Công nghệ sản xuất Chlorella

Công nghệ sản xuất Chlorella Nhóm 4-0902 I- Tổng quan về Chlorella Lịch sử và tình hình sản xuất Giới thiệu chung về Chlorella 2.1-Cấu tạo 2.2- Đặc tính 2.3-Thành phần dinh dưỡng 2.4-Vai trò 1 - Lịch sử và tình hình sản xuất Chlorella trên TG Nuôi trồng chlorella là một phần của ngành công nghệ sinh học hiện đại. Nuôi trồng Chlorella đầu tiên được tiến hành bởi Beijerinck (1890) Nuôi trồng tảo Chlorella với quy mô lớn bắt đầu vào đầu những năm 1960 tại Nhật Bản Đến năm 1980 đã có 46 nhà máy quy mô lớn ở châu Á sản xuất hơn 1000 kg Chlo khô/tháng Tới đầu những năm 60 của thế kỉ XX các sản phẩm từ Chlorella đã được bán rộng rãi trên thị trường 2 - Giới thiệu tảo Chlorella Tảo lục (chlorella) được một nhà sinh vật học người Hà Lan phát hiện ra vào năm 1890 Chlorella là một chi của tảo xanh đơn bào, thuộc về ngành Chlorophyta Phân loại: Chlorella minutissima Chlorella pyrenoidosa Chlorella variabilis Chlorella vulgaris 2.1-Cấu tạo  Chlorella có dạng hình cầu , không có tiên mao Kích thước lớn, đường kính khoảng 2-10 μm Mỗi tế bào có cấu trúc gồm nhân thật, hạt tinh bột, lục lạp và ti thể với vách tế bào chủ yếu là cellulose. 2.2-Đặc tính Sinh sản vô tính, nhanh Điều kiện sống tối ưu: nhiều ánh sáng, môi trường axit yếu và không khí sạch Có xu hướng chìm xuống đáy nước. Có diệp lục => Tảo là sinh vật tự dưỡng Hiệu quả quang hợp là 8% Không bị virut tấn công, môi trường nuôi cấy đơn giản 2.3 -Thành phần hóa học của Chlorella 2.4 - Vai trò Củng cố chức năng của hệ miễn dịch.  Tăng cường sức đề kháng cho cơ thể.  Cải thiện chức năng của hệ tiêu hóa.  Giúp ngăn ngừa bệnh ung thư, tiểu đường, bệnh cao huyết áp. Giúp tái tạo chức năng gan và giải độc cho cơ thể.  Giúp vết thương mau lành và phục hồi sức khỏe sau điều trị bệnh Giúp giảm lượng mỡ trong máu. Chống bức xạ.  Tăng cường thị lực và bồi bổ trí não.  Hỗ trợ phòng ngừa các bệnh do tuổi già. Giảm đau lưng. Hỗ trợ giảm cân hiệu quả.  II-Quy trình sản xuất Chlorella 1- Chủng giống 2- Nguyên liệu 3- Các hình thức nuôi trồng Chlorella trong CN 3.1-Nuôi trong hệ thống hở 3.2-Nuôi trong hệ thống kín 4- Thu sinh khối 6 -Các yếu tố ảnh hưởng 1 - Chủng giống 2- Nguyên liệu Nước: Nước biển, nước khoáng, nước giếng khoan, nước máy... Ánh sáng: cấp đầy đủ nhu cầu sinh trưởng phát triển của tảo Nhiệt độ: 25-28 °c pH: 6-6,5 Nguồn C: CO2( khi nuôi trồng cần sục khí liên tục) Nguồn N: muối amoni, muối nitrat Khoáng: Ca, P, Fe, Cu, ... Môi trường nuôi cấy 3- Hình thức nuôi trồng Chlorella trong CN 3.1-Nuôi trong hệ thống hở Dễ nuôi, ít tốn kém, chu kì nuôi kéo dài Phân loại: Ao hồ tự nhiên Hệ thống mặt nghiêng Hệ thống bể tròn Hệ thống ao nước chảy Quy trình công nghệ Ao hồ tự nhiên Không sử dụng hệ thống khuấy và sự quản lí cũng ở mức thấp Ưu điểm: không tốn chi phí nhiều, có thể nuôi liên tục Nhược điểm:năng suất tảo không cao và không đảm bảo sạch khuẩn Hệ thống mặt nghiêng Hệ thống mặt nghiêng gây lên sự chuyển động hỗn loạn của tảo được tạo ra bởi trọng lực Mật độ nuôi của hệ thống có thể lên đến 10g/l Ưu điểm: cho năng suất sinh khối cao và khá ổn định. Nhược điểm : Có thể bị lắng ở phần thấp của mặt nghiêng Sự bốc hơi diễn ra mạnh mẽ Tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc bơm nước Chi phí đầu tư ban đầu cũng