Thiết bị nuôi tảo "hai trong một"

Với việc kết hợp chức năng nhân giống và sản xuất tảo, thiết bị nuôi tảo đơn bào dạng ống nhiều tầng của PGS.TS Trịnh Văn Dũng (Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia TP.HCM) không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn giúp cho tảo có thể được nuôi ngay ở những không gian nhỏ hẹp như sân thượng hay ban công của mỗi gia đình.

Hệ thống nuôi tảo
Hệ thống nuôi tảo. Ảnh minh họa nrc.nl

Thực phẩm chức năng từ tảo, đặc biệt là tảo xoắn Spirulina platensis đang ngày càng được nhiều người tiêu dùng Việt Nam ưa chuộng bởi những lợi ích về sức khỏe mà nó đem lại. Trong những năm gần đây, nhiều nhà khoa học cũng như các doanh nghiệp Việt đã tự nghiên cứu các phương pháp để nuôi trồng tảo như sử dụng thiết bị hở (cánh đồng tảo), thiết bị kín (dạng chai, ống, tấm thủy tinh) hay thiết bị bán kín (dạng mái che, nhà kính) để nội địa hóa sản phẩm tảo trước một thị trường đầy tiềm năng nhưng đang bị các sản phẩm ngoại nhập áp đảo.

Tuy nhiên, “nuôi tảo không khó nhưng nuôi làm sao để bán được tảo lại không phải dễ bởi ‘không cẩn thận’ là chi phí sản xuất sẽ tăng cao ngay”, PGS.TS Trịnh Văn Dũng cho biết. Nguyên nhân của vấn đề nằm ở chỗ: do tảo cần quang hợp và sử dụng khí CO2 hòa tan trong nước để sinh trưởng và phát triển, thế nên các thiết bị/bể nuôi tảo thường đòi hỏi phải có diện tích lớn để thu nhận ánh sáng cũng như phải đủ sâu để có lớp nước chứa các chất dinh dưỡng cho tảo. “Riêng chi phí để thuê đất sản xuất đã không nhỏ, và đây cũng chính là một trong những điểm yếu của các thiết bị nuôi tảo hiện nay, đặc biệt là trong bối cảnh quỹ đất cho nông nghiệp ngày càng hạn hẹp”, ông nhận định.

Bên cạnh đó, người sản xuất tảo theo quy trình thông thường cần phải thực hiện hai bước: nuôi nhân giống và nuôi sản xuất sinh khối tảo, mỗi công đoạn được thực hiện ở một loại thiết bị/bể nuôi khác nhau. “Khi bể nuôi sản xuất tảo càng lớn thì số lần nhân giống cần tiến hành càng nhiều, mỗi lần nhân giống lại cần tăng kích thước thiết bị theo tỷ lệ khoảng 1x10. Thế nên người nuôi tảo theo cách thức này sẽ cần rất nhiều thiết bị nhân giống, trong khi đó đến bước nuôi tảo thì các thiết bị để nhân giống ấy thường lại bị bỏ không, vừa lãng phí vừa chiếm nhiều diện tích”, PGS.TS Dũng chỉ ra vấn đề.

Thiết bị “hai trong một”

Là nhà nghiên cứu chuyên về thiết bị công nghệ hóa học, PGS. TS Dũng bị thu hút bởi bài toán tưởng như nhỏ nhưng lại rất quan trọng để cắt giảm chi phí nuôi tảo ấy. Ông tự đặt câu hỏi: “Tại sao không kết hợp hai thiết bị nhân giống và nuôi tảo làm một để vừa tiết kiệm đất, vừa thuận tiện cho người sản xuất?”.

nuôi tảo
Mô hình thiết bị. Ảnh: NVCC

Suy nghĩ này dẫn ông đến ý tưởng về một thiết bị nuôi tảo kiểu Bioreactor (lò phản ứng sinh học) dạng ống nhiều tầng, gồm nhiều mô đun giống nhau được kết nối thành hệ thống. Thực tế, việc lắp rắp thiết bị để tạo thành cấu trúc dạng ống không có gì khó, song vấn đề là: làm sao để khuấy được tảo trong một thiết bị kín như vậy và đảm bảo tất cả tảo trong bể được tiếp xúc với ánh sáng - một trong những yếu tố quan trọng giúp cho tảo phát triển? “Cũng đã có một số công ty sản xuất tảo trong nước và trên thế giới dùng các thiết bị kín dạng chai, ống hay dạng tấm để giảm diện tích xây dựng và tránh tạp nhiễm, nước mưa.

