ỨNG DỤNG VI TẢO TRONG SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU SINH HỌC

Bộ Công Thương Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP HCM Khoa Công Nghệ Sinh Học - Kỹ Thuật Môi Trường GVHD: Nguyễn Thị Quỳnh Mai Danh sách thành viên: Bùi Thị Thanh Lan 2008100017 Võ Chí Khang 2008100319 Huỳnh Lâm Trúc Phương 2008100322 Phạm Thị Thu Xuyến 2008100202 Nhóm: 13 Lớp: 01DHSH1 14-12-2011 Mục lục 1)Lời mở đầu 2)Nội dung: 2.1) Giới thiệu: 2.2) Dầu diesel biodiesel: 2.3)Những ưu điểm vi tảo việc lấy sinh khối sản xuất nhiên liệu sinh học:.8 2.4)Các loài tảo dùng sản xuất nhiên liệu sinh học: .10 2.5) Năng suất lipid ảnh hưởng môi trường lên tích lũy lipid số loài vi tảo: 11 2.5.1)Các loại vi tảo có chứa nhiều lipid: .11 2.5.2.1)Yếu tố nhiệt độ: 13 2.5.2.2)Yếu tố thành phần môi trường: 14 2.5.2.2.1) Thành phần carbon: 14 2.5.2.2.2) Thành phần Nitrogen: 16 2.6) Ứng dụng nuôi cấy tảo Nannochloropsis oculata sản xuất biodiesel: 17 2.6.1) Giới thiệu: 17 2.6.2) Đặc điểm hình thái: .18 2.6.3) Đặc điểm sinh lý: 18 2.6.4) Đặc điểm sinh hóa: .18 2.7) Quá trình nuôi cấy, thu sinh khối chiết suấy dầu từ vi tảo sản xuất biodiesel: 19 2.7.1 ) Các mô hình nuôi sinh khối vi tảo 19 2.7.1.1) Raceway Pond: 19 2.7.1.2) Bể phản ứng quang sinh học (photobioreactor) 20 2.7.1.3) Sự khác mô hình nuôi sinh khối vi tảo: 23 2.7.2) Thu hoạch: 24 2.7.2.1) Keo tụ: 24 2.7.2.2) Lọc: 25 2.7.2.3) Ly tâm: .25 2.7.2.4) Tách lớp: 25 2.7.3) Khai thác dầu tảo: .25 2.8) Các ứng dụng khác vi tảo: .27 3) Kết luận: 29 4) Tài liệu tham thảo 30 1)Lời mở đầu Gần đây, người quan tâm đến hai vấn đề quan trọng, môi trườ ng khủng hoảng lượng Đối với môi trường, nóng dần lên trái đất tâm điểm Mọi người biết sử dụng nhiên liệu hóa thạch nguyên nhân gây nóng dần lên toàn cầu, nguồn lượng có khả tái sinh sản xuất từ sinh khối nhằm thay cho nhiên liệu hóa thạch cấp thiết để giảm thải CO Ngoài ra, khủng hoảng lượng khiến cho giá dầu thô giới ngày tăng, ảnh hưởng đến tình hình lượng sử dụng gia đình khu vực Xét lĩnh vực môi trường, giao thông vận tải sản xuất công nghiệp nguồn thải chủ yếu người Chính hoạt động gây tượng nóng dần lên Trái Đất Chính nóng dần lên trái đất đã, tiếp tục ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh khác đời sống nhân loại môi trường toàn cầu, cần riêng lẻ mà loạt giải pháp để cải thiện khắc phục vấn đề bách Xét lĩnh vực khủng hoảng lượng, sụt giảm nguồn nguyên liệu dầu thô dự trữ khó khăn việc trích ly tinh luyện chúng dẫn đến gia tăng giá thành Đây thực trở ngại lớn vấn đề giao thông, vận tải, chưa tìm nguồn nguyên liệu thay cho nguồn nguyên liệu hóa thạch với giá thành tương đương Tìm kiếm nguồn nguyên liệu có khả tái sinh vấn đề thách thức mà người phải đối mặt lẫn lâu dài Đây vấn đề liên quan mật thiết với phát triển kinh tế thịnh vượ ng chất lượ ng sống, bền vững toàn cầu đòi hỏi nhà đầu tư phải có định lâu bền giải pháp dài hạn Hiện nay, nhiều lựa chọn nghiên cứu đưa vào thực nghiệm, đạt mức độ thành công khác giai đoạn nghiên cứu thực nghiệm khác nhau, bao gồm nguồn lượng lượ ng mặt trờ i, thủy điện, địa nhiệt, gió, nhiên liệu sinh học, loại khác Mỗi loại có ưu điểm khuyết điểm khác Mục tiêu quan trọng giảm thiểu khí thải từ phương tiện chuyên chở, thay dần bước nguồn nguyên liệu hóa thạch nguồn nguyên liệu tái sinh, nhiên liệu sinh học xem cộng tác viên thực để đạt mục tiêu Đặc biệt, việc sử dụng vi tảo nhằm sản xuất nhiên liệu sinh học mục tiêu mà nhắm tới tương lai gần 2)Nội dung: 2.1) Giới thiệu: Nhiên liệu sinh học loại nhiên liệu hình thành từ hợp chất có nguồn gốc động thực vật, loại nhiên liệu gây ô nhiễm môi trường so với nhiên liệu truyền thống Trước đây, nguồn cung cấp cho việc sử dụng sản xuất nhiên liệu sinh học chủ yếu thực vật chủ yếu họ dầu Tuy nhiên, điều gặp phải nhiều hạn chế Vì dầu thực vật nguồn tiêu thụ người Vì việc sử dụng dầu thực vật sản xuất nhiên liệu sinh học làm cho giá thành dầu thực vật dùng thực phẩm tăng cao, từ dẫn đến giá thành nhiên liệu sinh học cao người tiêu dùng hạn chế sử dụng nhiên liệu sinh học Hai dạng nhiên liệu sinh học phổ biến biodiesel bio-ethanol, hai dạng nhiên liệu tương ứng thay cho diesel gasoline mà không cần cải tiến nhiều không cần cải tiến động phương tiện giaothông máy móc sản xuất Chúng sản xuất chủ yếu từ sinh khối hay nguồn lượng tái sinh khác góp phần giảm thiểu khí thải từ việc đốt cháy nhiên liệu so với nhiên liệu hóa thạch So với bio-ethanol biodiesel có nhiều ưu điểm Dầu thực vật sử dụng nhiều mục đích thương mại khả cung ứng dầu thực vật cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học đáp ứng lượng tiêu thụ nhiên liệu sinh học khu vực Hơn nữa, việc nước mở rộng diện tích canh tác họ dầu nên làm diện tích đất trồng lương thực bị thu hẹp.