sản xuất biodiesel từ tảo chlorella, kỹ thuật nuôi cấy thu nhận lipid trên hệ thống photobioreactor
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.74 MB, 100 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Sản xuất biodiesel từ tảo
chlorella:
kỹ thuật nuôi cấy thu nhận lipid trên
hệ thống photobioreactor
TỐNG THÀNH TRUNG
NGUYỄN KHÁNH VÂN
LÊ KỲ VĂN
GVHD: PGS.TS. NGUYỄN THÚY HƯƠNG
Powerpoint Templates
Page 1
TỔNG QUAN – BIODIESEL
I. TỔNG QUAN
II. Ảnh HƯỞNG CỦA ĐiỀU KiỆN
NUÔI CẤY VÀ SINH KHỐI LÊN
SINH TỔNG HỢP LIPID CỦA
TẢO CHLORELLA
III. KỸ THUẬT NUÔI CẤY THU
NHẬN LIPID TRÊN PBR
IV. THU HoẠCH – CHIẾT XuẤT
V. KẾT LuẬN
Powerpoint Templates
Page 2
Tổng quan
Powerpoint Templates
Page 3
TỔNG QUAN – BIODIESEL
1.1.1. NL không tái sinh và NL tái sinh
Năng lượng
không tái sinh
Năng lượng
hóa thạch
• Hình thành dựa trên các quá trình địa chất dài
hàng triệu năm đối với xác động thực vật.
• Diesel: lỏng, sản phẫm thuộc phân đoạn nhẹ
quá trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ
Năng lượng
hạt nhân
Hình thành do khả năng phóng xạ của một vài
nguyên tố
Powerpoint Templates
Page 4
Powerpoint Templates
Page 5
• Năng lượng sinh khối (Biomass): Biodiesel
• Năng lượng địa nhiệt
NĂNG
LƯỢNG
TÁI
SINH
• Năng lượng thủy triều
• Năng lượng sóng
• Năng lượng gió
• Năng lượng mặt trời
1.1.1. NL không tái sinh và NL tái sinh
TỔNG QUAN – BIODIESEL
TỔNG QUAN – BIODIESEL
1.1.2. Biodiesel
Tốt hơn Diesel
thông thường ở
nhiệt độ phát
cháy và khả năng
phân hủy sinh
học
1
Biodiesel là hỗn hợp các ester giữa
acid béo và alkyl thu được thông
qua quá trình chuyển vị ester của
dầu thực vật hay mỡ động vật, có
khả năng thay thế diesel từ dầu mỏ
5
2
Nguồn năng lượng
tái sinh có thể đáp
ứng cung và cầu.
BIDIESEL
Tiềm năng kinh tế
đáng kể
4
3
Powerpoint Templates
Thân thiện với môi trường
Page 6
TỔNG QUAN – BIODIESEL
1.1.2. Biodiesel
NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ
Powerpoint Templates
Page 7
TỔNG QUAN – BIODIESEL
1.1.2. Biodiesel
Các acid béo thường có trong nguyên liệu
Powerpoint Templates
Page 8
TỔNG QUAN – BIODIESEL
1.1.2. Biodiesel
Vi tảo
Nguyên
liệu
Dầu
thực vật
Powerpoint Templates
Dầu phi
thực vật
Page 9
TỔNG QUAN – BIODIESEL
1.1.2. Biodiesel
TIỀM NĂNG CỦA VI TẢO
Đất sử dụng
Nguồn
Hàm lượng dầu (%
w/w sinh khối)
Năng suất lipid
(L dầu/ha.năm)
Bắp/Ngô
44
172
66
152
Gai dầu
33
363
31
321
Đậu nành
18
636
18
562
Jatropha
28
741
15
656
Camelina
42
915
12
809
Canola/Cải dầu
41
974
12
862
Hướng dương
40
1070
11
946
Hải ly
48
1307
9
1156
Cọ dầu
36
5366
2
4747
Vi tảo I
30
58700
0.2
51927
Vi tảo II
50
Vi tảo III
70
97800
Powerpoint Templates
136900
(m2.năm/kg
biodiesel)
Năng suất biodiesel
(kg biodiesel/ ha.năm)
0.1
86515
Page
10
0.1
121104
TỔNG QUAN – BIODIESEL
1.1.2. Biodiesel
TIỀM NĂNG CỦA VI TẢO
• Vi tảo sinh trưởng rất nhanh, năng suất sinh khối cao
• Vi tảo có khả năng thu nhận năng lượng mặt trời để tạo
ra các hợp chất hữu cơ rất hiệu quả
• Nhiều loài vi tảo có hàm lượng lipid cao
