Chế phẩm sinh học giúp phân hủy nhựa cây trong sản xuất bột giấy

Chế phẩm sinh học phân hủy nhựa cây của đề tài nghiên cứu

Dù chỉ chiếm một lượng rất nhỏ trong gỗ (2-5%) nhưng nhựa cây thường gây ra những vấn đề nghiêm trọng trong quá trình sản xuất giấy như gây ra các vết đốm, lỗ thủng trên giấy thành phẩm, tăng độc tố của nước thải sản xuất giấy. Mặt khác, nhựa cây bám dính trên các thiết bị làm giảm hiệu quả hoạt động của dây chuyền sản xuất, thậm chí có thể gây hỏng hóc thiết bị.

Để giải quyết vấn đề này, Bộ Công Thương giao Viện Công nghệ sinh học (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) thực hiện đề tài “Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học để phân hủy nhựa cây trong dăm mảnh gỗ keo, bạch đàn làm nguyên liệu sản xuất bột giấy thân thiện môi trường tại Việt Nam” do TS. Phan Thị Hồng Thảo làm chủ nhiệm. Đề tài thuộc Đề án Phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020.

TS. Phan Thị Hồng Thảo

TS. Phan Thị Hồng Thảo - Chủ nhiệm đề tài cho biết, để loại bỏ bớt nhựa cây có nhiều phương pháp hóa học hoặc sử dụng chế phẩm sinh học. So với hóa học, phương pháp sử dụng chế phẩm sinh học được ưa chuộng hơn, vì ưu điểm loại bỏ sạch nhựa, an toàn cho môi trường. Mục tiêu chung của đề tài là tạo được chế phẩm sinh học, ứng dụng để loại bỏ nhựa cây trong nguyên liệu dăm mảnh gỗ cứng, phục vụ cho sản xuất bột giấy thân thiện môi trường.Theo đó, qua thử nghiệm, nhóm thực hiện đã hoàn thành nghiên cứu, đánh giá tổng quan công nghệ, thiết bị và khả năng ứng dụng nấm để phân hủy nhựa cây trong dăm mảnh gỗ keo và bạch đàn; đồng thời tuyển chọn các chủng nấm có khả năng phân hủy nhựa cây trên nguyên liệu gỗ keo và bạch đàn. Từ 85 chủng nấm được phân lập có khả năng phân hủy nhựa cây từ Nhà máy Giấy Bãi Bằng và Nhà máy Giấy Mục Sơn, đề tài đã lựa chọn các chủng nấm VCĐ4, TĐ36, TĐ95, B68, BB29, MS2, BBN8, BBK8, OP, OP2, CS1 và CS2 để khảo sát

Tiến hành khảo sát, kết quả 02 chủng có khả năng sinh trưởng và loại bỏ nhựa phù hợp nhất đã được tuyển chọn là Phanerochete chrysosporium B68 và Trametes hirsuta BBN8. Đây đều là 2 chủng được Mycobank ghi nhận không gây bệnh cho người và động vật, có thể sử dụng làm chế phẩm sinh học. 

"Những chủng nấm được nhóm nghiên cứu lựa chọn có khả năng đáp ứng yêu cầu là có thể phân hủy nhựa gỗ cao, điều kiện và chi phí nuôi hợp lý – yếu tố mang tính quyết định để chế phẩm phân hủy nhựa gỗ có khả năng nâng cao quy mô sản xuất và áp dụng đại trà mà không khiến các doanh nghiệp phải lo lắng về chi phí." - TS. Phan Thị Hồng Thảo cho hay.

Nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm trên 100 tấn gỗ dăm mảnh ở nhà máy giấy Bãi Bằng, kết quả sau khi sử dụng, hàm lượng nhựa trong gỗ bạch đàn giảm 50,58%, gỗ keo giảm 50,61%. Kết quả này cao gấp đôi so với phương pháp truyền thống các nhà máy giấy vẫn sử dụng. Bên cạnh đó, chế phẩm còn giúp giảm hóa chất sử dụng trong quá trình sản xuất giấy, cụ thể giảm 5% kiềm trong công đoạn tẩy trắng bột giấy. Với tính mới và khả năng ứng dụng cao, chế phẩm phân hủy nhựa gỗ đã được nhóm nghiên cứu đăng ký bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ.

Bên cạnh đó, nhóm thực hiện đã nghiên cứu đánh giá khả năng phát triển chế phẩm của các chủng nấm lựa chọn. Kết quả cho thấy các chủng nấm lựa chọn không ức chế lẫn nhau, không làm ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây keo và bạch đàn con trong điều kiện lây nhiễm nhân tạo. Các chủng nấm tuyển chọn cũng không làm giảm trọng lượng tổng và hàm lượng cellulose trên gỗ nhiều hơn so với đối chứng nhưng đều làm giảm trên 50% nhựa cây tổng, làm giảm hàm lượng axit béo và axit nhựa so với mẫu đối chứng.

Đề tài đã phối hợp thực hiện với Tổng Công ty Giấy Việt Nam và Viện Công nghiệp giấy và Xenluylo trong quá trình tổ chức sản xuất chế phẩm sinh học để phân hủy nhựa cây trong nguyên liệu gỗ keo và bạch đàn quy mô pilot để bước đầu ứng dụng ở quy mô công nghiệp. Cụ thể, 1 tấn sản phẩm chế phẩm được sản xuất đạt đủ khối lượng theo đăng ký để thử nghiệm và đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật, được Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 1 - Quatest 1 (Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng) kiểm nghiệm. 

Chế phẩm của đề tài nghiên cứu được kiểm nghiệm đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật.

TS. Phan Thị Hồng Thảo cho biết, trên thị trường quốc tế hiện có chế phẩm Cartapip (New Zealand) chứa chủng nấm dát gỗ Ophiostoma piliferum được sử dụng chủ yếu để loại bỏ nhựa cây trong nguyên liệu dăm mảnh gỗ mềm (gỗ thông). Nhóm nghiên cứu tiến hành so sánh chế phẩm của đề tài sản xuất với chế phẩm thương mại Cartapip 97 của công ty Parrac Ltd. (New Zealand) dùng để xử lý nguyên liệu gỗ thông tại các thời điểm khác nhau, kết quả cho thấy khi sử dụng chế phẩm đề tài sản xuất thì hàm lượng nhựa giảm so với mẫu đối chứng đều cao hơn so với chế phẩm Cartapip 97.

Thành công của đề tài một lần nữa khẳng định hướng đi đúng đắn của nghiên cứu, cải tiến quy trình sản xuất giấy theo hướng thân thiện môi trường. "Việc ứng dụng sản phẩm chế phẩm sinh học để phân hủy nhựa cây, giúp làm giảm hóa chất phân tán trong quá trình sản xuất giấy và bột giấy, tiết kiệm chi phí sản xuất và góp phần bảo vệ môi trường sản xuất." - TS. Phan Thị Hồng Thảo nhấn mạnh.

Nguồn: congnghiepsinhhocvietnam.com.vn