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

Với chủ trương phát triển của ngành công nghiệp giấy nước nhà và nhu cầu sử dụng chế phẩm vi sinh để loại bỏ nhựa cây trong nguyên liệu dăm mảnh phục vụ sản xuất bột giấy và xuất khẩu, TS. Phan Thị Hồng Thảo cùng các cộng sự tại Viện Công nghệ Sinh học đã 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” từ năm 2018 đến năm 2019.

Đề tài nhằm thực hiện các mục tiêu sau:

+ Tạo được chế phẩm sinh học có khả năng phân hủy nhựa cây đạt hiệu quả loại bỏ nhựa trên 50%.

+ Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học công suất 50 kg/mẻ để phân hủy nhựa cây trong dăm mảnh nguyên liệu.

+ Đưa ra được quy trình công nghệ và mô hình thiết bị sử dụng chế phẩm sinh học để phân hủy nhựa cây trong dăm mảnh nguyên liệu trong sản xuất bột giấy thân thiện môi trường tại Việt Nam.

Đề tài đã thu được các kết quả nổi bật như sau:

- Đã lựa chọn được môi trường và điều kiện nuôi cấy thích hợp cho 2 chủng nấm B68 và BBN8. Trên môi trường thích hợp, trong hệ thống lên men quy mô 50 lít/mẻ: tốc độ thổi khí 0,5 vvm và tốc độ khuấy là 125 vòng/phút là thích hợp cho thu hồi sinh khối nấm. Đã lựa chọn chất mang là bột gỗ và bột ngô với tỷ lệ là 4:1 để tạo chế phẩm nấm B68 và tỷ lệ 1:4 cho chủng nấm BBN8. Tỷ lệ giống thích hợp nhất bổ sung là 10%, độ ẩm 40-50% và thời gian ủ 7-12 ngày.

- Đã xây dựng quy trình tạo chế phẩm sinh học quy mô 50 kg/mẻ và mô hình thiết bị cho sản xuất chế phẩm ở quy mô pilot bước đầu ứng dụng ở quy mô công nghiệp 25 tấn/đống. Chế phẩm sinh học tạo ra có mật độ nấm ≥ 4 x 107 CFU/g; Hoạt lực laccase đạt ≥ 233 U/g và esterase ≥ 24 U/g. Chế phẩm nấm B68 bảo quản tốt ở 4^oC trong túi thiếc tránh ánh sáng trong 6 tháng.

- Đã nghiên cứu điều kiện hoạt hóa chế phẩm trong quá trình ủ nguyên liệu nhằm tăng hiệu suất sử dụng chế phẩm: dung dịch hoạt hóa chứa 0,2% ure; 0,5% sacharose và CaCl₂ (30 mg/L) với thời gian hoạt hóa là > 2 giờ

- Đã xây dựng quy trình công nghệ ứng dụng chế phẩm sinh học của đề tài để phân hủy nhựa cây trong dăm mảnh gỗ keo và bạch đàn quy mô phòng thí nghiệm và quy mô 1 tấn trên mẻ. Đã thiết kế được mô hình sử dụng chế phẩm trong phân hủy nhựa cây trên dăm mảnh nguyên liệu quy mô 1 tấn/mẻ. Đã thử nghiệm sử dụng chế phẩm sinh học trên quy mô công nghiệp (25 tấn/mẻ) cho 100 tấn dăm mảnh nguyên liệu (gỗ keo, bạch đàn). Kết quả thu được, hàm lượng nhựa giảm 50% so với nguyên liệu ban đầu.

- Đã hiệu chỉnh quy trình phù hợp với thực tiễn sản xuất, giảm được 5% lượng kiềm sử dụng và chất lượng bột giấy sau khi xử lý bằng chế phẩm tương đương với mẫu bột đối chứng. 8. Đã đánh giá được hiệu quả kinh tế của việc sử dụng chế phẩm sinh học trong loại nhựa. Sử dụng chế phẩm sinh học sẽ tăng chi phí trực tiếp trong quá trình sản xuất bột giấy là 95.460 đồng/tấn bột sau tẩy trắng và tăng 161.118 đồng/tấn với bột giấy sau nấu. Chi phí này chưa tính đến chi phí lắp đặt và vận hành hệ thống pha và phun chế phẩm sinh học cho dăm mảnh và chi phí điện nước, nhân công cho sản xuất chế phẩm.

Quá trình xử lý chế phẩm sinh học hoàn toàn không có tác động lớn đến vấn đề môi trường. Các chỉ tiêu nước thải, vi sinh trong nước thải hầu như tương đương so với mu đối chứng.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17752/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (TH)