Đang tải... (xem toàn văn)
THU LIPID TỪ VI TẢO NANNOCHLOROPSIS OCULATA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - ĐHĐN KHOA SINH - MÔI TRƯỜNG THU LIPID TỪ VI TẢO NANNOCHLOROPSIS OCULATA GVHD: ThS. Đỗ Thị Trường Trong bối cảnh đảm bảo an ninh năng lượng, biến đổi khí hậu và giá dầu leo thang đang là các vấn đề sống còn của mọi quốc gia Trong bối cảnh đảm bảo an ninh năng lượng, biến đổi khí hậu và giá dầu leo thang đang là các vấn đề sống còn của mọi quốc gia Thế hệ nhiên liệu sinh học đầu tiên, được phát triển từ các loại thực vật, mỡ động vật, tuy giúp thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch, nhưng không bền vững Thế hệ nhiên liệu sinh học đầu tiên, được phát triển từ các loại thực vật, mỡ động vật, tuy giúp thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch, nhưng không bền vững Vi tảo là nguồn nguyên liệu thay thế, thân thiện với môi trường để sản xuất nhiên liệu sinh học như ethanol sinh học và diesel sinh học. Vi tảo là nguồn nguyên liệu thay thế, thân thiện với môi trường để sản xuất nhiên liệu sinh học như ethanol sinh học và diesel sinh học. ĐẶT VẤN ĐỀ : 1. Giới thiệu về nhiên liệu sinh học 2. Tình hình nghiên cứu thu lipid từ vi tảo sản xuất nhiên liệu sinh học 3. Nuôi trồng tảo Nannochloropsis oculata NỘI DUNG Ethanol sinh học (bioethanol) Ethanol sinh học là loại nhiên liệu thay thế cho xăng phổ biến nhất. Mặc dù nhiệt năng của ethanol sinh học thấp hơn xăng 68%, khí phát thải từ ethanol sinh học ít độc hơn xăng, do đó về lâu dài có lợi cho sức khỏe con người và hệ sinh thái. Diesel sinh học (biodiesel) Diesel sinh học là nhiên liệu có thành phần là phức hợp của các methyl ester của các axit béo mạch dài như axit lauric, palmitic, oleic…Diesel sinh học có thể thay thế hoàn toàn dầu diesel trong các động cơ đốt trong (B100) hoặc pha với diesel dầu mỏ ở 1 tỉ lệ nhất định (B20). 1. Giới thiệu về nhiên liệu sinh học 2.1. Thế giới: Dự án nuôi tảo ở quy mô lớn thu nhiên liệu sinh học tại trường đại học Nevada , Reno là dự án nuôi tảo ngoài trời thành công đầu tiên. Theo nghiên cứu của Rosenberg et al 2008: lipid dầu tảo có thể được chế biến thành dầu diesel sinh học. Nghiên cứu sâu rộng nhất về sự phát triển của nhiên liệu sinh học từ tảo đã được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia (NREL) 1978-1996. Trong chương trình này, họ đã nuôi hơn 3000 loài tảo và 2 loài cho hàm lượng lipit cao là tảo lục và tảo silic. Gần đây, Bộ Khoa học và Công nghệ MOSTI của Malaysia đã sử dụng tảo N. oculata để sản xuất diesel sinh học 2. Tình hình nghiên cứu thu lipid từ vi tảo sản xuất nhiên liệu sinh học 2.2. Việt Nam: Năm 2009 chương trình nghiên cứu quy trình công nghệ nuôi trồng và sản xuất vi tảo làm nguyên liệu cho sản xuất NLSH đã được phê duyệt. Cho đến nay, chương trình đang thực hiện và đã sàng lọc được một số loài thuộc chi Tetraselmis, Nannochloropsis, Chlorella và một số loài vi tảo dị dưỡng khác có tiềm năng trở thành nguồn nguyên liệu cho sản