Mục Lục
1. Giới thiệu (Introduce)
2. Thiết kếhệthống (SystemDesign)
2.1. Thiết kếbểnuôi (Pond Design)
2.2. Hệthống khuấy-xục khí (Paddle-wheels and Aerator Systems)
3. Giống tảo (Algal strain)
3.1. Chọn giống (Strain selection)
3.2. Giữvà nhân giống (Maintaining - Algal cultures)
4. Môi trường nuôi tảo (Culture medium)
4.1.Môi trường nhân giống tảo trong phòng thí nghiệm (Culture mediumin Laboratory)
4.2. Môi trường nuôi tảo quy mô lớn (Culture medium in outdoor pond)
5. Vận hành và Quản lý (Control and Management)
6. Thu hoạch và làm khô (Harvesting and Drying)
6.1. Phương pháp thu hoạch (Harvesting methods)
6.2. Phương pháp làm khô (Drying methods)
7. Kết luận (Conclusions)
8. Tàiliệu thamkhảo (References
24 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 3250 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
định chiều dài kênh L có liên quan đến biến thiên độ sâu d để tính ra yếu tố
ma sát - n, bán kính thủy lực - R, và tốc độ, - V. Chúng ta có phương trình sau:
s=V2.n/R4/3 (2)
từ đó s = ∆d/L và R = dw/(W+2d)
∆d = L.V2.n2/(dw/(w+2d))4/3 (3)
at website: www.thuviencongdong.net 5
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
Và
L = ∆d.(dw/(w+2d))4/3 / V2n2 (4)
Gọi A là diện tích giới hạn của ao, giá trị của A được tính bằng:
A = L.w
Bảng sau đưa ra một số giá trị n.
Chủng loại vật liệu dùng để phủ trên bề mặt bờ kênh, ao n
Nhựa trơn, phẳng trên nền bề mặt bê tông trơn phẳng 0.0018
Nhựa với “vải lót” trên nền mặt đất bằng phẳng 0.010
Bề mặt bê tông nhẵn 0.013
Bề mặt bê tông– apphan (nhựa đường) nhẵn 0.015
Đất gồ ghề 0.03
Nhựa trơn, phẳng trên nền bề mặt đất (loại đất được đập nhỏ, mịn) 0.012
Việc xây dựng bể và khuấy xục phải đảm bảo cho nước lưu thông tránh lắng đọng (góc
chết) và dễ dàng nhận được ánh sáng nhất.
Bể tròn theo mô hình xử lý nước thải ở Đài Loan
2.1. Hệ thống khuấy- xục khí
Hệ thống nuôi tảo quy mô lớn kết hợp khuấy-xục khí nhằm thu được lượng sinh khối
nhiều nhất. So sánh sự nuôi quy mô lớn không khuấy tảo Dunaliella thu được lượng
at website: www.thuviencongdong.net 6
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
sinh khối 0,1g/l trong khi có khuấy lên tới 1.0g/l. Sự khuấy xục nhằm: tạo sựu tiếp xúc
tốt hơn của tế bào tảo với dinh dưỡng, ánh sáng, khí Cacbonic (CO2); giữ ổn định nhiệt
độ trong toàn bộ khối nước giúp tảo phát triển tốt nhất. Các thí nghiệm cho thấy rằng
tốc độ dòng chảy do máy khuấy tạo nên là khoảng 5.0 cm/s điều này tạo điều kiện tối
ưu vì tảo sẽ không bị lắng tụ xuống đáy, đặc biệt tại các góc của bể. Nhưng thực tế
trong hồ nuôi tốc độ khuấy phải đạt từ 20-30cm/s mới đảm bảo do tốc độ dòng phụ
thuộc nhiều vào vật liệu xây dựng hồ nuôi.
Cánh (guồng) khuấy nước (Padle-wheels)
Trên phương diện thiết kế, để có được tốc độ dòng chảy thích hợp thì Oswald (1988) đã
đưa ra công thức tính toán tốc độ dòng nước trong một kênh, ao hình chữ nhật với độ
dốc về một phía như sau:
V=1/n.R2/3.S1/2 (1)
ở đây: V - tốc độ (vận tốc) dòng nước lưu động trung bình (m/s)
R – bán kính thủy lực trung bình (m). R là vùng diện tích của dòng chảy (A) được phân
chia bởi chu vi trong nước (P). Ví dụ R = A/P = dw/ [w + 2d], trong đó w và d lần lượt
là chiều rộng và sâu của ao, kênh. Đối với những con kênh, ao rất rộng và được che
bóng (shallow) thì R xấp xỉ bằng với độ sâu d. Tỷ lệ năng lượng hao hụt (S) trên đơn vị
at website: www.thuviencongdong.net 7
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
bề dài của kênh là d/L, d là biến thiên độ sâu dòng nước và L là chiều dài kênh. n là hệ
số ma sát Manning (s/m3) dùng để đánh giá độ gồ ghề của bề mặt kênh, ao.