• Nuôi cấy chiếm ít diện tích và không phụ thuộc vào thời
tiết, điều kiện môi trường
• Hệ thống sản xuất phù hợp ở nhiều quy mô và kỹ thuật
khác nhau
• Giải quyết ô nhiễm môi trường
• Có thể tận dụng nguồn sinh khối vi tảo còn dư sau quá
trình trích ly dầu dùng làm nguồn thức ăn cho gia súc,
phân bón hoặc lên men tao các sản phẩm ethanol hay
methane
Powerpoint Templates
Page 11
TỔNG QUAN – BIODIESEL
1.1.2. Biodiesel
Cdầu vi tảo = 6.9×10-3Cdầu hỏa
Ví dụ: dầu hỏa: 60$/thùng
biodiesel từ vi tảo: 0.41$/lít
Powerpoint Templates
Page 12
Powerpoint Templates
Page 13
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.2.1. Phân loại
•
•
•
•
•
Chlorella là một chi của tảo xanh đơn bào
Nhờ quang hợp, nó nhân lên nhanh chóng mà
chỉ cần CO2, nước, ánh sáng mặt trời và một
lượng nhỏ khoáng
Hiệu suất quang hợp cao (8%)
Tên của nó được đặt theo tiếng Hy Lạp,
“chloros” là màu xanh lá, “ella” là nhỏ bé
Nhiều nhà khoa học đoạt giải Nobel là nhờ các
công trình nghiên cứu liên quan đến Chlorella
Powerpoint Templates
Page 14
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.2.1. Phân loại
Powerpoint Templates
Page 15
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.2.2. Hình thái
2-10 μm
Powerpoint Templates
Page 16
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.2.2. Hình thái
Powerpoint Templates
Page 17
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.2.3. Sinh lý – Sinh hóa
•
•
•
Chlorella là loài sinh sản vô tính
nhanh. Ở điều kiện bình thường một
tế bào sẽ phân chia thành 4 tế bào
con trong chưa đầy 1 ngày
Vòng đời phụ thuộc nhiều vào điều
kiện ánh sáng, nhiệt độ và dinh
dưỡng
Giàu protein, vitamin, khoáng chất
Powerpoint Templates
Page 18
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.2.3. Sinh lý – Sinh hóa
Powerpoint Templates
Page 19
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.2.3. Sinh lý – Sinh hóa
•
Điều kiện phát triển tốt cho Chlorella:
•
•
•
•
Muối: ~25%
Nhiệt độ: 25 – 28oC
pH: 6 – 6,5
Ánh sáng: chiếu liên tục
Powerpoint Templates
Page 20
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.2.3. Sinh lý – Sinh hóa
Powerpoint Templates
Page 21
Sinh tổng hợp các hợp chất trong Chlorella
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.2.3. Sinh lý – Sinh hóa
Sinh tổng hợp lipid trong Chlorella
Powerpoint Templates
Page 22
TỔNG QUAN - CHLORELLA
1.3. Giảm giá thành sản xuất biodiesel
từ vi tảo
•
•
Kỹ thuật lọc sinh học
Giống
•
Tăng hiệu suất quang hợp
Tăng tốc độ phát triển tế bào
Tăng hàm lượng lipid
Tăng khả năng chịu nhiệt
Loại trừ hiện tượng ánh sáng bão hòa
Giảm khu vực ức chế bởi ánh sáng
Giảm tính nhạy cảm với sự oxi hóa do ánh sáng
Thiết kế hệ thống phản ứng
Powerpoint Templates
Page 23
ảnh hưởng của điều kiện nuôi
cấy lên sinh khối và sinh tổng
hợp lipid ở tảo chlorella
Powerpoint Templates
Page 24
ẢNH HƯỞNG ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY
Nhiệt độ
Ánh
sáng
Độ mặn
Powerpoint Templates
Carbon
Nitrogen
Page 25
