật độ ban đầu
9trtb/ml. .............................................................................................................................. 74 
Bảng 4.7: Bảng trung bình mật độ tế bào của các nghiệm thức thí nghiệm....................... 77 
Bảng 4.8: Bảng kết quả hàm lượng sinh khối và dầu thơ thu được trong thí nghiệm ni
tảo thu dầu trong mơi trường nước biển có bổ sung thêm MgSO4.7H2O .......................... 78 
Bảng 4.9: Bảng bảng trung bình mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni xử lí thiếu N ở
bình thủy tinh 1,5 lít tại mật độ ban đầu 5trtb/ml. .............................................................. 80 
Bảng 4.10: Bảng kết quả hàm lượng sinh khối và dầu thơ thu được trong thí nghiệm nuôi
tảo thu dầu trong môi trường nước biển xừ lý thiếu N ....................................................... 81 
xiii


Bảng 4.11: Bảng bảng trung bình mật độ tế bào tảo trong thí nghiệm ni xử lí thiếu N ở
bình thủy tinh 1,5 lít tại mật độ khác nhau ......................................................................... 83 
Bảng 4.12: Bảng kết quả hàm lượng sinh khối và dầu thơ thu được trong thí nghiệm ni
tảo thu dầu trong môi trường nước biển xừ lý thiếu N ....................................................... 85 

xiv


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
OD

:

Optical density (Mật độ quang).

trtb/ml

:

Triệu tế bào/ml.

K

:

Khối lượng tảo khơ (mg/l).

P

:

Tỉ lệ trích ly dầu thơ (%).

M

:

Hàm lượng dầu thô (mg/l).

MĐTB

:

Mật độ tế bào.

EDTA

:

Ethylenediaminetetraacetic acid.

TTB

:

Tốc độ tăng trưởng tế bào

xv


CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề
Với sự phát triển vượt bậc không ngừng của khoa học kỹ thuật, không

những các nước tiên tiến mà các nước đang phát triển và chậm phát triển cũng rất
quan tâm đến vấn đề ô nhiễm khơng khí và sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền
thống. Nguồn nhiên liệu dầu mỏ đang cạn kiệt dần. Bên cạnh đó, đốt nhiên liệu
dầu mỏ sinh ra khí CO2 gây nên vấn đề ô nhiễm môi trường. Do vậy, dùng nhiên
liệu sinh học để thay thế nhiên liệu dầu mỏ là vấn đề cấp thiết. Đây là vấn đề địi
hỏi nhân loại ra sức tìm hiểu nghiên cứu để đưa ra giải pháp tốt nhất.
Những nghiên cứu về nhiên liệu thay thế trên thế giới bắt đầu từ những
năm cuối thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX. Ngày nay, một số dạng năng lượng và
nhiên liệu thay thế đã được sử dụng thực tế tại một số nước trên thế giới. Việc tìm
kiếm các loại nhiên liệu, năng lượng sạch không những giải quyết được vấn đề ô

nhiễm khơng khí mà cịn có thểchủđộng được các nguồn nhiên liệu, hạn chế sự
phụ thuộc vào các biến động trên thế giới.
Những năm gần đây, các loài tảo đã thu hút sự chú ý ngày càng cao của các
nhà khoa học, công nghệ và thương mại do những ưu thế của cơ thể này so với
thực vật bậc cao như: sự phát triển đơn giản, vòng đời ngắn, năng suất cao, hệ số
sử dụng năng lượng ánh sáng cao, thành phần sinh hóa dễ được điều khiển tùy
điều kiện ni cấy và nhờ kỹ thuật di truyền, nuôi trồng đơn giản, thích hợp với
quy mơ sản xuất cơng nghiệp. Ứng dụng tốt trong việc nghiên cứu sản xuất
biodiesel. Biodiesel đã được nghiên cứu và sử dụng như là một loại nhiên liệu
thay thếcho nhiên liệu diesel truyền thống. Do đó tiềm năng về việc sản xuất
1


biodiesel nhằm thay thế cho nhiên liệu truyền thống trong tương lai là rất lớn
nhằm tạo ra nguồn năng lượng sạch đối với môi trường.
Biodiesel từ tảo trên thế giới đã được nghiên cứu trong những năm gần đây.
Tảo ChlorellaVulgaric là một trong những giống được quan tâm. Ở Việt Nam
nguồn nguyên liệu tảo khá đa dạng và phong phú, chủ yếu dùng làm thực phẩm.
và sản xuất Biodiesel từ tảo nước ngọt Chlorella Vulgariscũng đã được quan tâm
nhiều. Tuy nhiên bên cạnh đó tiềm năng sản xuất Biodiesel từ tảo nước mặn
Chlorella Sp vẫn là nghiên cứu khá mới. Do vậy, được sự phân công của bộ môn
Công nghệ hóa học và dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trương Vĩnh chúng em
thực hiện đề tài: “Xử lí Stress để tăng hàm lượng Triglyceride trong dầu nhằm sản
xuất Biodiesel”.
1.2.