Ngoài ra để tối ưu hoá khả năng thu nhận ánh sáng của tảo có liên quan mật thiết đến
độ sâu của cột nước với sự khuấy trộn. Tảo cần ánh sáng để sinh trưởng. Trong ao, tảo
phân bố gần bề mặt nước để có thể nhận được nhiều quang năng hơn và trong trường
hợp mật độ tảo qúa cao thì ánh sáng chỉ có thể đi xuyên qua vài cm kể từ mặt nước. Bởi
vậy cần tính toán độ sâu của ao sao cho tảo có thể nhận được nhiều ánh sáng nhất. Mặt
khác trong ao lại được lắp đặt các thiết bị khuấy trộn để tạo dòng. Từ các phương trình
(4), (5) ta thấy rằng diện tích giới hạn của ao (A) giảm khi độ sâu của ao giảm và tăng
cường tốc độ khuấy trộn. Tuy nhiên, tăng độ sâu ao và giảm tốc độ khuấy thì diện tích
giới hạn của ao sẽ đủ lớn cho phép xây dựng và vận hành hơn là giới hạn thủy lực, được
xem là yếu tố giới hạn kích thước ao thực. Để tối ưu hóa năng suất, độ sâu ao cũng cần
phải hợp lý. Hệ số quang hợp cực đại (fm) được tính toán theo phương trình sau:
fm = (Ss/So)/ [ln(So/Ss) + 1] (6)
Trong đó: Ss: mật độ dòng photon tại thời điểm quang hợp bão hòa
So: mật độ dòng photon tại thời điểm tức thời.
Đối với tảo lục, có một mối liên hệ giữa mật độ tảo, Ct (mg/l) và độ xuyên sâu của ánh
sáng, Dp (cm) theo Oswald (1998).
Dp = 6000/Ct (7)
Trong nuôi cấy quy mô lớn, người ta thấy rằng hầu như ánh sáng chỉ chiếu được xuống
2/3 của chiều sâu bể do đó:
Dp = (2/3)d (8)
và Ct = 9000/d (9)
Như vậy trong một ao hở, nuôi cấy tảo lục liên tục với độ sâu 30 cm thì hàm lượng tảo
trung bình đạt được trong điều kiện giới hạn ánh sáng là 300 mg trọng lượng khô /l.
Nếu dòng photon có lớn hơn cũng chỉ làm gia tăng hàm lượng thêm chút ít bởi vì độ
xuyên sâu của ánh sáng là hàm log của cường độ của nó. Như thế ta thấy rằng hàm
lượng tảo chỉ đạt được lớn trong các ao nuôi cấy nông.
Sự thiết kế lắp đặt hệ thống khuấy xục bao gồm cánh khuấy (guồng quay) và động cơ
nhằm tối ưu tốc độ dòng chảy và đảm bảo tốc độ dòng chảy là hết sức cần thiết. Thực
nghiệm cho thấy guồng quay là thiết bị khuấy trộn hiệu qủa nhất đối với bể nuôi có sử
dụng dòng động. Guồng quay được đặt tại một vị trí lõm xuống (sump) (thấp hơn bề
at website: www.thuviencongdong.net 8
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
mặt ao) trên nền đáy ao. Đường kính của guồng quay càng lớn thì hiệu qủa của nó càng
tăng. Tuy nhiên giá thành để mua thiết bị này lại lớn hơn. Đường kính phù hợp là 1.500
mm. Tương tự như vậy, lưỡi gạt nước (blade) trên guồng quay càng lớn thì chúng làm
việc càng có hiệu qủa và giảm độ sốc của động cơ (motor). Khe hở (clearance) giữa
lưỡi gạt nước và nền đáy ao càng nhỏ thì guồng quay hoạt động tốt hơn. Trong thực tế
khe hở thích hợp cho phép là 20 mm. Từ các yếu tố phân tích trên người ta đưa ra công
thức tính toán độ sâu tối thiểu cần thiết cho các chỗ lõm dùng để đặt thiết bị guồng quay
như sau:
∂ = 3.14/Pn (10)
D = (r + T).cos∂ (11)
B = r + T – D (12)
∂ = Nửa góc giữa các lưỡi gạt nước
Pn = Số lượng lưỡi gạt nước (tối đa là 8 trên một guồng quay)
r = Bán kính guồng quay
T= Độ rộng khe hở giữa lưỡi gạt nước và đáy ao
B = Độ sâu của chỗ lõm (nơi đặt guồng quay)
D = Khoảng cách từ trục guồng quay đến đáy ao.
Nếu chúng ta thay thế (10) vào (11) và (11) vào (12) thì nhận được:
B = (r + T)(1 - cos[µ/Pn]) (13)
Ví dụ Pn = 8, r = 750 và T = 20 thì B = 59. Như vậy chỗ lõm đặt máy phải có độ sâu tối
thiểu 59 mm và bán kính 770 (= 750 + 20) mm. Trong thực tế do việc xây dựng và lắp
đặt thiết bị không hoàn toàn trùng khớp với tính toán lý thuyết và để tạo ra dung sai an
toàn người ta khuyến nghị rằng trong trường hợp này độ sâu cần thiết cho chỗ lõm này
phải là 100 mm.
Trục của guồng quay phải cách bề mặt đáy ao 670 mm. Chiều cao của mỗi lưỡi gạt
nước tính bằng độ sâu cột nước (d) cộng với độ sâu chỗ lõm (B) trừ đi khe trống (T) (d
+ B – T). Đối với cột nước sâu 200 mm, thì độ sâu bù cho sự thay đổi mất áp suất là 50
mm, do đó chiều cao của mỗi lưỡi gạt nước sẽ là 330 mm. Để tạo ra dung sai an toàn
cho phép là 20 mm thì chiều cao cuối cùng của lưỡi gạt vào cỡ 350 mm.
Việc chọn (động cơ) motor không đơn giản vì năng lượng điện cần thiết để vận hành
guồng quay được đặt trên chỗ lõm (sump) trong ao là không dễ tính toán. Tuy nhiên,
người ta có thể sử dụng số liệu cho guồng quay không có chỗ lõm để ước lượng.
at website: www.thuviencongdong.net 9
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
Công suất của máy phụ thuộc vào sự giảm áp suất, đường kính ao, tốc độ và được tính
toán như sau:
P = Q. W.∆d/102e (14)
Trong đó P = Điện năng tiêu thụ (kW)
Q = Lưu lượng nước di động (m3/s)
W = Trọng lượng riêng của nước (kg/m3) thay đổi tùy theo nhiệt độ
e = Hệ số của guồng quay; 102 là hệ số tính thêm vào khi chuyển đổi từ m.kg/s thành
kW. Ở 150C, trọng lượng riêng của nước xấp xỉ 1.000 kg/m3.
Đối với một con kênh có độ rộng là w và độ sâu d, lưu lượng dòng Q được cho bởi công
thức sau:
Q = w.d.V (15)
Như vậy, giả sử w = 6m, d = 20 cm và V = 15 cm/s, hệ số của guồng quay là 0.17 (đây
là giá trị trung bình đối với guồng quay vận hành trên nền đáy ao) thì điện năng cần tiêu
hao là 1.038 kW. Trong 24 h, điện năng tiêu thụ là 24.9 kW/ ngày. Nếu ta có diện tích
ao 1.27 ha được khuấy động thì cần cung cấp điện năng tương đương với 24.9/1.27 =
19.59 kW-h/ha2.ngày. Trong trường hợp tốc độ dòng tăng lên 20 cm/s thì điện năng tiêu
thụ tăng tới 33.2 kW-h/ngày.
Với cách tính toán như trên có thể thấy rằng một motor 2 kW là đủ để tạo ra tốc độ 30
cm/s trong một ao có diện tích 1000 m2.