như vận hành cao. Hệ thống bể tròn Nuôi Chlorella trong bể tròn sử dụng hệ thống khấy đảo liên tục Ưu điểm: nâng suất cao Nhược điểm: Chi phí xây dựng, vận hành cao Tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc đảo nước Hệ thống ao nước chảy Nước chảy lớn đòi hỏi mức nước phải sâu hơn 15cm Năng suất thường là từ 20 - 25g/m2/ngày Ưu điểm: Có giá trị sản xuất thương mại cao, thích hợp cho nuôi thâm canh. Chi phí xây dựng rẻ Nhược điểm: Năng suất phụ thuộc vào thổ nhưỡng của vùng nuôi Nước bốc hơi rất mạnh, đặc biệt trong mùa khô, không kiểm soát được nhiệt độ 3.2- Hệ thống nuôi kín Là hệ thống nuôi với tỷ lệ chiếu sáng rất cao (>90%). Ánh sáng không tác động trực tiếp lên bề mặt tảo nuôi mà phái xuyên qua thành thiết bị nuôi. Hệ thống này cho phép giới hạn sự trao đổi trực tiếp của không khí và các chất gây ô nhiễm (bụi, vi sinh vật…) giữa tảo nuôi với môi trường ngoài Ưu điểm Tăng hiệu quả chiếu sáng do tỷ lệ diện tích bề mặt tiếp xúc trên thể tích tăng. Thu được mật độ sinh khối cao hơn Tăng tính vô trùng của hệ thống nuôi trồng Tăng hiệu quả chuyển hóa CO2 do giảm lượng CO2 bay hơi Giảm mức phơi nhiễm bệnh Dễ vận hành và điều khiển các thông số hệ thống nuôi trồng Sơ đồ hệ thống nuôi cấy trong bình kín 4-Thu hoạch sinh khối tảo 5- Các yếu tố ảnh hưởng Ánh sáng Chất lượng quang phổ và chu kỳ quang có ảnh hưởng, quyết định đến sinh trưởng của tảo. Chlorella đạt được khả năng sinh tổng hợp cao nhất khi chiếu ánh sáng liên tục và ít bị chi phối bởi chu kỳ sáng tối Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến sinh trưởng của C. vulgaris. b. Nồng độ muối Độ muối giảm sẽ hạn chế quá trình quang hợp, hô hấp và giảm tốc độ sinh trưởng của tế bào chlorella Chlorella phát triển ở độ muối khoảng 25‰ c. Nhiệt độ: Có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp Thường có tác động đồng thời với chế độ chiếu sáng nhất là khi nuôi tảo ngoài trời Theo Beijerinck (1890) thì Chlorella phát triển tốt ở nhiệt độ 25 – 28 độ C Ở nhiệt độ cao không thuận lợi (>50oC) thì ngừng sinh trưởng hoàn toàn, các tế bào bị phá hủy và không thể sống lại khi chuyển vào môi trường thuân lợi Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của C. vulgaris. d. pH pH khi quá cao hoặc quá thấp làm thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào, làm rối loạn quá trình trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường sống. Mức pH thuận lợi cho tảo Chlorella phát triển là 6 – 6,5. Ở pH này nguồn C vô cơ được đồng hoá nhiều nhất. Ở pH 8,5 - 9,5 tảo vẫn có khả năng phát triển nhưng rất chậm, pH 10 – 12 ức chế sinh trưởng của tảo Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng của C. vulgaris. III- Ứng dụng tảo chlorella 1 - Trong y học Nuôi trồng Chlorella trong các trại giống thuỷ sản III- Ứng dụng tảo chlorella 2 - Nuôi trồng thủy hải sản(làm thức ăn cho luân trùng) 3 - Làm thực phẩm bổ sung dinh dưỡng và vitamin III- Ứng dụng tảo chlorella 4 - Mỹ phẩm III- Ứng dụng tảo chlorella 5 - Dùng nước thải để sản xuất dầu sinh học III- Ứng dụng tảo chlorella IV- So sánh Chlorella và Spirulina 6 - Sản xuất biodiesel Sản xuất biodiesel qui mô phòng thí nghiệm ở argentina III- Ứng dụng tảo chlorella Bảng so sánh thành phần dinh dưỡng của Spirulina platensis và Chlorella pyrenoidosa