Công nghệ sản xuất Chlorella

Công ngh s n xu t Chlorella

ệ ả

ấ

Nhóm 4-0902

I Tổng quan về Chlorella

1. Lịch sử và tình hình sản xuất 2. Giới thiệu chung về Chlorella 2.1Cấu tạo 2.2 Đặc tính 2.3Thành phần dinh dưỡng 2.4Vai 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

2.1Cấu tạo

Chlorella có dạng hình cầu , không có tiên mao Kích thước lớn, đường kính khoảng 210 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.

2.2Đặc 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

Hàm l ngượ ơ

S TTố 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 18 19 12 40 - 60 25 - 35 10 - 15 0,1 - 0,2 0,1 - 0,5 0,16 2,2 0,58 6 10 - 34 3,6 - 6,6 18 0,3 - 0,6 6 3,5 7 - 9 25 145 2,3 Đ n v tính ị % % % % % % % % % % % mg/ gr mg/ gr mg/ gr mg/ 100 gr mg/ 100 gr mg/ 100 gr mg/ 100 gr mg/ 100 gr Thành ph nầ Protein Gluxit Lipit Sterol Sterin β-carotene Chlorophyll a Chlorophyll b Axit nucleic Tro Xanthophyll Vitamin B1 Vitamin C Vitamin K Vitamin B2 Vitamin B12 Niacin Axit nicotinic Vitamin B6

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.

IIQuy trình sản xuất Chlorella

1 Chủng giống 2 Nguyên liệu 3 Các hình thức nuôi trồng Chlorella trong CN 3.1Nuôi trong hệ thống hở 3.2Nuôi 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...

2. Ánh sáng: cấp đầy đủ nhu cầu sinh trưởng phát triển của

tảo

3. Nhiệt độ: 2528 °c

4. pH: 66,5

5. Nguồn C: CO2( khi nuôi trồng cần sục khí liên tục)

6. Nguồn N: muối amoni, muối nitrat

7. Khoáng: Ca, P, Fe, Cu, ...

Môi tr

ng nuôi c y

ườ

ấ

ứ

3- Hình th c nuôi tr ng ồ Chlorella trong CN

3.1-Nuôi trong h th ng h

ệ ố

ở

ễ

ố

D nuôi, ít t n kém, chu kì nuôi kéo dài Phân lo i:ạ

ể

c

- Ao h t nhiên ồ ự - H th ng m t ệ ố ặ nghiêng ệ ố ệ ố

- H th ng b tròn - H th ng ao n ướ

ch yả

Quy trình công nghệ

N cướ

ồ

Nhi

--

H nuôi

Ch t khoáng ấ CO2 ho c ặ HCO3 T o gi ng ố ả

Ánh sáng t đ , ệ ộ pH

n

ngườ Môi tr Thu h i khoáng ồ ch t còn l

i ạ

ấ

L cọ Ly tâm lo i ạ cướ S y sinh kh i ố

ấ

Bao gói

Thành ph mẩ

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 :

1. Có thể bị lắng ở phần thấp của mặt

nghiêng

2. Sự bốc hơi diễn ra mạnh mẽ 3. Tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc

bơm nước

4. 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:

1. Chi phí xây dựng, vận

hành cao

2. 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:

1.Có giá trị sản xuất thương mại cao, thích hợp cho nuôi thâm canh. 2.Chi phí xây dựng rẻ

Nhược điểm:

1.Năng suất phụ thuộc vào thổ nhưỡng của vùng nuôi 2.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

u đi m

Ư ể

• 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

ơ ồ ệ ố

ấ

S đ h th ng nuôi c y trong bình kín

4-Thu ho ch sinh kh i t o

ố ả

ạ

5- Các y u t

nh h

ng

ế ố ả

ưở

a. Ánh sáng

0.9

0.8

0.7

0.6

• Chất lượng quang phổ và chu kỳ quang có ảnh hưởng, quyết định đến sinh trưởng của tảo.