Điều dẫn đến tình trạng thiếu lương thực giới góp phần làm cho giá lương thực tăng cao Việc phát sử dụng vi tảo làm nguồn sản xuất nhiên liệu sinh học giúp khắc phục hạn chế 2.2) Dầu diesel biodiesel: Dầu diesel loại nhiên liệu lỏng, sản phẩm tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm dầu hoả (kesosene) dầu bôi trơn (lubricating oil) Chúng thường có nhiệt độ bốc từ 175 đến 3700C Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ bốc 315 đến 4250C gọi dầu ma dút Diesel sinh học loại nhiên liệu có tính chất tương đương với nhiên liệu dầu diesel sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mở động vật Diesel sinh học nói riêng, hay nhiên liệu sinh học nói chung, loại lượng tái táo Theo phương diện hóa học diesel sinh học methyl este axít béo Để sản xuất diesel sinh học người ta pha khoảng 10% mêtanol vào dầu thực vật dùng nhiều chất xúc tác khác (đặc biệt hiđrôxít kali, hiđrôxít natri ancolat) Ở áp suất thông thường, nhiệt độ vào khoảng 60 °C liên kết este glyxêrin dầu thực vật bị phá hủy axít béo este hóa với mêtanol Chất glyxêrin hình thành phải tách khỏi dầu diesel sinh học sau Thông qua việc chuyển đổi este dầu diesel sinh học có độ nhớt dầu thực vật nhiều dùng làm nhiên liệu thay cho dầu diesel mà không cần phải cải biến động để phù hợp Nguồn dầu dụng để tạo Bidiesel có chứa nhóm chức Triglyceride gồm phân tử acid béo este với phân tử glycerol Trong việc tạo dầu, Tryglyceride phản ứng với methanol phản ứng este hoá rượu hoá Phản ứng este hoá cho sản phẩm methyl este acid béo, Bidiesel Glycerol Phản ứng xảy qua bước: Tryglyceride chuyển hoá thành Diglyceride, sau chuyển thành dạng Mono cuối Glycerol Hình 2.1: Phản ứng este hóa Quá trình chuyển hoá yêu cầu mol alcohol cho mol cho mol Tryglyceride để sản xuất mol glycerol mol Methyl este (Bidiesel) Phản ứng chuyển đổi xúc tác acid, kiềm enzyme lypase Phản ứng este hoá xúc tác kiềm nhanh 4000 lần so với phản ứng xúc tác acid Các loại kiềm NaOH KOH thường sử dụng chất xúc tác có tính thương mại với khối lượng sử dụng 1% lượng dầu Các chất kiềm ví dụ Natri methoxide xúc tác tốt KOH ngày sử dụng rộng rãi Việc sử dụng enzyme lypase bước tiến quan trọng không khả dụng tạo sản phẩm có giá thành cao Các phản ứng xúc tác kiềm thực 600C áp suất khí Nếu đáp ứng đủ điều kiện trên, phản ứng tạo Biodisel cần 90 phút để hoàn thành Để ngăn chặn việc sản lượng suốt phản ứng, dầu alcol phải sấy khô, vậy, dầu phải có lượng acid béo tự thấp Biodiesel thu hồi cách rửa lại với nước để loại bỏ Glycerol Methanol Về mặt kỹ thuật:  Có số cetan cao Diesel  Biodisel linh động trộn với diesel theo tỉ lệ  Biodiesel có điểm chớp cháy cao diesel, đốt cháy hoàn toàn, an toàntrong tồn chứa sử dụng  Biodiesel có tính bôi trơn tốt Ngày để hạn chế lượng SOx thải không khí, người ta hạn chế tối đa lượng S dầu Diesel Nhưng hợp chất lưu huỳnh lại tác nhân giảm ma sát dầu Diesel Do dầu Diesel có tính bôi trơn không tốt đòi hỏi việc sử dụng thêm chất phụ gia để tăng tính bôi trơn Trong thành phần Biodiesel có chứa Oxi Cũng giống S, O có tác dụng giảm ma sát Cho nên Biodiesel có tính bôi trơn tốt  Do có tính tượng tự dầu Diesel nên nhìn chung sử dụng không cần cải thiện chi tiết động (riêng hệ thống ống dẫn, bồn chứa làm nhựa ta phải thay vật liệu kim loại) 2.3)Những ưu điểm vi tảo việc lấy sinh khối sản xuất nhiên liệu sinh học:  Tảo xem thể sống có khả thu nhận lượng mặt trời để tạo hợp chất hữu hiệu  Tảo xếp vào loài thực vật hệ mạch dẫn, đa phần thiếu quan sinh sản phức tạp  Vi tảo dễ dàng nuôi cấy để sản xuất số hợp chất đặc thù chọn lọc, có giá trị kinh tế với nồng độ cao protein, carbohydrate, lipid sắc tố dựa vào điều kiện sinh trưởng đa dạng Từ tối ưu hóa môi trường để thu sinh khối với hàm lượng lipid cao  Vi tảo thuộc vào nhóm vi sinh vật sinh sản theo chu kỳ phân đôi tế bào  Vi tảo sống môi trường nước biển, nước lợ nước Mặc dù vi tảo sống môi trường nước, không đòi hỏi cần nhiều nước loại trồng khác Mặt khác, vi tảo thích nghi với môi trường nước thải, không cần thiết phải tốn chi phí sử dụng nước  Hệ thống sản xuất sinh khối tảo dễ dàng thích nghi quy mô kỹ thuật khác  Việc nuôi thu sinh khối vi tảo không đòi hỏi nhiều diện tích trồng loại lấy dầu khác, suất sinh khối vi tảo không phụ thuộc vào thời tiết hay ảnh hưởng môi trườ ng Biodiesel sản xuất từ vi tảo không làm ảnh hưởng đến việc sản xuất thực phẩm sản phẩm khác từ thực vật  Vi tảo có mức độ sinh trưởng nhanh, chu kỳ sinh trưởng hoàn tất vài ngày, có nhiều loài tảo chứa nhiều dầu, suất dầu đơn vị nuôi cấy vi tảo cao vượt trội so với suất dầu có hạt chứa hàm lượng dầu nhiều Thông thường loài vi tảo có hàm lượng dầu vào khoảng 20-50% Ví dụ: Loài tảo Chlorella protothecoides nuôi theo phương thức dị dưỡng tích lũy lipid đạt 55% khối lượng khô tế bào sau 144h nuôi cấy môi trường có bổ sung bột cao ngô