- Thu nhận sinh khối 5.2.1.Nuơi cấy tảo
5.2.1.4.Câc phương phâp nuơi tảo:
a. Câc điều kiện kỹ thuật của một quâ trình nuơi cấy tảo;
5.2.1.4.Câc phương phâp nuơi tảo:
Hiện nay trín thế giới cĩ ba hình thức nuơi trồng Spirulina: thu hoạch Spirulina tự nhiín trong câc hồ, nuơi cấy trong hồ hoặc trong nhă kính cĩ mâi che vă mới đđy phât triển hệ thống nuơi trong những ống trong suốt để tăng sự tiếp xúc giữa tảo vă ânh sâng mặt trời. Những hệ thống nuơi cấy bân tự nhiín thì cho chất lượng tốt hơn thu hoạch tảo mọc tự nhiín. Về qui mơ được chia làm 3 loại:
- Nuơi ở qui mơ thủ cơng đơn giản: Nuơi ở các ao tự nhiên hay ở các bể ( xây
bằng xi măng) hay là thùng gỗ, nhựa. Trong trường hợp này thường người ta khơng sục khí CO2, khơng khuấy đảo
-Nuơi ở qui mơ bán cơng nghiệp: Một mơ hình nuơi ở qui mơ bán cơng
nghiệp như mơ hình nuơi trồng Chlorella đầu tiên ở Hoa Kỳ. Tại đây tảo đuợoc nuơi trong các ống chất dẻo trong suốt, hình chữ U, dài hơn 20m, đường kính 1,2 m. Khi ống năm ngang, cho mơi trường bvvào trong ống với độ cao khoảng 0,625m. Khí CO2 được bơm vào mơi trường, đồng thời mơi trường được luân chuyển vận động tuần hồn nhờ một máy bơm khác. Nuơi tảo bằng năng lượng ánh sáng mặt trời với nhiệt độ mơi trường duy trì khoảng 25-260C.
- Nuơi ở qui mơ cơng nghiệp: Để nuơi trồng vi tảo, vi khuẩn lam ở qui mơ
cơng nghiệp, cĩ 2 hệ thống chính : Hệ thơnúg kín và hệ thống hở. Dù là hệ thống nào đi nữa,việc khuấy đảo, sục khí để tạo điều kiện cho tế bào tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và khí CO2 là yêu cầu rất quan trọng để các chủng giống thực hiện quá trình quang hợp. Do đĩ, các hệ thống nuơi trồng được thiết kế gắn liền với hệ thống khuấy đảo và sục khí.
Hệ kín: Ở hệ thống nuơi này, vi tảo, vi khuẩn lam được nuơi trong các bể
lên men chủ yếu dùng ánh sáng nhân tạo ( ánh sáng đèn), cĩ cường độ và hệ thống sục khí CO2 tuỳ theo yêu cầu cơng nghệ.
. Điều kiện nuơi cấy được kiểm tra, khơng chế một cách chủ động.
. Năng suất cao
Nhược điểm : Giá thành đắt nên ít được áp dụng rộng rãi.
Hệ hở: Đặc điểm :. Quá trình quang hợp của vi tảo và vi khuẩn lam
gắn liền với việc sử dụng ánh sáng tự nhiên ( ánh sáng mặt trời).
. Chiều cao cột mơi trường khoảng 15-17 cm, bằng 0,7 chiều cao bể nuơi cấy.
. Khuấy đảo với một chế độ thích hợp để tảo được tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và giúp cho tảo khơng bị lắng xuống đáy bể, đảm bảo cho sự phân bố đều chất dinh dưỡng cho tồn bộ tế bào của hệ thống nuơi
ARTISANAL FARM Sản xuất thủ cơng
MEDIUM SIZE FARM Sản xuất với qui mơ trung bình
MASS PRODUCTIONFARMSản xuất qui mơ cơng nghiệp
5.2.2. Thu nhận sinh khối:
Việc thu nhận sinh khối thường qua các bước sau: - Làm đặc sơ bộ - Lọc bằng trọng lực và chân khơng - Phá vỡ tế bào - Sấy khơ - Nghiền - ĐoÏng gĩi
Khi hăm lượng sinh khối đạt cực đại thì tiến hănh thu hoạch tảo. Việc thu hoạch lă một thao tâc khâ dễ dăng trừ khi nĩ trở nín quâ giă vă dính lại với nhau thì việc thu hoạch trở nín rất khĩ khăn.