0.5

m n 6 8 6 D O

0.4

0.3

0.2

0.1

Th i gian (ngày)

ờ

• 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. N ng đ mu i ố

ộ

ồ

ả

ộ

ố

ế ả

ố

o chlorella

bà

• Đ mu i gi m s h n ch quá trình ẽ ạ quang h p, hô h p và gi m t c đ ộ ấ ng c a t sinh tr ủ ế

ợ ưở

• Chlorella phát tri n

đ mu i kho ng

ể ở ộ

ố

ả

25‰

c. Nhi

t đ : ệ ộ

• Có th nh h

ự

ưở

ti p ho c gián ti p

ể ả ặ

0.9

ườ

0.8

ế • Th ồ

0.7

ế

ấ

0.6

ng tr c ế ng có tác đ ng ộ đ ng th i v i ch đ ế ộ ờ ớ chi u sáng nh t là khi nuôi t o ngoài tr i ờ

ả

0.5

m n 6 8 6 D O

0.4

t

• Theo Beijerinck (1890) thì ể ố ở

0.3

0.2

•

t đ ệ ộ

0.1

ng hoàn

t đ cao không i (>50oC) thì ưở

Th i gian (ngày)

ờ

ồ ị ể ự ả

Đ th bi u di n s nh h c a nhi ưở ủ ng ưở ng c a ủ

ng thuân l

Chlorella phát tri n t ệ ộ 25 – 28 đ Cộ nhi nhi Ở thu n l ậ ợ ng ng sinh tr ừ bào b phá toàn, các t ị ế h y và không th s ng ể ố ủ i khi chuy n vào môi l ể ạ tr ườ

i ợ

ễ t đ đ n sinh tr ệ ộ ế C. vulgaris.

d. pH

• pH khi quá cao hoặc quá

0.7

0.6

0.5

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.

0.4

H p

D O

0.3

0.2

0.1

• 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

Th i gian (ngày)

ờ

khả năng phát triển nhưng rất chậm, pH 10 – 12 ức chế sinh trưởng của tảo

Đ th bi u di n nh h ễ ả ng c a pH ủ

ồ ị ể đ n sinh tr ưở ng c a C. vulgaris. ế ủ ưở

III- ng d ng t o chlorella

Ứ

ụ

ả

1 - Trong y h cọ

III- ng d ng t o chlorella

Ứ

ụ

ả

ủ ả ả

ồ

2 - Nuôi tr ng th y h i s n (làm th c ăn cho luân trùng)

ứ

ạ

ố

Nuôi tr ng ồ Chlorella trong các tr i gi ng thu ỷ s n ả

III- ng d ng t o chlorella

Ứ

ụ

ả

ẩ ng và

ưỡ

3 - Làm th c ph m b ổ ự sung dinh d vitamin

III- ng d ng t o chlorella

Ứ

ụ

ả

4 - M ph m ỹ

ẩ

III- ng d ng t o chlorella

Ứ

ụ

ả

5 - Dùng n

ướ

c th i đ s n xu t d u sinh h c ọ

ả ể ả

ấ ầ

IV- So sánh Chlorella và Spirulina

Spirulina ố ớ

Chlorella ơ

ấ

ổ ạ 1. Sinh kh i th p h n ố 2. Chìm l ng =>Thu ho ch khó h n ắ ạ ơ

1. Sinh kh i l n 2. N i tên m t n c => Thu ho ch d ặ ướ ễ dàng h n, ti ệ ế

t ki m chi phí ng pr trong ch t khô:60- ng pr trong ch t khô: 40- ơ ượ ấ ượ ấ

4. S ng trong môi tr ng ki m , pH 4. S ng trong môi tr ng axit y u , ườ ề ườ ế 3. Hàm l 50% ố 3. Hàm l 70% ố

(cid:222) ả ơ

(cid:222) (cid:222) => kh năng s d ng CO2 d h n ử ụ ng không vk nào t n ễ ơ ấ ả

ng, phát tri n nên d b t n ễ ị ấ ể

5. Ch a nhi u VTM B12, B caroten, pH 6-6,5 kh năng sd CO2 kém h n là MT vi khu n có kh năng sinh ẩ tr ưở công

ứ ấ

ườ cượ ề t ch a nhi u xantophyl-ch t t cho gia c m 8,5-10,5 ả Là môi tr công đ ứ đ c bi ặ c n thi ầ ệ ế