Một số giống tảo nuôi cần có sự bổ xung khí cacbonic (CO2) như Spirulina là cần thiết
để tảo phát triển tốt nhất đạt sinh khối cao. Bổ xung cacbonat nhằm thiết lập và duy trì
trạng thái tính kiềm cao trong môi trường nuôi. Hầu hết các ao nuôi tảo đều bị giới hạn
bởi nguồn CO2. Việc bổ xung carbonic vào trong ao sẽ làm tăng sản lượng tảo nhưng lại
khiến cho chi phí nuôi tăng lên. Đối với nuôi cấy Spirulina thì bổ xung carbonic là cực
kỳ quan trọng để duy trì trạng thái kiềm cao của môi trường. Phương pháp đơn giản
nhưng hiệu qủa để cung cấp carbonic là tạo ra các tấm nhựa mỏng có khung là ống PCV
nổi trên mặt nước. Máy khuếch tán trên nền đáy ao sẽ thổi CO2 vào trong nước. Yếu tố
giới hạn sự khuếch tán của CO2 vào trong nước là tại màng lỏng nằm giữa bề mặt chung
lỏng – khí.
Khối lượng khí (mM/L) được thổi vào trong nước được tính toán bằng:
Q = kA(Cs - Cd) (16)
Trong đó k là hệ số vận chuyển khối (the mass transfer coefficient) (M/phút), A diện
tích bề mặt chung giao nhau (m2), Cs nồng độ cân bằng của khí hòa tan tại bề mặt giao
at website: www.thuviencongdong.net 10
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
nhau (mM) và Cd nồng độ khí trong nước. Nếu dòng khí CO2 đi vào trong máy phun và
giá trị của áp suất riêng phần của khí đã được biết thì hệ số vận chuyển khối ki (M/phút)
đối với một vùng phun dự tính sẽ được ước tính như sau:
Ki =Qt/Ai(Csi - Cd).1000 (17)
Ở đây: Qt là dòng CO2 đi vào (mM/phút), Ai là diện tích được phun (m2), Csi là nồng
độ bão hòa của CO2 trong điều kiện cân bằng với áp suất riêng phần dưới máy phun
(mM/L), Cd là nồng độ thực của CO2 hòa tan trong dịch nuôi cấy tảo (mM/L). Đối với
ao nuôi cấy tối ưu thì chênh lệch giá trị Csi – Cd cần phải càng cao càng tốt. Điều này
có nghĩa rằng nồng độ CO2 cao phải được duy trì trong pha khí ở phía dưới máy phun.
Theo Becker (1994) tốc độ dòng CO2 phải từ 70 – 130mM CO2/phút.m2 là phù hợp
trong điều kiện nhiệt độ nuôi cấy từ 25 – 300C và nồng độ bão hòa của máy phun từ 15
– 25 mM/L trong điều kiện nồng độ CO2 hoà tan cực đại là 1.5mM/L. Điều này có
nghĩa rằng cứ 1 m2 diện tích phun cần đến 1.8 – 3.4 kg CO2 trong thời gian 10 h. Ở mức
nhiệt độ này, nồng độ cực đại của CO2 là 1.5 mM/L sẽ bị thất thoát khoảng
7mM/phút.m2. Trên cơ sở tính toán tốc độ sinh trưởng của Scenedesmus obliquus
(Tupr.) Kutzing, Becker (1994) đã kết luận rằng 1 m2 của vùng phun có thể cung cấp 40
– 75 m2 diện tích ao nuôi.
Toàn bộ hệ thống nuôi tảo của công ty Green Diamon
tại Chiang Mai, Thailand
at website: www.thuviencongdong.net 11
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
3. Giống tảo
3.1. Chọn giống
Giống tảo nuôi phụ thuộc mật thiết với các kiểu hồ nuôi khác nhau. Tảo giống
phải đạt độ thuần khiết cao, trong quá trình nuôi cần hạn chế sự phát triển của các loài
tảo tạp phát triển.
Tetraselmis Haematococcus Skeletonema Phòng giống tảo
Cần có một phòng thí nghiệm nhỏ với hệ thống phòng nhân giống tảo trước khi thả nuôi
tại hồ lớn. Giống tảo nên được đặt mua tại các cơ sở có uy tín. Ở Việt Nam, hiện nay,
có phòng tảo giống của Giáo sư Dương Đức Tiến đạt tiêu chuẩn và chất lượng giống
tảo. Các giống tảo được lựa chọn đạt tiêu chí chất lượng đặt ra như: hàm lượng
carotenoid cao và phát triển nhanh với Dunaliella salina, hay dễ thu hoạch, phát triển
nhanh và hàm lượng dinh dưỡng cao với Spirulina platensis.