Thời gian thu hoạch tảo tốt nhất lă văo buổi sâng sớm vì nhiều lý do:
• Cơng việc sẽ dễ dăng hơn khi thời tiết mât mẻ.
• Trời nắng sẽ dễ lăm khơ sản phẩm.
• Phần trăm protein trong Spirulina cao nhất văo buổi sâng. Về cơ bản, việc thu hoạch tảo cĩ 2 bước:
• Cơ đặc sơ bộ thu được khoảng 10 % chất khơ vă phần cịn lại chứa 50 % mơi trường nuơi cấy.
• Việc loại bỏ phần cịn lại của mơi trường nuơi cấy trong sinh khối Spirulina tươi sẽ được tiến hănh trong quâ trình sử dụng hoặc quâ trình sấy khơ, nĩ sẽ chứa khoảng 20 % vật chất khơ vă dường như khơng cịn mơi trường nuơi cấy.
Câch lọc thì được tiến hănh đơn giản bằng câch cho cả tảo vă mơi trường qua một lớp vải lọc nhờ văo trọng lực. Lớp vải được lăm từ poliamide hoặc poliester với kích thước mắt lưới cỡ 30 ⎟ 50 µm lă thích hợp nhất. Việc hổ trợ thím một lưới lọc mịn sẽ lăm tăng nhanh quâ trình lọc vă bảo vệ lớp vải lọc khơng bị thủng. Nhưng câch đơn giản nhất lă cĩ thể sử dụng một túi lớn để lọc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Việc lọc cĩ thể được tiến hănh trực tiếp ở ao nuơi cấy tảo để phục hồi nước lọc. việc thu hoạch tảo sẽ được tiến hănh thơng qua một câi săng với kích thước mắt lưới 200 µm để giữ lại bất kì những chất lạ năo như sđu bọ, ấu trùng, lâ cđy, sự vĩn cục của câc polysacarit hoặc bùn.
Thật tiện lợi để xúc những mảng Spirulina khi chúng nổi lín trín, cĩ thể sử dụng những câi thùng để múc tảo. việc thu hoạch tảo khi nĩ nổi thănh từng lớp sẽ cĩ khuynh hướng tăng thím phần trăm Spirulina, nếu nĩ khơng nổi lín trín thì sẽ gđy khĩ khăn cho quâ trình thu hoạch. Khi hầu hết nước đê được lọc, sinh khối sẽ được tập trung lại thănh những câi cuộn. Việc tâch sẽ thực hiện tốt hơn với vải lọc bằng cotton.
*Bổ sung mơi trường dinh dưỡng:
Những chất dinh dưỡng bị tâch ra cùng với sinh khối khi thu hoạch cần phải được bổ sung để duy trì mơi trường dinh dưỡng.
Chất dinh dưỡng chính lă cacbon, nĩ cĩ thể được lấy trực tiếp từ khơng khí như khí CO2 mỗi khi độ pH > 10. Tuy nhiín trong khơng khí chỉ chứa một lượng rất nhỏ khí CO2 nín sự hấp thụ nĩ lă một quâ trình rất chậm, quâ trình năy chỉđạt cực đại khi pH > 10,5. CO2 tinh khiết được cung cấp từ hơi đốt hoặc oxi hĩa câc hợp chất hữu cơ nhưđường. Lượng khí cần thiết khi sục chiếm khoảng 4 % tổng diện tích của hồ. Việc thím HCO3- lă một câch lăm giảm bớt độ pH cĩ hiệu quả vă dễ thực hiện nhất nhưng nĩ sẽ lăm tăng độ mặn của mơi trường. Thỉnh thoảng phải rút bớt một phần mơi trường nuơi cấy vă thay thế bằng mơi trường giău HCO3- mới để duy trì một độ mặn nhất định.
Hăm lượng khí, rỉđường, HCO3- bổ sung sẽđiều chỉnh được độ pH khoảng 10,4. Độ pH< 10,2 cĩ thể gđy ra sự sản sinh thừa khơng mong muốn nhưng khơng nguy hiểm. Đường cĩ thể gđy ra một số biến đổi của mơi trường dinh dưỡng vì vậy chỉ nín sử dụng một lượng nhỏ hơn 0,3 kg/kg vă cung cấp căng đều đặn căng tốt.
