Nghiên cứu hiệu quả nuôi tảo xoắn Arthrospira platensis trong hệ thống bể bạt HDPE

• Tác giả: Hoàng Xuân Chung
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Đức Bách
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Nuôi Tảo Xoắn Arthrospira Platensis Trong Hệ Thống Bể Bạt HDPE
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
• 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu vi tảo Arthrospira platensis
• 2.2. Lịch sử phát triển của vi tảo Arthrospira platensis
• 2.3. Đặc điểm sinh học của vi tảo Arthrospira platensis
• 2.3.1. Đặc điểm hình thái của vi tảo Arthrospira platensis
• 2.3.2. Đặc điểm cấu tạo của vi tảo Arthrospira platensis
• 2.3.3. Đặc điểm sinh sản của vi tảo Arthrospira platensis
• 2.3.4. Đặc điểm sinh trưởng của vi tảo Arthrospira platensis
• 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của vi tảo Arthrospira platensis
• 2.5. Hệ thống nuôi vi tảo
• 2.5.1. Các hệ thống nuôi vi tảo hiện nay
• 2.5.2. So sánh hệ thống nuôi kín và nuôi hở
• 2.6. Tình hình nghiên cứu tảo Arthrospira platensis ở Việt Nam và thế giới
• 2.6.1. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
• 2.6.2. Tình hình nghiên cứu nuôi vi tảo A.platensis trong bể bạt trên thế giới
• 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Địa điểm và thời gian thực hiện
• 3.2. Vật liệu nghiên cứu. Máy móc và thiết bị nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp nhân giống
• 3.3.2. Phương pháp xác định tốc độ tăng trưởng của vi tảo Arthrospira platensis
• 3.3.3. Xác định tốc độ sinh trưởng riêng
• 3.4. Nội dung nghiên cứu
• 3.4.1. Xây dựng mô hình bể bạt HDPE
• 3.4.2. Xác định điều kiện phù hợp cho vi tảo Arthrospira platensis khi nuôi trong bể bạt HDPE
• 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Xây dựng đồ thị tương quan giữa OD750 và khối lượng khô
• 4.2. Ảnh hưởng của chế độ sục khí
• 4.3. Ảnh hưởng của mật độ tiếp giống
• 4.4. Ảnh hưởng của độ sâu nuôi
• 4.5. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng
• 4.6. Sản lượng và chất lượng tảo thu được
• 5. KẾT QUẢ VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về nghiên cứu nuôi tảo xoắn Arthrospira platensis

Nghiên cứu nuôi tảo xoắn Arthrospira platensis trong bể bạt HDPE là một đề tài quan trọng trong lĩnh vực công nghệ sinh học. Arthrospira platensis, còn được gọi là tảo xoắn, là một loại vi tảo có giá trị dinh dưỡng cao và ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm, y học, và công nghiệp. Bể bạt HDPE được chọn làm môi trường nuôi trồng do tính bền vững và chi phí thấp. Khóa luận tốt nghiệp này nhằm mục đích tối ưu hóa quy trình nuôi trồng tảo xoắn trong hệ thống bể bạt HDPE, đảm bảo năng suất và chất lượng sinh khối.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của Arthrospira platensis trong bể bạt HDPE, bao gồm chế độ sục khí, mật độ tiếp giống, độ sâu nuôi, và cường độ ánh sáng. Nghiên cứu cũng nhằm đánh giá hiệu quả của hệ thống nuôi trồng này so với các phương pháp truyền thống như bể raceway.

1.2. Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong việc mở rộng quy mô nuôi trồng tảo xoắn với chi phí thấp hơn, đồng thời đảm bảo chất lượng sinh khối. Điều này có ý nghĩa lớn trong việc cung cấp nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, và năng lượng sạch.

II. Tổng quan về Arthrospira platensis

Arthrospira platensis là một loại vi khuẩn lam thuộc chi Arthrospira, có cấu trúc dạng sợi xoắn và giá trị dinh dưỡng cao. Loài tảo này được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như thực phẩm chức năng, thức ăn chăn nuôi, và xử lý môi trường. Nghiên cứu tảo này đã được tiến hành từ lâu, nhưng việc ứng dụng công nghệ nuôi trồng hiện đại như bể bạt HDPE vẫn còn nhiều tiềm năng khám phá.