xuất NLSH ở Việt Nam. Đồng thời nuôi trồng và thu sinh khối một số loài tảo lựa chọn được trên qui mô lớn, cả ở hồ và hệ thống bioreactor kín. 2. Tình hình nghiên cứu thu lipid từ vi tảo sản xuất nhiên liệu sinh học 3.1. Giới thiệu về tảo N. oculata 3.1. Giới thiệu về tảo N. oculata 3.2. Cách phân lập và lưu giữ giống 3.2. Cách phân lập và lưu giữ giống 3.3. Quy trình nuôi cấy 3.3. Quy trình nuôi cấy 3. Nuôi trồng tảo Nannochloropsis oculata a. Phân loại: Tảo N. oculata thuộc: Lớp Eustigmatophyceae Bộ Eustigmatales Họ Monodopsidaceae Chi Nannochloropsis 3.1. Giới thiệu về tảo N. oculata b. Đặc điểm hình thái Nannochloropsis oculata là loài tảo đơn bào, tự nổi trên môi trường lỏng, mang một lớp đơn các sắc tố diệp lục màu vàng xanh, là sắc tố đặc trưng của nhóm Eustigmatophyceae, không có lớp màng nhầy bên ngoài. 3.1. Giới thiệu về tảo N. oculata c. Đặc điểm sinh lý Nannochloropsis sp. là một chi thuộc dạng phiêu sinh vật tự dưỡng, trong tế bào có các hợp chất chlorophylls. N. oculata thuộc vào thể đơn bội, sinh sản vô tính theo kiểu phân đôi theo chiều ngang. Môi trường TH04 (Hoàng Thị Bích Mai, 1995) nuôi cấy Nannochloropsis oculata. STT Hoá chất Liều lượng (mg/L) 1 NH4(SO4)2 200 2 NaH 2 PO 4 5 3 CuSO 4 .H 2 O 5 4 MgSO 4 .7H2O 80 5 NaHCO3 100 6 FeSO 4 0,4 7 MnCl 2 .4H2O 1,81 8 ZnSO 4 .5H 2 O 0,22 9 NaMoO 4 .2H 2 O 0,17 10 Na 2 EDTA 5 Chuẩn bị các điều kiện : Môi trường nuôi cấy: 3.2. Cách phân lập và lưu giữ giống [...]... Nuôi tảo ngoài trời Hệ thống bể nuôi tảo Nannochloropsis oculata (3) Thu hoạch sinh khối và chiết xuất dầu tảo Thu hoạch sinh khối: Cho đến nay có 4 phương pháp thu hoạch tảo đã và đang được sử dụng là lắng (sedimentation), lọc (filtration), kết bông (flocculation) và ly tâm (centrifugation) Thu hoạch tảo N oculata bằng phương pháp lọc (3) Thu hoạch sinh khối và chiết xuất dầu tảo Chiết xuất dầu tảo: ... tảo ngoài trời Sơ đồ : Phương pháp nhân giống từ thể tích nhỏ tới thể tích lớn (2) Nuôi tảo ngoài trời Phương pháp nuôi Hệ thống sục khí mạnh, đều hoạt động liên tục 24/24 giờ Ánh sáng, nhiệt độ phụ thu c vào điều kiện tự nhiên, các bể nuôi tảo được bố trí ngoài trời không có mái che Hằng ngày kiểm tra sục khí, kiểm tra mức độ nhiễm tạp của tảo dưới kính hiển vi Cultivation of Nannochloropsis oculata. .. oculata trong phòng thí nghiệm (2) Nuôi tảo ngoài trời Chuẩn bị (2) Nuôi tảo ngoài trời Cấy tảo + Tảo giống được lấy từ phòng thí nghiệm + Mật độ cấy ban đầu tùy loài, thường thể tích giống bằng 2 – 10 % thể tích nước nuôi ban đầu + Cấy nhân giống từ thể tích nhỏ tới thể tích lớn, sau 2 – 3 ngày khi tảo đang ở pha tăng trưởng thì tiến hành cấy sang mới Tảo giống từ agar Bể xi măng 60 m Ống nghiệm 3... + Giàn nuôi tảo được bố trí các bóng đèn Neon 40W, cường độ chiếu sáng từ 6000 – 10000 lux, hệ thống các ống và dây sục khí Các dụng cụ nuôi tảo Các bình Erlen thể tích từ 0.25 – 2 lít; các bình hình trụ có thể tích từ 3 – 10 lít; túi nilon; thùng nhựa 100 lít ; các bể Composite có thể tích từ 0.5 – 2 m3; bể ximăng 60 m3; các hoá chất và dụng cụ khác 3.2.1 Quy trình phân lập Thu mẫu tảo ngoài tự... Quy trình phân lập Thu mẫu tảo ngoài tự nhiên bằng lưới TVN Lọc loại tảo (vớt về) bằng lưới vớt tảo Nhân sinh khối lượng tảo vừa vớt bằng cách bổ sung muối dinh dưỡng và chuyển dần từ thể tích nhỏ sang thể tích lớn hơn.