Tuy nhiên, các thiết bị này được thiết kế và vận hành theo kiểu: ống sục khí bơm từ dưới lên ống góp nằm phía trên, rồi tách khí và chia ra các ống thủy tinh để tảo hấp thụ ánh sáng và phát triển, sau đó lại thu về ống góp bên dưới”, PGS.TS Dũng mô tả về cách mà các hệ thống hiện có được lắp đặt và cho biết, “làm như vậy sẽ khiến cho tảo không được khuấy đều trong các ống nuôi, nhất là nếu hệ thống có nhiều ống. Khi cần nuôi sản xuất lớn, hệ thống này sẽ gặp nhiều khó khăn trong việc liên kết các cụm ống với nhau”.

Để giải quyết vấn đề mấu chốt này, PGS.TS Dũng đã thử nghiệm nhiều kiểu cấu tạo khác nhau và cuối cùng đi đến một phương án mà ông cho là tối ưu nhất, gồm có khung đỡ, bộ phận nạp liệu có cửa nạp được nối với ống cấp liệu thông qua van chặn, và trên ống cấp liệu có đường nối với các bộ phận tuần hoàn, nhân giống và nuôi tảo. Cụ thể, bộ phận tuần hoàn được thiết kế theo dạng chữ U, ở nhánh nối với ống cấp liệu.

Đồng thời, bộ phận nhân giống được thiết kế để có hai ống nhân giống nối với nhau bằng ống nối cong tạo thành dạng chữ U kín, hai đầu còn lại được nối với bộ phận tuần hoàn, van chặn và cơ cấu nuôi thông qua ống nối chữ Y. Cuối cùng, ông Dũng bố trí các ống nuôi tảo song song với nhau, mỗi đầu của ống được nối với nhau bởi ống nối tạo thành liên kết xoắn gấp khúc dạng lò xo hở hai đầu, một đầu hở được nối với ống cấp liệu, đầu còn lại được nối với bộ phận nhân giống tạo thành kết cấu khép kín.

Theo đó, thiết bị sẽ được vận hành thông qua các bộ cảm biến, điều chỉnh và hệ thống van. Khi tảo giống và môi trường nhân giống được nạp vào hệ thống qua cửa nạp liệu, thiết bị sẽ mở van cấp khí để không khí được tuần hoàn cho quá trình nhân giống. Sau khi đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật cần thiết, thiết bị sẽ chuyển sang giai đoạn nuôi trồng sản xuất bằng cách đóng van chặn, sau đó cấp bổ sung môi trường nhân giống để nuôi tảo cũng như sục khí để giúp “môi trường” được tuần hoàn trong toàn bộ các ống. Khi tảo nuôi đã đạt yêu cầu, van xả sẽ được mở để người nuôi thu hoạch sản phẩm tảo. “Trước đó, tảo cũng được thiết bị tách ra theo hệ thống đường ống để đưa đi rửa sạch, lọc, ly tâm và sấy để bảo quản”, PGS.TS Dũng giải thích thêm.

Với thiết kế tích hợp này, người sử dụng có thể nhân giống và nuôi tảo ngay trong một thiết bị mà không cần phải thực hiện việc nhân giống bổ sung và nuôi tảo. Quan trọng hơn, “thiết bị có thể vận hành tự động, không bị tạp nhiễm, đảm bảo các yêu cầu về cung cấp đủ quang năng; thực hiện khuấy trộn, tuần hoàn môi trường nuôi cấy để tảo phát triển tốt, đồng thời đo và giám sát được các thông số công nghệ như nhiệt độ, pH một cách tự động”, PGS.TS Dũng hào hứng cho biết. Với những điểm mới ấy, hệ thống nuôi tảo này cũng đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0002790.

Điều đáng chú ý là không chỉ có cơ chế vận hành đơn giản, dễ sử dụng, thiết bị còn có thể được nối ghép thêm nhiều mô đun khác nhau để “mọi đối tượng từ nông thôn đến thành thị, từ gia đình đến công nghiệp đều có thể sử dụng”, PGS.TS Dũng nói. Hiện nay, một hệ thống nuôi tảo có quy mô lên đến 30 mét khối đã được ông chuyển giao lắp đặt tại một công ty chuyên sản xuất và bán các sản phẩm về tảo. “Nếu một hộ gia đình mong muốn tự sản xuất tảo thì một hệ thống nuôi tảo nhỏ cỡ khoảng vài chục lít cũng có thể được lắp đặt ngay trên sân thượng, ban công của các tòa nhà, hay trên chính mặt nước sông, hồ, mà không đòi hỏi nhiều diện tích đất để xây dựng công trình”, PGS.TS Dũng nhấn mạnh.