Ngoăi C, Spirulina cần phải cĩ câc chất dinh dưỡng cần thiết như: N, P, K, S, Mg, Ca, Fe vả một số nguyín tố vi lượng khâc. Trong một số trường hợp, câc nguyín tố vi lượng vă canxi cĩ thể khơng cần cung cấp vì nĩ cĩ sẵn trong nước vă những chất hĩa học sử dụng lăm thức ăn cho Spirulina. Trong một văi trường hợp, nước cĩ chứa một lượng lớn Ca, Mg, Fe, nĩ sẽ lăm đục mơi trường.
Nếu sử dụng phđn bĩn hĩa học thì chúng phải hịa tan được để đề phịng việc cĩ câc kim loại nặng như Hg, Cd, Pb, Spirulina sẽ dễ dăng hấp thu những chất đĩ vă sẽ bị kết dính lại.
Nitrat lă một nguồn cung cấp nitơ tốt, nĩ chứa đựng nhiều chất dinh dưỡng ngoăi nitơ. Nguồn nitơ rẻ nhất lă urí, urí được tạo thănh từ NH3 vă CO2 lă một chất dinh dưỡng tuyệt vời cho Spirulina nhưng hăm lượng phải được giữở mức thấp, khoảng 60 mg/l. Urí thừa cũng cĩ thể chuyển hĩa thănh NH3 hoặc NO3-ở trong mơi trường. Trong trường hợp cần thiết, tất cả câc chất dinh dưỡng vă câc nguyín tố vi lượng trừ Fe cĩ thểđược cung cấp bởi nước tiểu lấy từ người hoặc động vật cĩ tình trạng sức khỏe tốt, khơng dùng thuốc với lượng khoảng 15 ⎟ 20 l/kg Spirulina. Fe cĩ thể được cung cấp bằng câch hịa tan trong mơi trường axit. Phđn khâc với urí, nĩ cĩ thểđược cung cấp một thâng một lần nhưng urí thì phải được cung cấp hăng ngăy dựa văo hăm lượng đê được xâc định.
Sinh khối tươi mới thu hoạch sẽ khơng giữđược lđu trong tủ lạnh vă khơng hơn văi giờở nhiệt độ phịng.
Thím văo 10 % muối lă một phương phâp để tăng thời hạn bảo quản lín tới văi thâng nhưng vẻ bề ngoăi vă mùi vị sản phẩm bị thay đổi: mău xanh của phycocyanin bị mất đi, sản phẩm sẽ trở nín lỏng vă mùi vị cĩ phần giống như bột câ Việc lạnh đơng lă một câch để giữ Spirulina trong một thời gian dăi. Nĩ cũng lăm mất mău xanh của tảo nhưng khơng lăm thay đổi mùi vị. Sấy lă một phương phâp phổ biến để bảo quản vă phđn phối Spirulina. Nếu Spirulina được sấy vă đĩng gĩi đúng kĩ thuật thì sấy được coi lă phương phâp tốt để giữ Spirulina trong vịng 5 năm.
*. Sấy khơ:
Mây sấy Spirulina dùng trong cơng nghiệp lă mây sấy phun, điều năy lă ngoăi tầm với của những người sản xuất thủ cơng.
Sấy khơ bằng ânh nắng mặt trời lă phương phâp phổ biến nhất để lăm khơ sản phẩm đối với những người sản xuất nhỏ. Việc sấy trực tiếp bằng ânh nắng mặt trời phải tiến hănh nhanh nếu khơng cholorophyl sẽ bị phâ hủy.
Dù dùng nguồn nhiệt năo thì lớp sinh khối tảo phải đủ mỏng để cĩ thể kịp khơ trước khi nĩ bắt đầu lín men. Khơng khí ẩm vă khơ xuyín qua sinh khối phải với tốc độ cao văo lúc bắt đầu quâ trình sấy.
Trong quâ sấy cũng như về sau, sản phẩm sấy phải được bảo vệ chống lại sự nhiễm bẩn từ bụi, sđu bọ vă khơng được tiếp xúc trực tiếp với tay. Nhiệt độ sấy cần phải nhỏ hơn 68oC. Sự lín men xuất hiện trong quâ trình sấy cĩ thểđược phât hiện bởi việc xuất hiện mùi trong vă sau quâ trình sấy. Tuy nhiín, mùi sẽ mạnh nhất khi bắt đầu quâ trình sấy.[9]
*Việc thu hoạch Spirulina ở Myanmar:
Spirulina thu hoạch xong được đem đi lọc, rửa bằng nước sạch vă ĩp, quâ trình năy
được lặp lại một lần nữa. Bột nhêo sau khi lọc được ĩp thănh từng cđy vă được sấy dưới ânh nắng mặt trời trín những tấm nhựa trong suốt.