fermenter Hình 2.2: Tảo Chlorella protothecoides  Sản xuất sinh khối vi tảo xem phương pháp cố định trực tiếp khí thải CO2 vi tảo sử dụng CO2 nguồn Carbon nhờ khả quang hợp (1kg sinh khối khô đòi hỏi cần có 1.8kg CO2)  Nuôi cấy vi tảo không cần dùng loại thuốc xịt cỏ hay thuốc trừ sâu  Các phần sinh khối vi tảo dư lại sau trình trích ly dầu dùng nguồn thức ăn cho gia súc, làm phân bón, qua trình lên men tạo sản phẩm ethanol hay methane  Toàn trình từ việc nuôi thu sinh khối có hàm lượng lipid cao đến sản xuất nhiên liệu sinh học từ dầu vi tảo nghiên cứu Ở điều kiện phòng thí nghiệm, hàm lượng lipid lý tưởng đạt tới 56-60% tổng sinh khối khô nhờ vào kỹ thuật di truyền kỹ thuật nuôi dị dưỡng Những tiến kỹ thuật cho thấy tương lai việc sản xuất nhiên liệu sinh học từ vi tảo thực quy mô công nghiệp Nguồn Hàm Đất sử Năng lượng dầu dụng suất lipid (% khối ( m2.năm/k (L dầu lượng sinh g ha/năm) khối) biodiesel) 44 172 66 33 363 31 41 974 12 36 5366 30 58700 0.2 Năng suất biodiesel (kg biodiesel/h a năm 152 321 862 4747 51927 Bắp (Zea may L.) Gai dầu (Cannabis sativa L.) Cải dầu (Brassica napus L.) Cọ dầu ( Elaeis guineensis) Vi tảo ( lượng dầu thấp) Vi tảo ( lượng dầu trung 50 97800 0.1 86515 bình) Vi tảo (lượng dầu cao) 70 136900 0.1 121104  Thực tế, vi tảo có hiệu suất dầu cao số trồng lấy dầu đa dạng khác Có thể so sánh hiệu suất nuôi trồngvi tảo với việc khai thác nguồn sinh khối khác qua bảng số liệu sau: Bảng 2.1: So sánh vi tảo với nguồn nguyên liệu sản xuất biodiesel khác 2.4)Các loài tảo dùng sản xuất nhiên liệu sinh học: Hình 2.3: Tảo Chlorella cho dầu có màu vàng sậm, suất chuyển đổi dầu thành biodiesel 97% sau phản ứng Hình 2.4: Tảo Botryococcus braunii Hình 2.5: Neochloris oleabundans (tảo nước chứa 86% hydrocarbons cuả trọng ngọt) thuộc lớp tảo lục (Chlorophyceae) có hàm lượng chất khô, biến chế thành lượng dầu cao (29 %) ethanol 10 2.5.2.2.2) Thành phần Nitrogen: Nitrogen yếu tố ảnh hưởng sâu sắc đến chuyển hóa tích lũy lipid hiều loài vi tảo Thêm vào đó, điều khiển nồng độ nitrogen dễ dàng yếu tố có chi phí thấp so sánh với yếu tố khác Vì vậy, thành phần hàm lượng nitrogen bổ sung vào môi trườ ng nuôi cấy vi tảo để tăng suất lipid nhiều nhà khoa học nghiên cứu Ví dụ đối tượng Chlorella vulgaris, nuôi môi trường Bold, sử dụng CO có không khí (khoảng 300ppm) NaNO3 nguồn cung cấp carbon nitrogen suốt trình thí nghiệm, nuôi cấy theo phương thức quang tự dưỡng 14 ngày ánh sáng liên tục có cường độ µ E / m 2s, nhiệt độ 300C Nồng độ nitrogen trung bình môi trường nuôi cấy Chlorella vulgaristheo Guillard 1.50g/L, khảo sát giảm nồng độ nitrogen để kích thích tích lũy lipid, Attilio cộng nghiên cứu nồng độ khác 0.750 0.375g/L để so sánh với nồng độ trung bình Điều kiện hàm lượng nitrogen thấp môi trường nuôi cấy thực làm gia tăng đáng kể tích lũy lipid vi tảo Vì hàm lượng nitrate giảm ½ ¼ so với nồng độ tiêu chuẩn cường độ chiếu sáng tốc độ sục khí giữ nguyên suốt thí nghiệm Ảnh hưởng việc giảm thiểu nồng độ NaNO3 sinh trưởng C Vulgaris tóm tắt bảng sau: Bảng 2.4: Tham số sinh trưởng sản xuất lipid C Vulgaris nồng độ NaNO3 khác NaNO3 (g/L) 1.500 0.750 0.375 m - Tốc độ sinh trưởng đặc trưng (1/ngày) 0.14 ± 0.00 0.14 ± 0.01 0.14 ± 0.00 Sản lượ ng lipid (glipid /100gs i nh kh ối khô) Năng suất lipid (mglipid /L.ngày ) 5.90 ± 0.42 14.37 ± 0.64 15.31 ± 0.51 8.16 ± 0.65 20.44 ± 0.75 20.30 ± 0.40 Qua ta thấy, tốc độ sinh trưởng riêng C Vulgaris thay đổi không đáng kể hàm lượng lipid tăng gấp lần giảm nồng độ nitrate từ 1.500g/L 0.375g/L Khi thay đổi nồng độ NaNO3, hàm lượng acid palmitic không thay đổi đáng kể Tuy nhiên, hàm lượng acid linolenic acid (C18:3) C Vulgaris phù hợp với tiêu chuẩn biodiesel sử dụng cho phương tiện vận chuyển Châu Âu (12%, mol/mol) 16 Hình 9: Phần trăm loại FAME tổng lượng FAME (g/100g FAME) C Vulgaris nồng độ NaNO3 khác (FAME: fatty acid methyl ester) Tuy nhiên kỹ thuật nuôi cấy vi tảo, nguồn nitrogen sử dụng nhiều dạng khác nhau, ammonia, nitrate, nitrite urea Tùy thuộc vào đặc tính loài, việc sử dụng nguồn nitrogen khác đem đến hiệu khác Như Ellipsoidion sp., sử dụng ammonium làm nguồn cung cấp nitrogen đem lại mức độ sinh trưởng hàm lượng lipid cao sử dụng urea nitrate Neochloris oleoabundans nuôi nitrate sinh trưởng nhanh tích lũy lipid nhiều nuôi với urea, tế bào lại sinh trưởng yếu môi trường sử dụng nguồn nitrogen ammonium Thêm vào đó, nhiều nghiên cứu cho thấy ba loại nguồn nitrogen nitrate, ammonium urea đáp ứng tốt Spirulina platensis Trong số nguồn nitrogen hữu cơ, urea đóng vai trò quan trọng thường sử dụng nuôi cấy vi tảo quy mô lớn giá thành urea thấp nhiều so với nguồn nitrogen khác Ngoài ra, chế độ nuôi cấy ảnh hưởng tới sinh trưởng thành phần hóa sinh tế bào vi tảo Sử dụng phương pháp nuôi cấy fed- batch để điều chỉnh mức độ bổ sung môi trường nhằm gia tăng suất Cải thiện suất lipid thực biện pháp nuôi cấy fed-batch bổ sung gián đoạn nguồn nitrogen Thêm vào đó, phương pháp nuôi cấy bán liên tục, nồng độ chất dinh dưỡng ban đầu mức độ khôi phục sử dụng để biến đổi thành phần hóa sinh tế bào vi tảo 2.6) Ứng dụng nuôi cấy tảo Nannochloropsis oculata sản xuất biodiesel: 2.6.1) Giới thiệu: Nannochloropsis oculata thuộc vào lớp tảo Eustigmatophyceae, Eustigmatales, họ Monodopsidaceae, chi Nannochloropsi 17 Nannochloropsis Droop phát vào năm 1955 vùng nước lợ bề mặt hồ rặng đá Antia cộng phát điểm không tương thích phân loại Droop dựa sở thành phần hợp chất lục lạp vi cấu trúc, qua Nannochloropsis coccoides xếp vào lớp Chlorophyceae Nannochloropsis oculata xếp vào Eustigmatophyceae Nannochloropsis Hình 2.10: Nannochloropsis oculata oculata chi bao gồm loài nhỏ thuộc lớp Eustigmatophyceae, phổ biến loài Nannochloropsis oculata 2.6.2) Đặc điểm hình thái: Nannochloropsis oculata loài tảo đơn bào, tự môi trường lỏng Tế bào có dạng hình cầu với đường kính khoảng 2-4µm, hình trụ với kích thước 3- x 1.5µm Nannochloropsis oculata có lớp màng mỏng diện giai đoạn định chu kỳ sinh trưởng tế bào, thành tế bào suốt không tạo hình dạng xác định, mang lớp đơn sắc tố diệp lục màu vàng xanh, sắc tố đặc trưng nhóm Eustigmatophyceae, lớp màng nhầy bên 2.6.3) Đặc điểm sinh lý: Nannochloropsis oculata chi thuộc dạng phiêu sinh vật tự dưỡng, tế bào có hợp chất chlorophylls Nannochloropsis oculata loài vi tảo sống tối ưu môi trường nước mặn, nhiên diện môi trường nước hay nước lợ thay đổi hình thái không đáng kể Nannochloropsis oculata có khả sống dải nhiệt độ rộng Thích nghi tốt điều kiện môi trường có nhiệt độ thấp, chí gần 00C Điều kiện sinh trưởng tốt Nannochloropsis oculata khoảng 210C, mức độ chiếu sáng 52 µmol photon/m2s, pH 8.4, mức độ sục khí 14.7vvh Nannochloropsis oculata thuộc vào thể đơn bội, sinh sản vô tính theo kiểu phân đôi theo chiều ngang 2.6.4) Đặc điểm sinh hóa: Khi điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, Nannochloropsis oculata thường có khuynh hướng chuyển hóa carbon thành protein Tuy nhiên, điều kiện thay đổi khác nhau, tế bào vi tảo bị kích ứng, có nhiều carbon chuyển hóa thành lipid carbohydrate Ảnh hưởng yếu tố môi trường tác động lên thành phần lipid acid béo có tế bào vi tảo Nghĩa ta hoàn toàn có khả điều khiển trình sản xuất lipid tế bào Nannochloropsis oculata Khi tìm môi trường tối ưu tương ứng Vì vậy, xem Nannochloropsis oculata loài tiềm dùng để sản xuất lipid phục vụ cho biodiesel 18 Theo số liệu trên, ta thấy số loài vi tảo có hàm lượng lipid cao, Nannochloropsis oculata tiềm sáng giá Mặc dù hàm lượng lipid tính theo phần trăm sinh khối khô khoảng 22.7-29.7%, thấp số loài Chlorella emersonii, Chlorella sp., Nannochloris sp., Neochloris oleoabundans…, Nannochloropsis oculata nuôi theo phương pháp tự dưỡng có sức sinh sản cao, lượng sinh khối ngày lớn, suất lipid loài có giá trị cao đáng kể Vì xem Nannochloropsis oculata loài vi tảo có tiềm việc sản xuất biodiesel 2.7) Quá trình nuôi cấy, thu sinh khối chiết suấy dầu từ vi tảo sản xuất biodiesel: 2.7.1 ) Các mô hình nuôi sinh khối vi tảo 2.7.1.1) Raceway Pond: Hình 2.11: Hệ thống Raceway Pond Hệ thống Raceway Pond dùng để nuôi trồng vi tảo thiết kế theo hệ thống mở Các chất dinh dưỡng cung cấp thông qua nước thải từ diện tích đất xung quanh kênh nước từ nhà máy xử lý chất thải Mực nước ao giữ nông để ánh sáng xâm nhập xuống đáy ao tạo điều kiện cho tảo tiếp xúc với ánh sáng mặt trời Thông thường chiều sâu ao từ 0.25 đến 1m Sự khuấy trộn lưu Hình 2.12: Bánh guồng (Paddle wheel) thông tuần hoàn tạo nhờ bánh guồng (Paddle wheel) Suốt khoảng thời gian ban ngày, việc nuôi cấy cung cấp chất dinh dưỡng liên tục phía trước bánh guồng nơi dòng chảy bắt đầu 19 Dòng chảy điều chỉnh quanh chổ uốn nhờ màng ngăn Các kênh xây dựng bê tông loại đất kết dính ngăn cách với nhựa trắng Canh trường thu hoạch sau bánh guồng - điểm kết thúc kênh xoắn tuần hoàn Bánh guồng cho hoạt động liên tục để tránh tình trạng đóng cặn Hình 2.13: Màng ngăn Việc nuôi cấy sinh khối Raceway pond sử dụng từ năm 1950 Điều tạo nhiều kinh nghiệm việc vận hành Raceway pond Raceway pond lớn biết đến dùng để sản xuất sinh khối có diện tích 440 000 m2, dùng để sản xuất sinh khối vi khuẩn Cyanuabacteria dùng thực phẩm Nói chung, Hệ thống Raceway Pond nhạy cảm với điều kiện môi trường, không kiểm soát lượng nước bốc hơi, nhiệt độ ánh sáng Sử dụng hệ thống Raceway Pond giới hạn vài loài tảo Mặc dù vậy, hệ thống Raceway Pond sản xuất số lượng lớn vi tảo, chiếm diện tích đất rộng dễ bị nhiễm bẩn từ vi tảo vi khuẩn khác 2.7.1.2) Bể phản ứng quang sinh học (photobioreactor) Tảo trồng hệ thống khép kín gọi Photobioreactors (PBRs) Các thiết bị lò phản ứng sinh học