Dunaliella Chlorella Isochrysis Spirulina
Tỷ lệ cấy giống thông thường theo tỷ lệ 1/10 về thể tích. Việc duy trì mật độ tảo giống
cao nhằm lấn át sự phát triển của tảo tạp nhiễm và các vi sinh vật khác. Điều này đảm
bảo cho chất lượng, sự tinh sạch của sản phẩm. Hơn nữa nó còn giúp rút ngắn thời gian
thu hoạch, giảm chi phí sản xuất.
at website: www.thuviencongdong.net 12
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
3.2. Giữ và nhân giống
Việc chủ động về giống tảo là yêu cầu cần thiết cho sản xuất. Điều này giúp
doanh nghiệp giảm chi phí mua giống và chủ động công việc của mình. Giữ giống cần
có một phòng thí nghiệm nhỏ với các dụng cụ tối thiểu sau:
01. Nồi hấp áp lực (Autoclave)
01. Tủ cấy vi sinh vật (Biologycal Safety Cabinet)
01. Kính hiển vi quang học (Microscopic)
01. Dàn đèn ánh sáng
Dụng cụ và hoá chất thí nghiệm thông thường khác.
Một số dụng cụ hóa chất dùng trong phòng thí nghiệm
Phòng thí nghiệm còn có chức năng kiểm tra thường xuyên mật độ và độ tinh sạch của
tảo nuôi.
Nhân giống cấp II để có được mật độ tảo cao / thể tích dung dịch lớn trước khi nuôi
trong ao, hồ lớn là một khâu trong quy trình kỹ thuật. Cần có khu nhân giống với các bể
nuôi khác nhau tuỳ theo quy mô nuôi của các bạn. Việc nhân giống phát triển dần theo
tỷ lệ 1/10 về thể tích giống.
at website: www.thuviencongdong.net 13
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
Nhân giống tảo Bể nhân giống tảo
4. Môi trường nuôi tảo
Các thức pha chế và sử dụng môi trường nuôi tảo quy mô lớn dựa trên cơ sở môi
trường nuôi trong phòng thí nghiệm. Điều này liên quan mật thiết đến nguồn nước và
giá thành sản phẩm. Ngoài ra còn phụ thuộc vào một số điều kiện phát triển của tảo, sản
phẩm được sử dụng cho đối tượng nào, con người, vật nuôi hay dùng cho xử lý môi
trường?
Nhưng trước hết chúng ta quan tâm đến môi trường nuôi tảo trong phòng thí nghiệm-
môi trường nhân giống.
4.1. Môi trường nhân giống
Môi trường nhân và giữ giống trong phòng thí nghiệm bao gồm nhiều loại đã
được nêu trong các công trình nghiên cứu khoa học. Bởi vậy các bạn có thể tham khảo
một số môi trường nuôi tại các website sau:
Cơ sở nghiên cứu tảo Địa chỉ website
CCAP
CCMP
NIES
PCC
SAG
UTCC
UTEX
at website: www.thuviencongdong.net 14
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
Đối với Spirulina, thông thường, chúng ta sử dụng môi trường Zarrouk có thành phần
dinh dưỡng như sau:
Thành phần Khối lượng (g/l)
K2HPO4
NaNO3
K2SO4
NaCl
MgSO4. 7H2O
CaCl2.2H2O
FeSO4 . 7H2O
EDTA
NaHCO3
Vi lượng A5
0.5
2.5
1.0
1.0
0.2
0.04
0.01
0.08
16.8
1ml
Thành phần dung dịch vi lượng A5 như sau:
Thành phần Khối lượng (g/l)
H3BO3
MnCl2. 4H2O
ZnSO4. 4H2O
Na2MoO4
CuSO4. 5H2O
2.86
1.81
0.222
0.0177
0.079
4.2. Môi trường sử dụng cho nuôi tảo quy mô lớn
Thông thường, môi trường sử dụng cho nuôi tảo quy mô lớn được phát triển từ
môi trường cơ bản trong phòng thí nghiệm. Thành phần dinh dưỡng liên quan mật thiết
đến sự sinh trưởng của tảo và điều kiện khí hậu của vùng nuôi cũng như điều kiện
nguồn nước và giá thành, chất lượng của sản phẩm. Thông thường chi phí về môi
at website: www.thuviencongdong.net 15
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
trường nuôi chiếm từ 10-30% tổng giá trị sản phẩm. Ngoài ra việc một số nhà sản xuất
tái sử dụng môi trường nuôi nhằm hạ chi phí sản xuất. Một vài loài tảo sản xuất cho
mục đích chăn nuôi và xử lý môi trường còn sử dụng nước thải làm môi trường sản xuất
như sản xuất Spirulina ở Thái Lan.
Việc quản lý duy trì pH và hàm lượng oxy (O2) hoà tan trong nước là rất quan trọng
trong quá trình nuôi. Ngày nay một số cơ sở áp dụng máy móc hiện đại nhằm tăng khả
năng tự động hoá việc quản lý.
Môi trường nuôi tảo Tetraselmis spp. và Nannochloropsis spp.
Tên môi trường
Thành phần (g/l)
F/2 Conway
NaNO3 0.075
Na2EDTA 4.36x10-3 6.6x10-3
Na2SiO3. 5H2O 0.018
NaH2PO4. 2H2O 0.05
FeCl3.6H2O 3.15x10-3
KOH 13.3x10-3
KNO3 13.3x10-3
CuSO4. 5H2O 1.1x10-5 1.96x10-5
ZnSO4. 5H2O 2.2x10-5 4.4x10-5
CoCl2. 6H2O 1.1x10-5 2.10-4
MnCl2. 4H2O 1.8x10-3 3.6x10-4
NaMoO4. 2H2O 0.6x10-5 0.125x10-4
(NH4)6Mo7O24. 4H2O 0.126x10-5
Vitamin B12 0.1x10-3 0.5x10-4
Vitamin B1 0.2x10-3 0.2x10-4
Biotin 0.1x10-5 0.01x10-5
at website: www.thuviencongdong.net 16
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
Môi trường Guillard-Ryther (không sử dụng vitamin). Loại môi trường này thích hợp
cho hầu hết các loài tảo biển như Skeletonema, Dunnaniella,... tuy vậy thành phần dinh
dưỡng của nó tương đối cao so với hàm lượng các chất tương ứng có trong nước biển.
Thành phần đa lượng
Khối lượng
(mg/l)
Thành phần vi lượng
Khối lượng
(mg/l)
NaNO3 84.148 CuSO4. 5H2O 0.0196
NaH2PO4. H2O 10.0 ZnSO4.7H2O 0.0440
Na2SiO3. 9H2O 50.0 CoCl2. 6H2O 0.200
Na2EDTA 10.0 MnCl2. 4H2O 0.3600
FeCl3. 6H2O 2.9 NaMÔ4. 2H2O 0.0126
5. Vận hành và quản lý hệ thống
Chúng ta thường xuyên phải kiểm tra về các chỉ số như: nhiệt độ, pH, độ kiềm và
độ đục của bể nuôi tảo. Ngoài ra, tuỳ chế độ nuôi và cách nuôi mà ta bổ xung nước và
dinh dưỡng hợp lý cho từng loài tảo khác nhau. Cần kiểm tra kỹ chất lượng nguồn
nước, kim loại nặng và các chất hoá học khác, điều này ảnh hưởng rất lớn đến chất
lượng sản phẩm. Việc đảm bảo ổn định về thời tiết cũng nên chú trọng, đảm bảo đủ
nắng cho tảo quang hợp, che phủ tránh môi trường nuôi bị quá pha loãng khi mưa
nhiều.
Thường xuyên kiểm tra các chỉ số sinh học sau:
Động vật chân chèo (Rotifers) kích thước từ 100 – 2mm
Đôi khi một số động vật chân chèo rơi vào trong môi trường và chúng thường sử
dụng tảo làm thức ăn. Hãy nhớ rằng vào ban đêm, tảo tiêu thụ oxygen và sản sinh ra
CO2. khí này có tác dụng đầu độc động vật. Vì vậy, nếu bạn dừng khuấy vào ban đêm
tảo sẽ sử dụng oxygen hòa tan và do đó động vật thiếu oxygen chúng sẽ bị chết.
Cách khác để hạn chế động vật là sử dụng chúng. Dùng một lưới dài, hình túi (mắt lưới
đường kính 10m), bên trong bể và tại các góc bên phải theo hướng di chuyển của môi
at website: www.thuviencongdong.net 17
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
trường nuôi cấy, bạn có thể với được chúng. Những động vật này là thức ăn rất tốt cho
tôm hoặc cá con.
Động vật nguyên sinh (kích thước từ 2 - 1mm)
Chúng không độc cho người, cũng không hại cho tảo. Có lẽ chúng còn giúp ích
cho tảo bởi vì chúng tạo ra một lượng nhỏ CO2 trong nước. Dù sao thì cũng không nên
giữ lại chúng trong bể nuôi giống như kiến trong bếp nhà bạn vào mùa hè.