Mục đích
Tăng hàm lượng dầu trong tảo.

1.3.

Nội dung
Thí nghiệm ni thăm dị tảo Chlorella Vulgaris và Chlorella Sp với mơi

trường có hàm lượng nước biển khác nhau trong bình thủy tinh 0,5 lít
Thí nghiệm khảo sát hàm lượng dầu thu được khi ni tảo Chlorella Sp
trong những mơi trường ni tốt nhất
Thí ngiệm nuôi tảo Chlorella Sp trong môi trường thiếu đạm.
1.4.

Yêu cầu
Khảo sát được môi trường để tảo Chlorella Sp sinh sản và phát triển tốt.
Đánh giá được hàm lượng dầu thơ khi ni tảo trong mơi trường có nước

biển phù hợp
Xác định được điều kiện xử lý đạm (N) để tăng hàm lượng dầu trong tảo với
bình 1,5 lít.

2


CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về tảo Chlorella
2.1.1 Giới thiệu tảo Chlorella
Tảo lục (Chlorella) là một chi của tảo xanh đơn bào, thuộc về ngành
Chlorophyta được một nhà sinh vật học người Hà Lan phát hiện ra vào năm 1890.
Tên Chlorella được lấy từ tiếng Hy Lạp chloros có nghĩa là màu xanh lá cây và
ella có nghĩa là nhỏ bé. Chlorella là một lồi rong đặc biệt,cịn được gọi tên khoa
học là Pyrenoidosa (tên cấu trúc Pyrenoid trong Chloroplast),thuộc họ

Oocystaceae, thường sống ở vùng nước ngọt và có hàm lượng Chlorophyll cao
nhất (đạt 28,9 g / kg) so với bất kì thực vật quang hợp nào được biết đến trên trái
đất. 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 khơng khí
sạch Chlorella sinh sản với tốc độ vơ cùng lớn, q trình sinh sản nói chung được
chia thành nhiều bước: sinh trưởng – trưởng thành – thành thực – phân chia.
2.1.2 Hình thái và đặc điểm sinh học của ngành tảo lục
Tảo lục đơn bào có dạng hình cầu, đường kính khoảng 2-10 μm và khơng có
tiên mao.Chlorella có màu xanh lá cây nhờ sắc tố quang hợp chlorophyll -a và b
trong lục lạp, hình thái rất đa dạng: có loại đơn bào, có loại thành nhóm, có loại
dạng sợi, có loại dạng màng, có loại dạng ống…phần lớn có màu lục như cỏ. Sắc
lạp có thể có hình phiến, hình lưới, hình trụ, hình sao… Thường có 2 – 6
Thylakoid xếp chồng lên nhau. Phần lớn có 1 hay nhiều Pyrenoid nằm trong sắc
lạp. Nhiệm vụ chủ yếu của Pyrenoid là tổng hợp tinh bột. Trên sắc lạp của tảo lục
đơn bào hay tế bào sinh sản di động của tảo lục có sợi lông roi (tiêm mao) dài
3


bằằng nhau vàà trơn nhẵnn. Có loại trrên bề mặt lơng roi cóó 1 hay vài tầng vẫy nhỏ.
n
Lơơng roi của tế bào di động ở tảo lụục thường có
c 2 sợi, mộột số ít có 4 sợi, 8 sợi hay
nhhiều hơn. Cũng
C
có khii chỉ có 1 sợi lơng roi. Phần lớn tế bào tảo lục có 1 nhhân,
mộột số ít có nhiều
n
nhân. Thành tế bào
b của tảo lục chủ yếuu chứa Celluulose.

Với nhữ
ững tế bào bình thườnng,một tế bàào Chlorellla sẽ phân chia
c
thành 4 tế
bàào con trong
g thời gian chưa đầy 24
2 giờ, kíchh thước tảo từ 2 đến 100 µm. Tuổi thọ
củủa một vịng
g đời tế bàào Chlorellla phụ thuộộc vào cườnng độ ánh sáng mặt trời,
t
nhhiệt độ và ng
guồn dinh dưỡng.
d

H
Hình
2.2:H
Hình thái tảoo Chlorella Sp

Hình 2.1:
2 Cấu tạoo tảo Chlorrella
Trong đó:
đ
N
Nucleus:
Nh
hân
N
Nuclear
env

velope: Mànng nhân
S
Starch:
Tinh
h bột
M
Mitochondri
ia: Ty thể
C
Chloroplast:
: Thể sắc tốố
C walls: Vách
Cell
V
tế bàoo
Tảo lụcc có 3 phươ
ơng thức sinnh sản :

Sinh
h sản sinh dưỡng:
d
Phânn cắt tế bàoo,phân cắt từ
ừng đoạn tảảo;
Sinh
h sản vơ tínnh: Hình thàành các loạại bào tử vơ tính như bào tử tĩnh, bào
tử
t động, bàào tử tự thann,bào tử mààng dày;
4