kết hợp số loại nguồn sáng PBRs hệ thống linh hoạt tối ưu hóa theo đặc điểm sinh học loài tảo trồng PBRs cung cấp môi trường bảo vệ an toàn khỏi bị nhiễm bẩn vi sinh vật khác thông số môi trường kiểm soát tốt Chúng cho phép nhiều loài phát triển so với hệ thống Raceway Pond, cho phép môi trường đặc biệt thích nghi với loài vi tảo Photobioreactors ngăn chặn bốc giảm sử dụng nước, giảm thiệt hại CO2 thoát môi trường cho phép nồng độ tế bào cao suất kết cao 20 Hình 2.14: Sơ đồ hệ thống photobioreactor Cấu tạo gồm phận hình 2.8 Các ống thuộc bể phản ứng quang sinh học gốm mảng ống suốt thẳng hàng thường làm nhựa thủy tinh Những ống này, hay gọi thiết bị thu nhận lượng ánh sáng mặt trời, nơi mà ánh sáng mặt trời giữ lại Các ống thường có đường kính 0,1m Đường kính ống phải bị hạn chế ánh sáng mặt trời thâm nhập sâu canh trường nuôi cấy dày đặc Điều cần thiết để đảm bảo suất sinh khối cao bể phản ứng Canh trường vi sinh vật tuần hoàn từ bể chứa (nguồn) tới ống trở bể chứa Các phận thu lượng (các ống) định hướng để nhận lượng ánh sáng mặt trời lớn Trong cách xếp điển hình, ống thu lượng đặt song song nằm ngang với cao mặt Những ống xếp kiểu hàng rào để cố gắng gia tăng số lượng ống đơn vị diện tích cho sẵn Các ống thường quay theo Hình 2.15: Bộ phận thu lượng mặt trời chiều Bắc - Nam Mặt bên phận hấp thụ ánh sáng mặt trời sơn màu trắng bao bọc miếng lót nhựa để tăng tỉ lệ phản xạ 21 Thay bố trí nằm ngang mặt đất, ống tạo thành từ nhựa dẻo cuộn quanh khung đỡ để tạo thành vòng cuộn xoắn ốc Như thể hình 2.9 Những bể phản ứng có tiềm sử dụng cho sinh trưởng thể tích nhỏ canh trường vi sinh vật Sự đóng cặn sinh khối ống ngăn chặn cách trì dòng chảy xoáy rối mức độ cao Dòng chảy ống cuộn tạo cách sử dụng bơm học bơm cao áp Sử dụng bơm học làm tổn thương sinh khối dễ thiết kế, vận hành lắp đặt Bơm cao áp linh hoặt bơm học phải cần cung Hình 2.16: Photobioreactor xếp theo hình cấp khí để vận hành Bể phản ứng quang xoắn ốc sinh học phải vệ sinh định kỳ Điều dễ dàng đạt cách sử dụng chức tự động máy Sự quang hợp tạo Oxy, cường độ xạ cao ánh sáng mặt trời, sinh oxy đạt tỷ lệ cao ống bể phản ứng Khối lượng Oxy sinh đạt 10g/m3/phút Nhưng tập trung cao nồng độ O kết hợp với ánh sáng mặt trời cường độ mạnh sinh yếu tố oxy hoá làm tổn thương tế bào tảo Để ngăn chặn tổn thương ức chế này, mức độ oxy hoà tan tối đa đạt không nên vượt 400% giá trị không khí bão hoà Oxy lấy khỏi ống bể phản ứng, việc hạn chế chiêu dài tối đa ống điều cần thiết Sinh khối nuôi cấy phải quay lại vùng khử độc định kỳ Vùng khử độc nơi lên để giải phóng oxy tích luỹ cách cho bọt khí Muốn thiết kế chiều xác ống cần phải dựa vào nhiều yếu tố: tập trung sinh khối, mức độ ánh sáng, tốc độ dòng chảy tụ họp Oxy đầu vào ống Chiều dài tối đa ống không nên vượt 80m Để loại bỏ lượng Oxy hoà tan tích lũy, vùng khử độc phải có khả làm bốc tất khí sủi bọt từ canh trường Khi canh trường di chuyển dọc theo ống, pH tăng tiêu thụ sản phẩm CO2 CO2 cho vào vùng khử độc để tạo phản ứng điều chỉnh pH Vì lí đó, việc thêm điểm trao đổi CO2 ống điều cần thiết để ngăn chặn việc gia tăng mức Cacbon làm ảnh hưởng đến pH 22 2.7.1.3) Sự khác mô hình nuôi sinh khối vi tảo: Bảng 2.5: Sự khác mô hình nuôi sinh khối vi tảo Thông số vấn đề Raceway Pond Photobioreactor Yêu cầu không gian Cao thấp Thất thoát nước Rất cao , gây kết tủa muối Thấp CO2 giải phóng Cao, tùy thuộc vào độ sâu Nồng độ oxy Nhiệt độ Thường đủ thấp liên tục giải phóng khí Thay đổi mức cao, thực cách kiểm soát độ sâu ao Thấp Do hệ thống kín đòi hỏi phải có thiết bị trao đổi khí (O2 phải loại bỏ để ngăn chặn ức chế quang hợp thiệt hại photooxidative) Thường yêu cầu phải làm mát (làm mát ống dẫn) Thấp (pha trộn nhẹ) Cao (dòng chảy cần phải nhanh trộn đều, bơm qua thiết bị trao đổi khí) Làm Dễ dàng Sự tăng trưởng tường bũi bẩn, giảm cưởng độ ánh sáng Nguy ô nhiễm Cao (hạn chế số lượng loài phát triển) Thấp Chất lượng sinh khối Thay đổi Có thể tái sản xuất Nồng độ sinh khối Thấp, từ 0,1 0,5 g / l cao, từ đến g / l Sản xuất linh hoạt Chỉ số đặc biệt có khả năng, khó chuyển đổi Cao, chuyển đổi Quy trình kiểm soát khả tái sản xuất Giới hạn(tốc độ dòng chảy, xáo trộn, sai phạm vi định, chịu ảnh hưởng nhiệt độ chiều sâu ao) Có thể xảy giới hạn định Sự dịch chuyển 23 Phụ thuộc thời tiết Cao (cường độ ánh sáng, nhiệt độ, lượng mưa) Trung bình (cường độ ánh sáng, làm mát cần thiết) Khởi động 6-8 tuần 2-4 tuần Chi phí Cao $100,000 USD cho hecta Rất cao $1,000,000 USD cho hecta (cộng thêm phần hỗ trợ hệ thống) Chi phí vận hành Thấp (bánh xe quay nước, có khí CO2 ) cao (Ngoài CO2 ra, kiểm soát pH, loại bỏ oxy, làm mát, làm sạch, bảo trì) Chi phí thu hoạch cao thấp nồng độ sinh khối cao kiểm soát tốt 5.000 sinh khối tảo năm Các quy trình gia tăng hợp chất loại tảo có giá trị thực phẩm mỹ phẩm Các ứng dụng thương mại 2.7.2) Thu hoạch: Thu hoạch tảo bao gồm phục hồi sinh khối từ môi trường nuôi cấy đóng góp đến 20-30% tổng chi phí sản xuất sinh khối Vì vậy, điều quan trọng để chọn tảo với đặc tính thu hoạch đơn giản hóa, giống tảo với kích thước tế bào lớn trọng lượng riêng cao Đây xem phần đắt tiền sản xuất công nghiệp sinh khối Vi tảo có màu xanh trông đẹp Tuy nhiên, thực tế, từ quan điểm công nghiệp mỏng Vật liệu tối ưu cho việc chuyển đổi công nghiệp có chứa 300-400 g trọng lượng khô / L Quá trình thu hoạch phổ biến keo tụ, lọc, ly tâm 2.7.2.1) Keo tụ: Huyền phù sinh tảo cần phải tập trung lại Nó tiến hành keo tụ kết hợp với phương pháp tách phân lớp Quá trình keo tụ sử dụng để tập trung tế bào vi tảo môi trường nuôi cấy làm tăng kích thước chúng lên chút Độ dày thành tế bào vi tảo vật cản trở lớn Độ dày mỏng thành tế bào vi tảo phụ thuộc vào khoảng thời gian thu hoạch Nhôm sắt clorua flocculants hóa học sử dụng để thu hoạch tảo Phương pháp thường Hình 2.11: Một mẩu vi tảo theo trình keo tụ 24 tốn quy mô lớn Tuy nhiên, gián đoạn cung cấp khí CO với hệ thống tảo làm cho vi tảo tụ thành cục nhày, gọi "tự động kết bông" 2.7.2.2) Lọc: Phương pháp thực nhằm làm cho màng cellulose thay đổi với trợ giúp máy bơm hút Lợi lớn phương pháp để thu thập tế bào vi tảo với mật độ thấp Tuy nhiên, nồng độ cách lọc giới hạn với khối lượng nhỏ Lọc thích hợp cho vi tảo lớn Coelastum proboscideum S platensis, sử dụng cho loài vi tảo có kích thước nhỏ Scenedesmus, Dunaliella Chlorella 2.7.2.3) Ly tâm: Ly tâm phương pháp tách tảo cách sử dụng máy ly tâm để làm việc vị trí hồ Phương pháp cho thấy tiện lợi, mạnh quy mô thương mại công nghiệp, đắt tiền để sử dụng cá nhân Máy ly tâm thiết bị đặt đối tượng vòng quay xung quanh trục cố định, áp dụng lực vuông góc với trục Máy ly tâm hoạt động cách sử dụng nguyên tắc lắng Phương pháp hợp lý hiệu quả, tế bào tảo nhạy cảm bị hư hỏng hạt chống lại tường rotor 2.7.2.4) Tách lớp: Thông thường tách lớp sử dụng kết hợp với keo tụ để thu hoạch tảo nước thải Đây phương pháp đơn giản, cách này, tảo làm bề mặt môi trường sau thu hoạch tảo Phương pháp sử dụng phèn để làm thành cục tảo / hỗn hợp không khí, với bọt nhỏ cung cấp máy nén khí 2.7.3) Khai thác dầu tảo: Trong điều kiện tối ưu tăng trưởng, tảo tổng hợp axit béo este hóa vào lipid màng glycerol-, chiếm khoảng 5-20% trọng lượng tế bào khô Axit béo phân loại chuỗi trung bình (C10-C14), chuỗi dài (C16-C18) chuỗi dài (> C20) với dẫn xuất axit béo Tuy nhiên, điều kiện môi trường không thuận lợi, nhiều tảo làm thay đổi đường sinh tổng hợp lipid để hình thành tích tụ chất béo trung tính (20-50% DCW), chủ yếu hình thức chất béo trung tính (TAG) Đối với sản xuất dầu diesel sinh học, chất béo trung tính chiết xuất từ sinh khối vi tảo Khai thác dầu tảo 25 trình tốn nhất, xác định tính bền vững nhiên liệu sinh học dựa vi tảo Nó phổ biến áp dụng tình trạng nước sinh khối tảo để tăng tuổi thọ cho sản phẩm cuối (hình 2.11) Một số phương pháp sử dụng để lấy vi tảo khô, nơi phổ biến bao gồm sấy phun, trống khô, đông lạnh khô phơi nắng, sấy khô Sau làm khô, có phá vỡ tế bào vi tảo Một số phương pháp sử dụng tùy thuộc vào lớp vi tảo sản phẩm để có Đối với sản xuất dầu diesel sinh học, chất béo acid Hình 2.11: Tảo khô béo chiết xuất từ sinh khối vi tảo Dầu tảo chiết xuất cách sử dụng phương pháp hóa học phương pháp học:  Phương pháp học: • Ép bật ra: tảo sấy khô để giữ lại hàm lượng dầu ép lấy dầu Sản xuất thương mại sử dụng kết hợp máy ép khí tường tế bào, tạo sóng xung kích chất lỏng tạo lực gây để phá vỡ tường tế bào dung môi hóa học chiết xuất dầu • Siêu âm khai thác: Phương pháp thương hiệu Sonochemistry4 Sóng siêu âm sử dụng để tạo bong bóng vật liệu dung môi, bong bóng vỡ gần phát tán sóng vào dung môi Phương pháp thực với vi tảo khô ướt, với ẩm ướt cần thiết để trích xuất phần nước từ hỗn hợp trước khai thác dầu với dung môi 26 Hình 2.12: Single-Step Oil Extraction 2.8) Các ứng dụng khác vi tảo: Sử dụng vi tảo để thu hồi khí CO2 phát thải vào bầu không khí từ lò nhà máy nhiệt điện Nguyên tắc: ống suốt cho phép ánh sáng mặt trời qua, nơi nuôi trồng loại tảo nước Không phải loại tảo đặt đó, vi tảo giàu dầu Khí thải từ nhà máy đưa vào ống chứa đầy tảo Vi tảo sử dụng CO2 khí thải để sinh trưởng phát triển Nguyên tắc hoạt động phản ứng sinh học: Quá trình cấu trúc hình tam giác làm polycarbonate ống 2-3 mét, dài từ 10 đến 20 cm đường kính Các cạnh huyền tam giác tiếp xúc với ánh sáng mặt trời hai bên khác bóng râm Các khí làm Hình 2.13: Quá trình thu hồi khí CO2 nhờ vi sau thoát khỏi phản ứng sinh tảo học đỉnh 27 Tảo phát triển nhờ vào khí carbon dioxide từ nhà máy ánh sáng mặt trời Khi tảo lớn, tảo thu hoạch thay tảo Khi ánh mặt trời tối ưu ống suốt, người ta cung cấp đến 80% CO2 khí Khi