(1L , 5L…) Phân lập Nannochloropsis oculata bằng phương pháp pha loãng, cấy chuyền bằng môi trường bán lỏng: tảo được pha loãng đến mật độ 1tb/ml 1mL 1mL 3.2.2 Lưu và giữ giống ... thao tác kỹ thu t trong cấy và giữ giống tảo đều phải đảm bảo vô trùng Tảo sau khi cấy được giữ ở điều kiện ánh sáng yếu cường độ chiếu sáng 3000 lux, nhiệt độ 250C, độ ẩm 60 – 70% Sau 2 – 3 ngày sẽ thấy tảo phát triển, khoảng 4 – 5 ngày thấy có màu đặc trưng của tảo Hàng ngày kiểm tra sự phát triển của tảo, nếu thấy nhiễm khuẩn thì phải loại bỏ ngay để tránh sự lây nhiễm Thời gian giữ tảo là 8 tuần,... 3.3 Quy trình nuôi cấy (1) Nuôi tảo trong phòng thí nghiệm Chuẩn bị : (1) Nuôi tảo trong phòng thí nghiệm Cấy tảo Lấy 10 – 20 ml tảo gốc từ ống nghiệm cấy vào bình tam giác 100 ml chứa 50 – 80 ml dung dịch dinh dưỡng Walne Đậy bình bằng nút cao su có lỗ thông khí Sau thời gian 3 – 6 ngày khi tảo ở pha logarit tiến hành cấy sang thể tích mới, ở các giai đoạn này tảo giống dùng với tỷ lệ 10 – 20... Phương pháp nuôi tảo Các bình nuôi trong phòng thí nghiệm có các điều kiện tương đối ổn định Nhiệt độ 250C, ánh sáng và sục khí 24/24 giờ Ở các thể tích nhỏ hơn một lít sục khí nhẹ và ánh sáng yếu (2 bóng đèn Neon 40W) Đối với các thể tích lớn hơn hai lít bố trí sục khí mạnh, cường độ ánh sáng lớn (4 bóng đèn Neon 40W) (1) Nuôi tảo trong phòng thí nghiệm Chuẩn bị tảo giống Nannochloropsis oculata trong... 5000 lux Nhiệt độ Nhiệt độ từ 25 - 300C nuôi ngoài trời thì dùng lưới che nắng Thiết bị bảo quản: Tủ lạnh hoặc tủ bảo quản chuyên dùng cho tảo Sục khí Hoá chất và các vật dụng cần thiết: + Tủ giữ tảo có điều kiện: ánh sáng 3000 lux, nhiệt độ: 25 0C, độ ẩm 60 – 70% + Máy sấy dụng cụ Drying oven MOV – 212 + Máy hấp nước Hiclave HVE – 50 + Một số dụng cụ khác như : Kính hiển vi quang học, buồng đếm hồng... Nước nuôi tảo: Nước dùng trong nuôi tảo là nước biển xử lý theo quy trình: Nước biển Thiosunfate bể chứa bể lắng lọc cát 1 bể xử lý Chlorine (20-30 ppm) (30ppm) lọc ozone túi lọc lọc cát 2 UV (50 µm) bể nuôi Môi trường dinh . Giới thiệu về nhiên liệu sinh học 2. Tình hình nghiên cứu thu lipid từ vi tảo sản xuất nhiên liệu sinh học 3. Nuôi trồng tảo Nannochloropsis oculata NỘI DUNG Ethanol sinh học (bioethanol) Ethanol. cao là tảo lục và tảo silic. Gần đây, Bộ Khoa học và Công nghệ MOSTI của Malaysia đã sử dụng tảo N. oculata để sản xuất diesel sinh học 2. Tình hình nghiên cứu thu lipid từ vi tảo sản xuất nhiên. một số loài tảo lựa chọn được trên qui mô lớn, cả ở hồ và hệ thống bioreactor kín. 2. Tình hình nghiên cứu thu lipid từ vi tảo sản xuất nhiên liệu sinh học 3.1. Giới thiệu về tảo N. oculata 3.1.