Amoeba
Những loài này khác với động vật nguyên sinh ở chỗ chúng ăn tảo. R.R. Kudo đã
mô tả 74 loài amoeba khác nhau. Có một loài trong số chúng gây nguy hiểm cho người
đó là Entamoeba histolytica.
Các dạng sống dinh dưỡng hiếm khi nhìn thấy bên ngoài vật chủ (người, chó, mèo).
Chúng lan truyền bằng các bào tử “hình trứng”, các bào tử này bị chết trong nước nhiệt
độ 45oC trong thời gian 1 h, và nếu ở nhiệt độ 55 oC trong ít giây. Nhiệt độ bên trong
của thiết bị sấy sử dụng năng lượng mặt trời dao động từ 50-60 độ C và qúa trình làm
khô diễn ra trong suốt 4 h, vì vậy nguy cơ tiềm ẩn từ những sinh vật loại này bị diệt trừ
gần như tuyệt đối.
Cũng như các động vật nguyên sinh khác, sự cho phép nhiệt độ nuôi cấy từ 40 – 44 độ
C trong 1 ngày (cùng với giá trị cao của pH) là rất hiệu qủa để diệt trừ các dạng amip.
Tảo tạp
Môi trường nuôi cấy còn bị nhiễm các loại tảo khác. Nhưng do nồng độ muối, pH
cao, môi trường do đó thường trở nên không thuận lợi với đa số các loài tảo. Ở nồng độ
muối đạt 20 g/l hầu như các loài tảo bị tiêu diệt.
Có một số loại vi khuẩn lam và tảo xanh lục gây độc cho người và động vật, nhưng
người ta có thể phát hiện ra chúng nhờ kính hiển vi và dựa trên các khóa phân loại
truyền thống. Một số tảo độc khác cũng gây độc như Anabaena, Aphanizomenon
flossaque, và Microcystis aeruginosa dễ dàng được nhận dạng, thậm chí với độ phóng
đại thấp.
Vi khuẩn
Có một số loại vi khuẩn trong bể nuôi cấy, đó là những loại vi khuẩn có mặt phổ
biến nhiều nơi. Các nguy cơ tiềm tàng do vi khuẩn này gây ra có thể tác động lên người.
Tuy vậy, do pH của hầu hết các loài vi khuẩn gây bệnh cũng như nấm mốc và nấm men,
nằm trong khoảng từ 6.0 – 8.0, vì vậy chúng dường như không thích ứng trong bể nuôi
Spirulina. Trong trường hợp bể nuôi chứa các yếu tố gây bệnh cho người hoặc một vài
at website: www.thuviencongdong.net 18
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
tác nhân gây ảnh hưởng trong qúa trình thu vớt sinh khối, những tác nhân này có thể bị
tiêu diệt bởi nhiệt độ trong qúa trình sấy.
Virus
Hầu hết các loài virus bị tiêu diệt ở 75 độ C hoặc thấp hơn trong thời gian 1 h. Ở
nhiệt độ cao hơn, thời gian diệt giảm đi đáng kể, vì vậy,quá trình sấy, tạo hỗn hợp khô
có tác dụng chống lại virus. Đa số virus bị bất hoạt trong thời gian 20 phút với nhiệt độ
từ 50 – 60 độ C.
Thời điểm thu hoạch
Nhà thiên văn Vatican sống ở thế kỷ thứ 16 là Secchi đã phát minh ra thiết bị đơn
giản dùng để đo độ trong được gọi là đĩa Secchi.
Khi độ sâu của đĩa Secchi đạt từ 1,5-2cm là thời điểm phù hợp để thu hoạch - thu vớt
tảo trong bể nuôi cho đến khi độ sâu của đĩa Secchi nhìn thấy được là 4 cm.
Sau khi thu hoạch bạn phải bổ xung hóa chất môi trường trở lại bể. Đối với 1 kg tảo
Spirulina được thu vớt bạn phải bổ xung 1,4 gam Mg (tương đương với 14,2 gam
Magie sulfat), 7,6 gam P (tương đương 42,72 gam K2HPO4), 5,25 gam sulfur (16,48
gam K2SO4), 1 gam canxi (2,77 gam CaCl2), 4,48 gam NaCl (dùng muối biển), 120
gam nitơ (260,86 gam ure) và các chất vi lượng khác. Đối với các loài tảo khác tuỳ
thuộc vào môi trường và phương thức nuôi tảo.