mặt trời thấp hơn, người ta cung cấp 50% lượng khí CO2 Tảo lớn lên ống suốt sau sấy khô dùng để sản xuất nhiên liệu sinh học ethanol methanol, diesel sinh học từ sinh khối họ với giá rẻ chất thực vật trộn với dầu diesel Sự hấp dẫn công nghệ trước gồm hai phần: Việc sản xuất nhiên liệu sinh học mà không gây nạn phá rừng, ô nhiễm trồng hạt cải dầu, hướng dương, mía đường Hiệu suất loại tảo cao, vi tảo sản xuất lên đến 30 lần nhiều hạt cải dầu hướng dương Năng suất đơn vị đo lường phổ khối lượng lưu vực, có chứa tảo, không tham gia diện tích bề mặt bể bơi ánh nắng mặt trời chiếm ưu Năng suất đo sinh khối (kg tảo dầu) ngày cho đơn vị diện tích  Trong sản xuất thực phẩm : Như mì sợi vi tảo, bánh mì vi tảo, đồ uống vi tảo (bia vi tảo, trà xanh vi tảo…) hay kẹo vi tảo Trên giới, có 270 xí nghiệp sản xuất 10.000 vi tảo loại vi tảo spirulin, tảo lục chlorella odontella aurita, quan quốc gia an toàn thực phẩm Pháp cho phép lưu hành thực phẩm kể từ năm 2004 Các loại vi tảo kể chế biến thành dạng bột, viên nang miếng nhỏ Tảo lục chlorella chứa khỏang 50% protid, 3mg vitamin B12 100g tảo, hữu ích cho người ăn chay vitamin có thịt Ngoài ra, tảo chứa khoảng 150 đến 800mg omega-3 100g, tương đương với lượng omega-3 cung cấp từ cá hồi Các nhà nghiên cứu nhận biết chlorella tính chất kích thích miễn dịch spirulin tính kháng virus Mặc dù có số lượng lớn công trình nghiên cứu Nhật Bản nhiều tính chất đầy hứa hẹn chưa khám phá Thật vậy, công trình nghiên cứu chuột cho thấy chuột cho ăn chlorella phát triển sức đề kháng miễn dịch Ở người, công trình nghiên cứu cho thấy khả làm giảm độc tính lây truyền từ mẹ sang thai nhi chất dioxin (chất độc màu da cam) Nhờ màng chất xơ, tảo có khả thải trừ vài kim loại nặng cadmium thủy ngân, trường hợp bị ngộ độc Hơn nữa, chlorella dùng hiệu để lọc nước bị ô nhiễm kim loại Đối với spirulin, tảo ưu tiên dùng để chữa trị chứng suy dinh dưỡng nước phát triển chứa đến 65% protein, gấp đôi so với đậu nành Spirulin trồng chậu lớn nước lần khoảng không gian 20 lần so với đậu nành Trồng thử nghiệm khoảnh đất đem lại hiệu tốt đẹp Thật vậy, Dakar, thành phố phía Tây đất nước Senegal Phi 28 châu, học sinh uống 2g spirulin ngày để bổ sung dinh dưỡng Sau tháng, thể lực em cải thiện đáng kể Vẫn trở ngại: mùi vị Spirulin tỏa mùi nhẹ cá lẫn mùi rơm rạ Cây cải lông (Roquette), loại thức ăn hứa hẹn tương lai, chế biến với bánh hay bánh nướng cho dễ ăn Và giá thành không cao, vào khoảng từ 5-50 euro cho 1kg siêu thị mua bán mạng lên đến 40 euro cho 100g…  Trong lĩnh vực y dược: Nhiều loại thuốc chế tạo có nhiều ứng dụng hữu ích tăng cường thể lực, giúp giảm cân, tránh tiểu đường, chống ung thư, bệnh dày, tim mạch…  Trong sản xuất mỹ phẩm: Các sản phẩm mặt nạ, dưỡng da,… chống lão hoá hữu hiệu Một số sản phẩm từ tảo giúp nâng cao hệ thống miễn dịch, bảo vệ chất chống oxy hóa loại bỏ gốc tự do, ngăn ngừa lão hóa tế bào.Giảm Cholesterol, giúp thể đào thải độc tố thuốc, hóa chất Một số loài tảo có chứa số chất phóng xạ có khả làm nước sinh vật thị độ ô nhiễm chất phóng xạ nước Tảo có tác dụng nhiều sống mang lại nguồn lợi vô to lớn phong phú nhiều lĩnh vực tương lai Vì việc sử dụng tảo khai thác tảo để phục vụ lợi ích cho người cần phải quan tâm 3) Kết luận: Vấn đề ô nhiễm môi trường thiếu hụt nguồn lượng toàn cầu vấn đề thu hút nhiều quan tâm Nguồn nhiên liệu hóa thạch sử dụng chogiao thông vận tải phương tiện khí theo dự tính cạn kiệt vòng 50 năm tới Trong loại nhiên liệu xăng dầu, diesel có vai trò quan trọng ngày sử dụng rộng rãi Chính nhiệm vụ tìm nguồn nhiên liệu có khả tái sinh thay nguồn nhiên liệu hóa thạch nhiệm vụ cấp bách mang tính thời lịch sử nhà khoa học Và nhiên liệu sinh học xem giải pháp khả thi, đáp ứng yêu cầu so với bio-ethanol biodiesel phổ biến Biodiesel sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu thực vật, động vật hay nguồn dầu phế thải Nhưng để đáp ứng nhu cầu sử dụng, chi phí giá thành không ảnh hưởng tới đa dạng sinh học hoạt động khác người (sự xâm lấn rừng phân bố lại đất trồng), có vi tảo cho thấy có khả trở thành nguồn cung cấp lipid tối ưu cho việc sản xuất biodiesel 29 Trong số loài vi tảo khảo sát cho mục đích nuôi cấy thu lipid phục vụ cho biodiesel nhiều nhà khoa học, Nannochloropsis oculata đối tượng có tiềm nhờ vào khả sinh trưởng mạnh môi trường quang tự dưỡng, tích lũy lipid tăng cao đáng kể điều kiện stress môi trường thành phần lipid dễ dàng điều khiển thông qua điều kiện nuôi cấy Chính vi tảo hướng giải tối ưu mà nhân loại hướng tới để giải tình trạng thiếu hụt nhiên liệu hóa thạch thời gian tới 4) Tài liệu tham thảo Biodiesel from Microalgae Final degree Project ( Royal school of Technology, Stockholm, Sweeden 2010) www.tailieu.vn Vi sinh vật học (Nguyễn Lân Dũng) http://congnghedaukhi.com/Uu-nhuoc-diem-cua-nhien-lieu-Biodiesel-t28.html 30 [...]