BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  22,308,973
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

69

Sinh học biển và nước ngọt

Nguyễn Đức Bách, Phạm Tài Minh, Vũ Lê Diệu Hương, Phí Thị Cẩm Miện(1)

Nghiên cứu thử nghiệm nuôi tảo Chaetoceros calcitrans trong hệ thống quang sinh vận hành bằng khí.

A cultivation trial of Chaetoceros calcitrans in an air-lift photobioreactor

Khoa học & công nghệ Việt Nam

2023

02B

66 - 72

1859-4794

Chaetoceros calcitrans, Cường độ ánh sáng, Hệ thống quang sinh, Vận hành bằng khí, Ôxy hoà tan, Tốc độ dòng chảy

Air-lift photobioreactor, Chaetoceros calcitrans, Dissolved oxygen, Flow rates, Light intensity

Chaetoceros calcitrans là loài tảo silic nước mặn, kích thước nhỏ, có hàm lượng dinh dưỡng cao, được sử dụng phổ biến làm nguồn thức ăn cho ấu trùng các loài thủy sản. Ở Việt Nam, tảo C. calcitrans được nhân giống từ các bình nhỏ, sau đó nâng dần thể tích nuôi tới các bể hở lớn. Mặc dù tảo C. calcitrans được nuôi ở nhiều cơ sở sản xuất giống thuỷ sản nhưng quá trình nuôi vẫn gặp nhiều khó khăn, như tảo phát triển không ổn định, mật độ thấp hoặc dễ bị tàn lụi, nguyên nhân do tạp nhiễm, chất lượng giống ban đầu không đồng đều, khuấy trộn khí chưa hiệu quả và nhiệt độ không ổn định. Nghiên cứu này thử nghiệm hệ thống quang sinh vận hành bằng khí đẩy (Air-lift photobioreactor - ALPBR) để nhân giống C. calcitrans. Hệ thống ALPBR được lắp đặt bằng các ống thuỷ tinh có đường kính 32 mm và tổng chiều dài 18 m, thể tích 14,5 l. Điều kiện vận hành của hệ thống ở mật độ tiếp giống 0,5-0,75×106 tế bào/ml, tốc độ dòng 40 cm/giây và cường độ ánh sáng 12,5 klux ở nhiệt độ 26-28°C. Mật độ tảo C. calcitrans đạt cao nhất ở mức 7,65×106 tế bào/ml. Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy có thể áp dụng hệ thống ALPBR để nhân giống và sinh khối tảo C. calcitrans làm thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản.

Chaetoceros calcitrans is a marine planktonic diatom with small-sized and high-nutrient commonly used as a feed for larvae of aquatic species. In Vietnam, C. calcitrans is often cultivated f-rom small vessels and subsequently gradually increased the culture volume to large open tanks. Although C. calcitrans is widely cultured in aquaculture hatcheries, the cultivation process is still facing many difficulties such as unstable growth, low density or collapse due to the high risk of contamination, low quality of seeding, insufficient mixing or aeration and the control of ambient conditions. This study investigated the airlift photobioreactor systems (ALPBR) for seedling cultivation of C. calcitrans. The ALPBR was constructed by using transparent glass tubes with a diameter of 32 mm, a total length of 18 m, and volume 14.5 l. The system was optimally operated at an inoculation of 0.5-0.75×106 cell.ml-1, the flow rate at 40 cm.s-1 and the solar light intensity at 12.5 klux at a temperature of 26-28°C. The highest cell density was at 7.65×106 cells. ml-1. The obtained results may develop a model scale-up for algae seeding and biomass production as feed for aquaculture.