Sinh sản hữu tính: Đẳng giao, dị giao và nỗn giao.
(Nguồn:e)
2.1.3 Thành phần hóa học của tảo Chlorella
Thành phần hố học của tế bào Chlorella Sp phụ thuộc vào tốc độ sử dụng
mơi trường dinh dưỡng trong q trình phát triển. Ở mơi trường nước có hàm
lượng Nitrate và Photphat cao tảo có thể phát triển tốt. Thành phần hố học của
các loài tảo lục phụ thuộc nhiều vào sự có mặt của Nitơ trong mơi trường. Khi
lượng Nitơ trong mơi trường thấp thì hàm lượng Protein của Chlorella Sp giảm
xuống rõ rệt trong khi lượng Carbonhydrat và Lipid lại tăng lên.
Bảng 2.1:Thành phần hóa học chứa trong tảo Chlorella Sp
(Đặng Đình Kim và Đặng Hồng Phước Hiền, 1999)
Thành phần

Hàm lượng

Protein tổng số

40 – 60 %

Gluxit

25 – 35 %

Lipid

10 – 15 %

Sterol

0,1- 0,2 %

Sterin

0,1- 0,5 %

β-Caroten

0,16 %

Xanthophyll

3,6 – 6,6 %

Chlorophyll a

2,2 %

Chlorophyll b

0,58 %

Tro

10 – 34 %

Vitamin B1

18,0 mg/gr

C

0,3 – 0,6 mg/gr

K

6 mg/gr
5


B6

2,3 mg/100gr

B2

3,5 mg/100gr

B12

7 - 9 mg/100gr

Niacin

25 mg/100gr

Acid Nicotinic

145 mg/100gr

Bảng 2.2: Thành phần hóa học có trong một số loại tảo ( Becker, 1994).

Một số loại tảo

Protein

Carbohydrates

Lipids

Nucleic acid

50-56

10-17

12-14

3-6

47

-

1.9

8-18

21-52

16-40

48

17

21

51-58

12-17

14-22

4-5

57

26

2

-

6-20

33-64

11-21

-

49

4

8

Dunaliella salina

57

32

6

Euglena gracilis

39-61

14-18

14-20

Prymnesium

28-45

25-33

22-38

Scenedesmus
obliquus
Scenedesmus
quadricauda
Scenedesmus
dimorphus
Chlamydomonas
reinhardtii
Chlorella
vulgaris
Chlorella
pyrenoidosa
Spirogyra sp.
Dunaliella
bioculata

parvum
6

1-2


Tetraselmis

52

15

3

28-39

40-57

9-14

46-63

8-14

4-9

2-5

60-71

13-16

6-7

3-4.5

63

15

11

5

43-56

25-30

4-7

maculata
Porphyridium
cruentum
Spirulina
platensis
Spirulina maxima
Synechoccus sp.
Anabaena
cylindrica
Nguồn : Becker (1994)
Bảng 2.3 : Thành phần acid béo chính của một số loại tảo ( Georgi P. and
Guillermo G., 2007).
Fatty acid composition (% total)
16:0 16:1 16:2 16:3 16:4 18:1 18:2 18:3 18:4 20:5 20:6
Fresh water spp.
Scenedesmus

35

2

Tr.

Tr.

15

9

6

30

2

34

20

7

6

30

2

obliquus
Chlorella vulgaris

26

8

7

2

Chlamydomonas

20

4

1

4

22

3

reinhardtii
Salt-tolerant spp.
Ankistrodesmus

13

3

12

6

1

1

14

25

2

29

2

1

15

4

6

17

2 13

4

1

1

27

spp.
Isochrysis spp.

Nannochloris spp. 9

20

7

9

7


Bảng 0.4: Thành phần aminoacid (%) của ChlorellaSp
(Webb 1983; Nguyễn Hữu Đại,1999)
Aminoacid

Đơn vị (%)

Arginine

5,17

Aspartic

9,24

Threonine

5,44

Serine

5,32

Glutamic acid

15,10

Proline

5,19

Glucine

9,23

Alanine

10,97

Valine

6,24

Cystein

0,40

Methionine

0,22

Isoleucine

4,08

Leucine

8,30

Tyrocine

2,47

Phenyl

4,12

Lycine

5,63

Trytophan

1,23

Histidine

1,59

Taurin

0,04

Tảo có khả năng hấp thu CO2 và các muối khoáng cần thiết để tổng hợp
protein, glucid, lipid…. Có thể thay đổi tùy theo điều kiện môi trường như ánh
sáng, nhiệt độ, độ mặn…. (Vũ Thị Tám, 1982). Các ngun tố vơ cơ cũng có chức
năng sinh lý quan trọng đối với thực vật (C, H, O, K, Mg, Fe, Cu,…). Ngoài ra,
8