Khoa học và Phát triển
Đăng ngày 07/03/2022
Mỹ Hạnh
Nuôi trồng

Hướng đi mới để tối ưu hóa sức khỏe và năng suất nuôi tôm

Nuôi tôm là một ngành sản xuất thủy sản có giá trị kinh tế lớn, đặc biệt ở các quốc gia ven biển, trong đó có Việt Nam.

Ao tôm
• 11:00 22/11/2024

Chất độc trong ao nuôi, mối nguy tiềm ẩn đe dọa sức khỏe tôm

Các chất độc phát sinh trong ao nuôi một trong những nguyên nhân khiến tôm còi cọc, stress, chậm phát triển, thậm chí là chết hàng loạt gây thiệt hại không nhỏ cho người nuôi.

Nước ao tôm
• 09:49 21/11/2024

Giảm tiêu hao nguyên liệu sản xuất trong nuôi tôm

Hiệu quả sản xuất luôn là mối quan tâm hàng đầu của người nuôi. Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả là mức độ tiêu hao nguyên liệu sản xuất. Việc giảm tiêu hao không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn tăng lợi nhuận và bảo vệ môi trường. Dưới đây là các phương pháp thiết thực giúp giảm tiêu hao nguyên liệu trong nuôi tôm.

Tôm thẻ chân trắng
• 10:08 20/11/2024

Chăm sóc quản lý sức khỏe cho cá biển nuôi

Quản lý sức khỏe cho cá biển là một yếu tố quan trọng trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là trong các hệ thống nuôi cá biển (như nuôi cá biển trong ao, lồng bè hay trong môi trường biển tự nhiên). Sức khỏe của cá biển có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, từ điều kiện môi trường, thức ăn, cho đến các bệnh lý hay sự thay đổi của hệ sinh thái. Để duy trì sự phát triển và năng suất cao cho cá, cần phải có các biện pháp quản lý sức khỏe hiệu quả.

Nuôi cá trên biển
• 10:19 19/11/2024

Những điểm mạnh từ sự phát triển ngành thủy sản Australia mà Việt Nam có thể học hỏi

Ngành thủy sản Australia không chỉ nổi tiếng với những sản phẩm chất lượng cao mà còn được xem là hình mẫu về phát triển bền vững.

Thủy sản
• 10:58 22/11/2024

Thần tình yêu đại dương - Cá thần tiên rạn san hô

Cá thần tiên rạn san hô Tosanoides Aphrodite là một phát hiện đầy bất ngờ trong thế giới sinh vật biển. Được các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học California (Mỹ) công bố, loài cá này không chỉ gây ấn tượng bởi vẻ đẹp lộng lẫy mà còn khiến cộng đồng khoa học ngạc nhiên khi chúng chưa từng được ghi nhận trước đây. Cùng tìm hiểu về loài cá được mệnh danh là "thần tình yêu đại dương" này!

Tosanoides Aphrodite
• 10:58 22/11/2024

Tôm vào vụ đông - Sale không giới hạn

Khi tôm vào vụ mới công tác chuẩn bị vật tư, vệ sinh ao, nguồn nước,... là những khâu quan trọng để có một mùa vụ thành công. Việc này ngoài bỏ công sức ra thì cũng tốn khá nhiều chi phí. Để tiết kiệm hơn, bà con hãy ghé ngay Farmext eShop, tại đây sắp diễn ra nhiều ưu đãi cực to cho các sản phẩm phục vụ nuôi tôm vụ đông.

Tôm vào vụ đông
• 10:58 22/11/2024

Chẩn đoán đúng bệnh: Bí quyết thành công trong nuôi trồng thủy sản

Để có thể hiểu rõ hơn tầm quan trọng của việc chẩn đoán đúng bệnh trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt đối với tôm cá. Ngày hôm nay Tép Bạc đã có buổi trò chuyện giao lưu với TS. Lưu Thị Thanh Trúc, chuyên gia có hơn 20 năm kinh nghiệm giảng dạy và hoạt động trong ngành.

Xét nghiệm kháng sinh đồ
• 10:58 22/11/2024

Cá tra năm 2024 và định hướng năm 2025

Hội nghị tổng kết ngành hàng cá tra do Bộ NN&PTNT tổ chức ngày 17/11/2024 cho biết, xuất khẩu năm 2024 đạt 1,56 tỷ USD và đặt mục tiêu năm 2025 tăng lên 2 tỷ USD.

Cá tra
• 10:58 22/11/2024
Some text some message..