Nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Đình Quân (trường Đại học Bách khoa, Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh) và cộng sự từ Biomass Lab đã tận dụng bùn thải từ nhà máy giấy để sản xuất cellulose vi khuẩn, làm tăng chất lượng giấy so với thông thường. Giải pháp này đã đạt giải Nhất trị giá 70 triệu đồng tại cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2024 do VnExpress tổ chức, trao giải vào ngày 16/5/2024.

Nhóm tác giả đã biến bùn giấy thành cellulose vi khuẩn bằng phương pháp hóa sinh kết hợp. Cellulose vi khuẩn là nguyên liệu sinh học có thể được sản xuất với số lượng lớn từ bùn thải của ngành công nghiệp giấy và có nhiều ứng dụng trong nhựa sinh học, dệt may, màng lọc nano, da/gỗ nhân tạo, áo giáp chống đạn và sản xuất giấy.

Ngành công nghiệp giấy thải ra một lượng lớn bùn và nước thải, và việc xử lý bùn thải này rất tốn kém. Bùn giấy chứa cellulose bột giấy chiếm 40-60% thành phần, là nguồn carbohydrate có thể tận dụng. PGS.TS Nguyễn Đình Quân cùng các cộng sự đã nghiên cứu công nghệ chuyển hóa bùn giấy thành vật liệu giá trị hơn. Nhóm sử dụng phương pháp thủy phân cellulose trong bùn giấy với một lượng nhỏ acid để tạo ra dịch glucose, sau đó dùng vi khuẩn Acetobacter xylinum lên men dịch này để thu được màng cellulose vi khuẩn. Màng cellulose vi khuẩn có cơ lý tính vượt trội nhờ cấu trúc nano 3D. Thách thức lớn nhất của nghiên cứu là tìm điều kiện tối ưu để đạt hiệu suất cao trong quá trình thủy phân mà không ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi khuẩn.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang thử nghiệm công nghệ này ở quy mô pilot tại các nhà máy giấy Thuận An và Khôi Nguyên. ThS Lê Hữu Phước, kỹ sư quản lý chất lượng sản xuất nhà máy giấy Khôi Nguyên, cho biết cellulose vi khuẩn được dùng làm phụ gia tăng cường cho giấy, cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm. Công nghệ này sử dụng bùn thải từ chính nhà máy để tạo ra nguyên liệu tái sử dụng trong sản xuất, giúp giảm chi phí và tăng hiệu quả.

Nghiên cứu này có ý nghĩa môi trường khi tận dụng bùn thải và giảm ô nhiễm. Việc sử dụng nanocellulose vi khuẩn còn giúp cải thiện chất lượng giấy sản xuất. Màng cellulose từ nghiên cứu cần cải thiện để ổn định chất lượng và tăng hiệu suất lên men. Công nghệ này được coi là có triển vọng và sáng tạo, tận dụng được bùn thải để tạo sản phẩm giá trị gia tăng. Bên cạnh đó, cần tăng cường khả thi ứng dụng ở quy mô công nghiệp.

P.A.T (tổng hợp)