Nghiên cứu sản xuất nhựa sinh học

Đề tài "Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học tái tổ hợp sinh tổng hợp Bioplastic từ phụ phẩm chế biến thủy sản", mã số: ĐT.08.19/CNSHCB, do Viện Công nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chủ trì, TS. Nguyễn Thị Đà làm chủ nhiệm. Đề tài thuộc Đề án Phát triển và Ứng dụng công nghệ sinh học lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020. Đề tài được thực hiện với mục tiêu 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%.

Các chế phẩm vi sinh của đề tài

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 monomer (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.

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.

Qua quá trình nghiên cứu, đến nay, nhóm nghiên cứu đã khảo sát được khả năng sinh tổng hợp PHA của cả 4 chủng (DV01, G505, G515, G300) trên nguồn dinh dưỡng phụ phẩm cá và 2 chủng cho hàm lượng nhựa sinh học cao nhất là chủng GB515 (7,325%) và chủng DV01 (30,4%). Đồng thời, 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…

Nghiên cứu đã giúp Việt Nam tiếp cận gần hơn với những công nghệ mới, hiện đại. 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. Nhóm nghiên cứu mong muốn tiếp tục được hỗ trợ kinh phí để đơn vị nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và chuyển giao cho các doanh nghiệp trong nước. 

 P.A.T (NASATI), tổng hợp