6. Thành TB m ng h n nên kh năng ả ỏ ề ầ ơ

5. Thành TB dày h n kh năng tiêu tiêu hóa cao h nơ ả ơ

7. Kh năng h p th C l n ụ ả ấ ớ hóa khó h nơ

6. Kh năng h p th C nh ụ ả ấ ỏ

III- ng d ng t o chlorella

Ứ

ụ

ả

6 - S n xu t biodiesel ấ

ả

ệ ở

ấ

S n xu t biodiesel qui mô phòng thí nghi m argentina

ả

ưỡ

ủ

ầ

ng c a B ng so sánh thành ph n dinh d Spirulina platensis và Chlorella pyrenoidosa

Công nghệ sản xuất Chlorella

Công ngh s n xu t Chlorella

ệ ả

ấ

I­ Tổng quan về Chlorella

2 ­ Giới thiệu tảo Chlorella

2.1­Cấu tạo

Chlorella có dạng hình cầu , không có tiên mao Kích thước lớn, đường kính khoảng 2­10 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.

2.2­Đặc tính

2.4 ­ Vai trò

II­Quy trình sản xuất Chlorella

1 ­ Chủng giống

2­ Nguyên liệu

Môi tr

ng nuôi c y

ườ

ấ

ứ

3- Hình th c nuôi tr ng ồ Chlorella trong CN

3.1-Nuôi trong h th ng h

ệ ố

ở

ễ

ố

D nuôi, ít t n kém, chu kì nuôi kéo dài Phân lo i:ạ

ể

c

- Ao h t nhiên ồ ự - H th ng m t ệ ố ặ nghiêng ệ ố ệ ố

- H th ng b tròn - H th ng ao n ướ

ch yả

Quy trình công nghệ

N cướ

ồ

Nhi

--

H nuôi

Ch t khoáng ấ CO2 ho c ặ HCO3 T o gi ng ố ả

Ánh sáng t đ , ệ ộ pH

n

ngườ Môi tr Thu h i khoáng ồ ch t còn l

i ạ

ấ

L cọ Ly tâm lo i ạ cướ S y sinh kh i ố

ấ

Bao gói

Thành ph mẩ

Ao hồ tự nhiên

Hệ thống mặt nghiêng

Hệ thống bể tròn

Hệ thống ao nước chảy

3.2­ Hệ thống nuôi kín

u đi m

Ư ể

ơ ồ ệ ố

ấ

S đ h th ng nuôi c y trong bình kín

4-Thu ho ch sinh kh i t o

ố ả

ạ

5- Các y u t

nh h

ng

ế ố ả

ưở

a. Ánh sáng

m n 6 8 6 D O

Th i gian (ngày)

ờ

b. N ng đ mu i ố

ộ

ồ

ả

ộ

ố

ế ả

ố

o chlorella

bà

• Đ mu i gi m s h n ch quá trình ẽ ạ quang h p, hô h p và gi m t c đ ộ ấ ng c a t sinh tr ủ ế

ợ ưở

I Tổng quan về Chlorella

2 Giới thiệu tảo Chlorella

2.1Cấu tạo

Chlorella có dạng hình cầu , không có tiên mao Kích thước lớn, đường kính khoảng 210 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.

2.2Đặc tính

2.4 Vai trò

IIQuy trình sản xuất Chlorella

1 Chủng giống

2 Nguyên liệu

3.2 Hệ thống nuôi kín