TTKHCNQG, CVv 8

Xem toàn văn
  • [1] F.C. Rubio (1999), Prediction of dissolved oxygen and carbon dioxide concentration profiles in tubular photobioreactors for microalgal culture.,Biotechnol. Bioeng., 62(1), pp.71-86,
  • [2] S. Raso (2012), Effect of oxygen concentration on the growth of Nannochloropsis sp. at low light intensity.,Journal of Applied Phycology, 24(4), pp.863-871.
  • [3] J.C.G. Cañedo (2016), Considerations for Photobioreactor Design and Operation for Mass Cultivation of Microalgae, Algae - Organisms for Imminent Biotechnology.,IntechOpen, DOI: 10.5772/63069.
  • [4] A.P. Carvalho (2006), Microalgal reactors: A review of enclosed system designs and performances.,Biotechnol. Prog., 22(6), pp.1490-1506.
  • [5] A. Richmond (2013), Biological principles of mass cultivation of photoautotrophic microalgae.,Handbook of Microalgal Culture: Applied Phycology and Biotechnology, pp.171-204.
  • [6] A. Massart (2014), Experimental c-haracterization and numerical simulation of the hydrodynamics in an airlift photobioreactor for microalgae cultures.,Algal Research, 6B, pp.210-217.
  • [7] X. Gao (2018), Multiphysics simulation of algal growth in an airlift photobioreactor: Effects of fluid mixing and shear stress.,Bioresour. Technol., 251, pp.75-83.
  • [8] N. Ding (2021), Evaluation of an enclosed air-lift photobioreactor (ALPBR) for biomass and lipid biosynthesis of microalgal cells grown under fluid-induced shear stress.,Biotechnology & Biotechnological Equipment, 35(1), pp.139- 149.
  • [9] T.A. Kazbar (2019), Effect of dissolved oxygen concentration on microalgal culture in photobioreactors.,Algal Research, 39, DOI: 10.1016/j. algal.2019.101432.
  • [10] B.D. Fernandes (2014), C-haracterization of split cylinder airlift photobioreactors for efficient microalgae cultivation.,Chemical Engineering Science, 117, pp.445-454.
  • [11] D.U. Santos-Ballardo (2015), A simple spectrophotometric method for biomass measurement of important microalgae species in aquaculture.,Aquaculture, 448, pp.87-92.
  • [12] M. Zhang (2019), Improvement of cell counting method for Neubauer counting chamber.,J. Clin. Lab. Anal., 34(1), DOI: 10.1002/jcla.23024.
  • [13] K.H. Mahmood (2015), Airlift bioreactor for biological applications with microbubble mediated transport processes.,Chemical Engineering Science, 137, pp.243-253.
  • [14] F.G. Acién-Fernández (2001), Airlift-driven external-loop tubular photobioreactors for outdoor production of microalgae: Assessment of design and performance.,Chemical Engineering Science, 56(8), pp.2721-2732.
  • [15] J. Tompkins (1995), Culture Collection of Algae and Protozoa Catalogue of Strains.,
  • [16] R.A. Andersen (2005), Appendix a - Recipes for freshwater and seawater media.,Algal Culturing Techniques, 592pp.
  • [17] W. Ritc-haroen (2014), Cultivation options for indoor and outdoor growth of Chaetoceros gracilis with airlift photobioreactors.,Maejo International Journal of Science and Technology, 8(01), pp.100-113.
  • [18] J. Li (2014), Design and c-haracterization of a scalable airlift flat panel photobioreactor for microalgae cultivation.,J. Appl. Phycol., 27, pp.75-86.
  • [19] M.H.A. Michels (2016), Cultivation of shear stress sensitive and tolerant microalgal species in a tubular photobioreactor equipped with a centrifugal pump.,J. Appl. Phycol., 28, pp.53-62.
  • [20] J. Pruvost (2016), Chapter five - industrial photobioreactors and scale-up concepts.,Advances in Chemical Engineering, 48, pp.257-310.
  • [21] I. Dogaris (2016), A novel horizontal photobioreactor for high-density cultivation of microalgae.,Bioresour. Technol., 198, pp.316-324.
  • [22] B. Wang (2012), Closed photobioreactors for production of microalgal biomasses.,Biotechnology Advances, 30(4), pp.904-912.
  • [23] F.G. Acién-Fernández (2013), Photobioreactors for the production of microalgae.,Rev. Environ. Sci. Biotechnol., (12), pp.131-151.
  • [24] Q. Huang (2017), Design of photobioreactors for mass cultivation of photosynthetic organisms.,Engineering, 3(3), pp.318-329.
  • [25] M. Płaczek (2017), Technical evaluation of photobioreactors for microalgae cultivation.,E3S Web of Conferences, 19, DOI: 10.1051/ e3sconf/20171902032.
  • [26] Đặng Đình Kim (2018), Công nghệ sản xuất và ứng dụng vi tảo.,
  • [27] Đặng Diễm Hồng (2019), Vi tảo giàu dinh dưỡng và công nghệ nuôi trồng chúng trên thế giới và ở Việt Nam.,Nuôi trồng vi tảo giàu dinh dưỡng làm thực phẩm chức năng cho người và động vật nuôi ở Việt Nam, 750tr.
  • [28] K. Lee, (2013), Chapter 3: Basic culturing and analytical measurement techniques.,Handbook of Microalgae Culture Applied Phycology and Biotechnology, 736pp
  • [29] H.F. Kaspar (2016), Continuous production of Chaetoceros calcitrans in a system suitable for commercial hatcheries.,Aquaculture, 420-421, pp.1-9.
  • [30] Trần Vinh Phương (2017), Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng, mật độ ban đầu đến sinh trưởng của hai loài tảo biển Chaetoceros muelleri, Tetraselmis suecica và thử nghiệm nuôi sinh khối trong điều kiện ánh sáng tự nhiên.,Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, 126(3D), tr.119-129.
  • [31] Nguyễn Thị Thu Liên (2017), Ảnh hưởng của hàm lượng chất dinh dưỡng đến sinh khối và hàm lượng lipid của chủng tảo silic nước mặn Chaetoceros Chta.,Tạp chí Công nghệ Sinh học, 15(1), tr.113-120.
  • [32] Nguyễn Thị Kim Dung (2016), Ảnh hưởng của hàm lượng dinh dưỡng N, P, Si đến sinh trưởng của tảo Chaetoceros calcitrans (Paulsen) Takano 1968 trong điều kiện phòng thí nghiệm.,Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Số chuyên đề: 55 năm Viện Nghiên cứu Hải sản, tr.194-198.
  • [33] Trần Dụ Chi (2003), Bước đầu tìm hiểu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng và nhiệt độ lên sinh trưởng và quang hợp của 3 chủng vi tảo thuộc chi Chaetoceros phân lập được ở Việt Nam.,Tạp chí Khoa học, Đại học quốc gia Hà Nội, 8, tr.6-16.
  • [34] Tất Anh Thư (2008), Sự phát triển của tảo diatom (Chaetoceros calcitrans) dưới sự tương tác của đất và nước trong ao Artemia.,Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, 10, tr.126-134.
  • [35] Nguyễn Thanh Mai (2010), Nghiên cứu phân lập, nuôi cấy in vitro tảo silic nước mặn (Chaetoceros calcitrans Paulsen, 1905) và ứng dụng sinh khối tảo làm thức ăn cho tôm he chân trắng (Penaeus vannamei).,Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 12(13), tr.28-36.
  • [36] P. Han (2019), A review on the use of microalgae for sustainable aquaculture.,Appl. Sci., (9), DOI: 10.3390/app9112377.
  • [37] R. Sathasivam (2017), Microalgae metabolites: A rich source for food and medicine.,Saudi Journal of Biological Sciences, 26(4), pp.709-722.