Ứng dụng quy trình công nghệ nuôi sinh khối vi tảo Nannochloropsis oculata bằng màng kép sinh học quy mô phòng thí nghiệm

20383

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ: Đề tài đã xây dựng được hệ thống thiết bị màng kép và công nghệ nuôi sinh khối vi tảo biển N. oculata, việc ứng dụng hệ thống quang sinh màng kép TL-PBR với quy mô 1,2 m2 màng với nguyên vật liệu (giàn đỡ, buồng acrilic nuôi tảo, màng lớp nguồn sợi bông thủy tinh không dệt, màng lớp nền giấy kraft...) được lựa chọn và cung cấp hoàn toàn bởi thị trường trong nước. Về công nghệ, quy trình nuôi vi tảo được thực hiện từ khâu nhân giống đầu vào, lấy sinh khối cố định trên lớp màng nền kraft của buồng nuôi tảo. Trong công đoạn nuôi, tảo được cố định với mật độ sinh khối đầu vào từ 0,8-1,0 g/m2; các điều kiện nuôi về ánh sáng cường độ 100-200 micromol photon/m2/s, theo thời gian chiếu sáng 12-16h; duy trì pH 7,5-8,5; và bổ sung môi trường dinh dưỡng f/2 chu kỳ 5-6 ngày/lần; môi trường được bơm tuần hoàn với tốc độ bơm từ 10-12 l/h qua các đâu nhỏ giọt (drifts) từ phía trên buồng nuôi xuống; nhiệt độ buồng nuôi duy trì từ 25-28oC. Tảo sau khi nuôi 10-12 ngày được thu sinh khối bằng cách dùng thanh cạo mỏng chuyên dụng để cạo thu sinh khối tảo (không phải qua công đoạn ly tâm loại dịch môi trường nuôi). Việc nghiên cứu, sản nuôi sinh khối vi tảo bằng công nghệ màng kép đã được công bố ở một số nước trên thế giới. Tuy nhiên, nhiều bí quyết công nghệ về sản nuôi sinh khối ở các công đoạn chỉ được thể hiện trong các sáng chế (Patent), và quy mô nhỏ do vậy để có được công nghệ phải mua với giá thành rất cao. Các kết quả nghiên cứu thành công về xây dựng hệ thống thiết bị và công nghệ do các nhóm nghiên cứu ở Việt Nam (Viện Nghiên cứu Hải sản) thực hiện, đã minh chứng phần nào đạt tới trình độ khoa học so với các nước trong khu vực và trên thế giới về nghiên cứu nuôi sinh khối vi tảo biển N. oculata năng suất cao bằng hệ thống quang sinh màng kép TL-PBR. Sản phẩm sinh khối vi tảo dạng sệt có độ ẩm 80-85%, đảm bảo chất lượng tốt làm nguyên liệu phục vụ sản xuất. Công nghệ nuôi vi tảo N. oculata bằng hệ thống thiết bị quang sinh màng kép của nghiên cứu này đã góp phần thúc đẩy lĩnh vực sản xuất sinh khôi tảo bằng công nghệ mới, dần tiến tới công nghệ tự động 4.0. Các kết quả nghiên cứu này là những điểm mới về trình độ công nghệ so với các nghiên cứu trước đây. Ngoài ra, hiệu quả về khoa học công nghệ của của đề tài đã được cụ thể hóa bằng việc đăng tải bài báo “Nghiên cứu thử nghiệm nuôi vi tảo biển Nannchloropsis oculata bằng hệ thống quang sinh màng kép (TL-PBR)” trên tạp chí chuyên ngành quốc gia. b) Hiệu quả về kinh tế xã hội: Lần đầu tiên ở Việt Nam hoàn thiện được hệ thống thiết bị và công nghệ nuôi sinh khối vi tảo biển Nannochlorop oculata bằng hệ thống quang sinh màng kép TL-PBR, với quy mô thử nghiệm 1,2m2 màng. Công nghệ nuôi vi tảo biển này, có nhiều ưu việt bởi là công nghệ mới, sử dụng ít nước, thu sinh khối vi tảo không phải dùng hóa chất kết lắng, không cần ly tâm do đó tiết kiệm được thời gian và chi phí sản xuất so với các công nghệ trước đây. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã mở ra hướng mới có hiệu quả và bền vững trong việc khai thác, sử dụng nguồn nguyên liệu sinh khối vi tảo. Công nghệ và thiết bị tạo được có nhiều triển vọng mang lại nhiều lợi ích kinh tế xã hội cho người sản xuất và doanh nghiệp. Trên cơ sở đó, góp phần thúc đẩy các lĩnh vực ứng dụng nguyên liệu sinh khối tảo vào thực tiễn và tạo các sản phẩm từ sinh khối vi tảo. Sản phẩm của đề tài là cầu nối gắn kết giữa các nhà khoa học - doanh nghiệp (cơ sở sản xuất) - thị trường nhằm ứng dụng phát triển công nghệ hiện đại mới, thân thiện với môi trường, tăng hiệu quả trong quá trình sản xuất và đảm bảo chất lượng trong từng sản phẩm góp phần đưa vào thị trường các sản phẩm sinh khối vi tảo biển giàu dinh dưỡng (axit béo không no, vitamin, khoáng chất...) đáp ứng nhu cầu đòi hỏi ngày càng khắt khe của thị trường. Tóm lại kết quả của đề tài có ý nghĩa rất lớn với thực tiễn kinh tế xã hội. Hiện nay nhu cầu sản phẩm vi tảo rất lớn, đặc biệt là nguồn sản phẩm chất lượng cao. Tuy nhiên, do lượng cung cấp còn manh mún, chưa đủ nhu cầu nên rất nhiều sản phẩm từ vi tảo đang được nhập khẩu để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau với giá thành rất cao. Các sản phẩm trong quá trình vận chuyển và tiêu dùng cũng bị suy giảm chất lượng đáng kể. Việc áp dụng thành công công nghệ của đề tài mở ra tiềm năng cung cấp lượng sản phẩm sinh khối dồi dào, có thể cạnh tranh với sản phẩm nước ngoài. Ngoài ra, dựa trên công nghệ nền là phương pháp nuôi vi tảo dạng màng kép, những hướng nghiên cứu mới có thể mở ra và ứng dụng trong việc xử lý nước thải bảo vệ môi trường. Giải pháp công nghệ mới của đề tài sẽ hạn chế xả thải nước nuôi, tiết kiệm chi phí xử lý nước thải, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường mang lại hiệu quả kinh tế xã hội. Kết quả của nghiên cứu này có nhiều tiềm năng để mở rộng quy mô sản xuất sau khi hoàn thiện quy trình công nghệ ở quy mô lớn hơn.