6. Thu hoạch tảo và làm khô
Thu hoạch tảo và làm khô là khâu quyết định quan trọng trong việc thành bại của
cơ sở nuôi tảo. Chất lượng sản phẩm sau đó cũng được quyết định bởi khâu này. Tuỳ
theo các loài tảo có kích thước khác nhau mà người ta đưa ra các phương pháp thu
hoạch khác nhau.
- Tảo tập đoàn như Spirulina với kích thước lớn có thể thu hoạch được bằng
phương pháp vớt lọc thông thường.
- Đối với các loài tảo đơn bào có kích thước nhỏ hơn có thể thu hoạch bằng
phương pháp ly tâm hay vớt lọc phụ thuộc nhiều vào mục đích sử dụng của sản
phẩm.
- Nuôi tảo cho mục đích cung cấp làm thức ăn trực tiếp cho nuôi thuỷ sản chúng ta
có thể cô đặc tảo bằng lưới lọc có kích cỡ mắt lưới nhỏ.
at website: www.thuviencongdong.net 19
Nuôi tảo quy mô lớn - Thiết kế và quản lý
Vũ Thành Lâm, Mail: lamvt@vnu.edu.vn
Ví dụ cụ thể tảo Spirulina có thể được thu hoạch bằng phương pháp sau:
Thu hoạch được thực hiện bằng cách thông qua màng lọc polyester, đường kính mắt
lưới 30µm. Thiết bị lọc được đặt nghiêng chút ít để có thể tiến hành lọc được liên tục
đồng thời rửa và vớt. Sau đó chuyển chúng qua qua giai đoạn vắt nước bằng máy vắt,
ép hoặc nhờ màng rung cho nước chảy bớt xuống. Bánh tảo sau đó được cắt ra thành
từng miếng, khúc nhờ dao; sau giai đoạn này nước vẫn chiếm 70-80%. Trong giai đoạn
này Spirulina do chứa nhiều đạm nên chúng dễ bị vi khuẩn tấn công và lên men tạo ra
các sản phẩm không mong muốn chỉ trong vài giờ- tuỳ thuộc vào nhiệt độ. Vì vậy các
trang trại nuôi trồng Spirulina thủ công, nhỏ lẻ thường phơi bằng cách cho dịch tảo vào
trong các hộp kim loại rồi đem phơi ngoài nắng từ đó sử dụng hơi nóng và gió thổi qua
làm bay hơi nước.
Người ta còn sử dụng thiết bị đơn giản hình xy lanh, một đầu có châm các lỗ nhỏ đường
kính 2 mm, rồi cho tảo vào trong. Sau đó ép mạnh một đầu, tảo sẽ chảy ra thành các sợi
như sợi mì tiếp theo trải nhẹ lên các khung bằng kim loại hoặc bằng gỗ rồi đưa vào
trong các hộp để làm khô. Hộp làm khô có kích thước các lỗ vào và ra bằng nhau cho
phép không khí lưu thông được dễ dàng. Người ta có thể cải tiến hiệu qủa bằng cách gia
nhiệt không khí ở bên dưới tấm kính hoặc bạt plastic trước khi cho chúng vào hộp làm
khô.
7. Các sản phẩm thông dụng của Tảo hiện nay.
a) Trà xanh tảo.
Trà, đặc biệt là trà xanh, là loại đồ uống giàu vitamine C. Những loại vi tảo như
Spirulina và Chlorella nghèo vitamin C nhưng lại giàu đạm, diệp lục, carotenoid,
PUFA (axit béo chuỗi dài không no) , polysaccharide và vi lượng. Người ta cho rằng
nếu trộn sinh khối tảo với trà xanh sẽ được loại trà có hàm lượng dinh dưỡng tăng cao.
Hiện nay nhu cầu với các loại thực phẩm có dinh dưỡng cao, nhiều thành phần là rất
cần thiết. Nhờ có các loại protein, lipid và polysaccharide trọng lượng phân tử thấp, vi
tảo sẽ làm cho trà thay đổi đặc tính tán sắc ánh sáng và có bọt hấp dẫn. Vi tảo có diệp
lục và phycocyanin, những sắc tố này làm thay đổi mầu sắc của trà thành mầu xanh lục.
at website: www.thuvienc
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- nuoitaoquymolon.pdf