... vi tảo, bánh mì vi tảo, đồ uống vi tảo (bia vi tảo, trà xanh vi tảo ) hay kẹo vi tảo Trên thế giới, hiện có 270 xí nghiệp sản xuất 10.000 tấn vi tảo trong đó 3 loại vi tảo là spirulin, tảo lục chlorella và odontella aurita, được cơ quan quốc gia an toàn thực phẩm của Pháp cho phép lưu hành như là thực phẩm kể từ năm 2004 Các loại vi tảo kể trên được chế biến thành dạng bột, vi n nang và miếng nhỏ Tảo. .. khô, có sự phá vỡ tế bào của vi tảo Một số phương pháp có thể được sử dụng tùy thuộc vào lớp vi tảo và trên sản phẩm để có được Đối với sản xuất dầu diesel sinh học, chất béo và acid Hình 2.11: Tảo khô béo được chiết xuất từ sinh khối vi tảo Dầu tảo có thể được chiết xuất bằng cách sử dụng phương pháp hóa học hoặc phương pháp cơ học:  Phương pháp cơ học: • Ép bật ra: tảo được sấy khô để giữ lại hàm... Sử dụng hệ thống Raceway Pond chỉ giới hạn trong một vài loài tảo Mặc dù vậy, hệ thống Raceway Pond có thể sản xuất số lượng lớn các vi tảo, nhưng chiếm diện tích đất rộng hơn và dễ bị nhiễm bẩn từ vi tảo hoặc vi khuẩn khác 2.7.1.2) Bể phản ứng quang sinh học (photobioreactor) Tảo có thể được trồng trong các hệ thống khép kín gọi là Photobioreactors (PBRs) Các thiết bị này là lò phản ứng sinh học trong. .. thấp hơn, người ta cung cấp 50% lượng khí CO2 Tảo lớn lên trong các ống trong suốt sau đó được sấy khô và dùng để sản xuất nhiên liệu sinh học như ethanol methanol, hoặc diesel sinh học từ sinh khối của họ với giá rẻ hoặc chất thực vật có thể được trộn với dầu diesel Sự hấp dẫn chính của công nghệ này trước là gồm hai phần: Vi c sản xuất nhiên liệu sinh học mà không gây ra nạn phá rừng, ô nhiễm như... chất béo trung tính đã được chiết xuất từ sinh khối vi tảo Khai thác dầu tảo là 25 một trong các quá trình tốn kém nhất, nhưng có thể xác định tính bền vững của nhiên liệu sinh học dựa trên vi tảo Nó được phổ biến áp dụng tình trạng mất nước của sinh khối tảo để tăng tuổi thọ của nó và cho sản phẩm cuối cùng (hình 2.11) Một số phương pháp đã được sử dụng để lấy vi tảo khô, nơi phổ biến nhất bao gồm... nuôi theo phương pháp tự dưỡng có sức sinh sản cao, lượng sinh khối trong ngày lớn, năng suất lipid của loài này có giá trị cao đáng kể Vì vậy có thể xem Nannochloropsis oculata là một loài vi tảo rất có tiềm năng trong vi c sản xuất biodiesel 2.7) Quá trình nuôi cấy, thu sinh khối và chiết suấy dầu từ vi tảo sản xuất biodiesel: 2.7.1 ) Các mô hình nuôi sinh khối vi tảo 2.7.1.1) Raceway Pond: Hình 2.11:... 43.4 Năng suất dầu của vi tảo là khối lượng dầu được sản xuất trên mỗi đơn vị thể tích canh trườ ng vi tảo mỗi ngày, phụ thuộc vào mức độ sinh trưở ng của tảo và hàm lượ ng lipid có trong sinh khối Hàm lượng và đặc tính của lipid trong tế bào vi tảo rất đa dạng, tùy thuộc vào sự thay đổi của điều kiện sinh trưởng (như nhiệt độ và cường độ chiếu sáng) hay thành phần dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy... các nguồn khí thải để tận dụng cho quá trình quang hợp của vi tảo, một mặt giảm được chi phí trong quá trình nuôi cấy vi tảo, mặt khác là giảm thiểu CO2 trong không khí, đáp ứng nhiệm vụ cải thiện môi trườ ng và khắc phục hiện tượng nóng dần lên của trái đất do các loại khí nhà kính.Theo ước tính, để sản xuất được 100 tấn sinh khối vi tảo thì có khoảng 180 tấn CO2 đượ c sử dụng trong quá trình quang hợp... sống ở vùng biển mặn Nhiều loài khuê tảo và lục tảo khác… 2.5) Năng suất lipid và ảnh hưởng của môi trường lên sự tích lũy lipid của một số loài vi tảo: 2.5.1)Các loại vi tảo có chứa nhiều lipid: Một số loài vi tảo có thể tích lũy lipid đạt đến 75% (w/w) sinh khối khô nhưng năng suất thấp, như là Botryococcus braunii Một số loài vi tảo khác rất phổ biến cho vi c sản xuất lipid đó là Chlorella, Crypthecodinium,... sử đối với các nhà khoa học Và nhiên liệu sinh học được xem là một giải pháp khả thi, đáp ứng được các yêu cầu hiện tại trong đó so với bio-ethanol thì biodiesel phổ biến hơn cả Biodiesel có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu như thực vật, động vật hay nguồn dầu phế thải Nhưng để đáp ứng được nhu cầu sử dụng, chi phí giá thành và không ảnh hưởng tới sự đa dạng sinh học cũng như các hoạt động ... điểm vi tảo vi c lấy sinh khối sản xuất nhiên liệu sinh học: .8 2.4)Các loài tảo dùng sản xuất nhiên liệu sinh học: .10 2.5) Năng suất lipid ảnh hưởng môi trường lên tích lũy lipid số loài vi. .. trồngvi tảo với vi c khai thác nguồn sinh khối khác qua bảng số liệu sau: Bảng 2.1: So sánh vi tảo với nguồn nguyên liệu sản xuất biodiesel khác 2.4)Các loài tảo dùng sản xuất nhiên liệu sinh học: ... liệu hóa thạch nguồn nguyên liệu tái sinh, nhiên liệu sinh học xem cộng tác vi n thực để đạt mục tiêu Đặc biệt, vi c sử dụng vi tảo nhằm sản xuất nhiên liệu sinh học mục tiêu mà nhắm tới tương lai