2.1. Đặc điểm sinh học

Arthrospira platensis có cấu trúc dạng sợi không nhánh, thường xoắn thành vòng. Tế bào của chúng chứa các sắc tố quang hợp như phycocyanin và chlorophyll a, giúp tảo thực hiện quá trình quang hợp hiệu quả. Tảo này có khả năng sinh trưởng trong môi trường kiềm với pH từ 8.5 đến 10.5.

2.2. Ứng dụng của tảo xoắn

Tảo xoắn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm chức năng nhờ hàm lượng protein cao, trong y học nhờ các hợp chất chống oxy hóa, và trong công nghiệp nhờ khả năng sản xuất nhiên liệu sinh học. Ứng dụng tảo trong thực phẩm và y học đang ngày càng được quan tâm do nhu cầu về sản phẩm tự nhiên và bền vững.

III. Hệ thống nuôi tảo trong bể bạt HDPE

Bể bạt HDPE là một hệ thống nuôi trồng tảo hiện đại, được thiết kế để tối ưu hóa quá trình sinh trưởng của Arthrospira platensis. Hệ thống này sử dụng vật liệu HDPE (High-Density Polyethylene) có độ bền cao, chống ăn mòn và dễ dàng lắp đặt. Công nghệ nuôi tảo trong bể bạt HDPE giúp giảm chi phí đầu tư so với các hệ thống truyền thống như bể raceway.

3.1. Thiết kế bể bạt HDPE

Bể bạt HDPE được thiết kế với diện tích 32m², sử dụng hệ thống sục khí để đảm bảo sự phân bố đều của tảo trong môi trường nuôi. Chế độ sục khí được cài đặt theo chu kỳ ngắt quãng, giúp tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu quả nuôi trồng.

3.2. Ưu điểm của bể bạt HDPE

So với các hệ thống nuôi trồng truyền thống, bể bạt HDPE có chi phí lắp đặt thấp hơn, dễ dàng vận hành và bảo trì. Hệ thống này cũng đảm bảo độ bền vững và khả năng chống chịu với các tác động môi trường, phù hợp cho việc nuôi trồng tảo xoắn trên quy mô lớn.

IV. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã xác định được các yếu tố tối ưu cho việc nuôi trồng Arthrospira platensis trong bể bạt HDPE, bao gồm chế độ sục khí 3.5 m³/phút, mật độ tiếp giống OD750=0.12, độ sâu nuôi 15cm, và cường độ ánh sáng 30klux. Kết quả cho thấy hệ thống này đạt hiệu quả cao trong việc sản xuất sinh khối tảo với chất lượng ổn định.

4.1. Ảnh hưởng của chế độ sục khí

Chế độ sục khí ảnh hưởng đáng kể đến sự sinh trưởng của Arthrospira platensis. Việc sục khí liên tục giúp duy trì nồng độ oxy hòa tan trong nước, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình quang hợp và trao đổi chất của tảo.

4.2. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng

Cường độ ánh sáng là yếu tố quan trọng quyết định tốc độ sinh trưởng của tảo. Kết quả nghiên cứu cho thấy cường độ ánh sáng 30klux là tối ưu cho việc nuôi trồng Arthrospira platensis trong bể bạt HDPE.

V. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc nuôi trồng Arthrospira platensis trong bể bạt HDPE, với các thông số tối ưu được xác định rõ ràng. Hệ thống này không chỉ giảm chi phí đầu tư mà còn đảm bảo năng suất và chất lượng sinh khối. Khóa luận tốt nghiệp này mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng công nghệ nuôi trồng tảo trên quy mô lớn.

5.1. Đề xuất cho nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các yếu tố khác như nhiệt độ, nồng độ dinh dưỡng, và pH trong môi trường nuôi. Việc mở rộng quy mô thử nghiệm cũng là cần thiết để đánh giá tính khả thi của hệ thống trên quy mô công nghiệp.

5.2. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong việc xây dựng các mô hình nuôi trồng tảo xoắn tại các địa phương, góp phần phát triển ngành công nghiệp tảo tại Việt Nam và thế giới.