Sản xuất nhựa sinh học từ phụ phẩm chế biến thuỷ sản
Thứ sáu, 30/06/2023
Viện Công nghệ sinh học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã thực hiện Đề tài "Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học tái tổ hợp sinh tổng hợp Bioplastic từ phụ phẩm chế biến thủy sản"
Hiện trên toàn cầu, có gần 70 triệu tấn thủy sản đang được chế biến ở dạng philê, đông lạnh, đóng hộp hoặc ngâm tẩm. Theo số liệu thống kê, tổng sản lượng thủy sản của Việt Nam đạt khoảng 7 triệu tấn/năm. Trong đó phụ phẩm chiếm khoảng 15-20% (khoảng hơn 1 triệu tấn). Tuy nhiên, nguồn phế phẩm này chưa được tái sử dụng nhiều mà một lượng lớn đã thải ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng. Bởi vậy, việc nghiên cứu phát triển công nghệ sản xuất nhựa sinh học bằng phụ phẩm ở trong nước là hết sức cần thiết
Từ thực tế đó, Viện Công nghệ sinh học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã thực hiện Đề tài "Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học tái tổ hợp sinh tổng hợp Bioplastic từ phụ phẩm chế biến thủy sản". Mục tiêu của đề tài là xây dựng được quy trình công nghệ, mô hình thiết bị và sản xuất chế phẩm sinh học có khả năng tổng hợp nhựa sinh học Polyhydroxyalkanoate (PHA) đạt trên 50%.
Phụ phẩm chế biến thuỷ sản thải ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng
TS. Nguyễn Thị Đà - chủ nhiệm đề tài cho biết, nhựa có thể được coi là vật liệu nhân tạo được sử dụng rộng rãi nhất ngày nay. Chúng cần thiết trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống con người bởi các tính chất đặc trưng được biết đến như: Khả năng uốn dẻo, độ bền, khả năng chịu nước, độ dẫn điện và dẫn nhiệt thấp.
Tuy nhiên, các monome (là những phân tử nhỏ có thể được nối với nhau theo kiểu lặp lại, từ đó tạo thành các phân tử phức tạp hơn) cho phần lớn các chất dẻo như polyester, polyethylen, polypropylen và polystyren có nguồn gốc từ hydrocarbon hóa thạch và không bị phân hủy trong tự nhiên, vì thế chúng gây ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên cũng như đời sống con người.
Chính vì vậy, việc tìm và phát hiện ra các loại nhựa sinh học đã mở ra cánh cửa mới thu hút được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới. Nhựa sinh học có nhiều ưu điểm so với nhựa thông thường có nguồn gốc hóa dầu (nhựa hóa dầu) do khả năng phân hủy sinh học vốn có, tính bền vững và tính chất thân thiện với môi trường, giúp bảo tồn nguồn nhiên liệu hóa thạch hạn chế và cũng góp phần trong việc giảm phát thải khí nhà kính, từ đó trở thành nhân tố quan trọng phát triển bền vững.
Các chế phẩm của đề tài nghiên cứu
Thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã quan sát và đánh giá khả năng tổng hợp PHA của 197 chủng từ bộ sưu tập biển của Viện Hoá sinh biển, và 6 chủng nằm trong bộ sưu tập chủng của phòng Công nghệ tế bào động vật. Qua xem xét, 4 chủng có khả năng tích luỹ PHA khả quan nhất được tuyển chọn gồm: DV01, G505, G515, G300 trên nguồn dinh dưỡng phụ phẩm cá. Trong đó, 2 chủng cho hàm lượng nhựa sinh học cao nhất là chủng GB515 (7,325%) và chủng DV01 (30,4%). Đồng thời, nhóm thực hiện đã nghiên cứu được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy, thu bào tử tạo chế phẩm và điều kiện bảo quản chế phẩm từ chủng tái tổ hợp; xây dựng được quy trình công nghệ và mô hình thiết bị cho tạo chế phẩm vi sinh quy mô pilot 100 lít/mẻ và xây dựng được quy trình xử lý phế phụ phẩm cá tra làm nguyên liệu lên men…
"Kết quả đề tài đã tạo được một số dạng chế phẩm khác nhau từ hệ thống lên men đạt hiệu quả thu hồi trên 90%, hiệu quả sản xuất đạt trên 90%. Quy trình lên men tự động dung tích khác nhau phù hợp cho từng bước thực hiện theo yêu cầu. Công nghệ xây dựng dễ thực hiện, ít đòi hỏi các quy trình phức tạp. Hiệu quả công nghệ được đánh giá ổn định." - TS. Nguyễn Thị Đà cho biết.
Với những kết quả đạt được, đề tài nghiên cứu được hội đồng khoa học Bộ Công Thương đánh giá cao về tính mới, tính sáng tạo. Đề tài có tiềm năng phát triển và ứng dụng tốt do sản phẩm nhựa sinh học (bioplastic) được coi là xu thế chung của toàn thế giới, sẽ sớm thay thế nhựa polymer với khả năng phân hủy hoàn toàn, thân thiện môi trường. Được biết, trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu đề tài sẽ tiếp tục hoàn thiện công nghệ và chuyển giao cho các doanh nghiệp trong nước.
Mai Anh