Tạo ra nhựa sinh học tự phân huỷ từ bùn thải

Đây là sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu khả năng tổng hợp nhựa PHB của vi khuẩn từ nguồn nước thải giàu carbon” đã được Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM nghiệm thu hồi đầu năm 2023.

Theo CESTI, PHB (polyhydroxybutyrate) là loại nhựa có nhiều ưu điểm như độ dẻo dai gần như tương đương với các loại nhựa thông thường nhưng lại rất thân thiện với môi trường, do có khả năng tự phân hủy nhờ các vi sinh vật trong môi trường tự nhiên. Tuy nhiên, nhược điểm lớn của loại nhựa này là giá thành cao, chủ yếu do quá trình sản xuất đòi hỏi lượng dinh dưỡng tổng hợp rất đắt tiền nên khó mở rộng quy mô sản xuất.

Tìm hướng đi mới, nhóm nghiên cứu do TS. Hồ Kỳ Quang Minh dẫn đầu đã thực hiện thu thập và phân lập được 185 chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp nhựa PHB từ nước thải các nhà máy sản xuất giấy và chế biến thực phẩm. Khi tổng hợp các vi khuẩn thu được, nhóm nghiên cứu phát hiện 2 chủng vi khuẩn đáng chú ý, có khả năng tổng hợp PHB tại thời điểm 48 giờ nuôi cấy gồm: bacillus pumilus NMG5 đạt 42,28% trọng lượng khô và bacillus megaterium BP5 đạt 41,19% trọng lượng khô.

Từ hai chủng này, các nhà nghiên cứu đã tổng hợp thành các tấm phim nhựa sinh học PHB. Các sản phẩm PHB thu được có tính bền nhiệt tốt.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm khả năng tự phân hủy của sản phẩm trong môi trường có sự hiện diện của vi sinh vật. Kết quả cho thấy các tấm phim dần có sự thay đổi và phân hủy mạnh ở tuần thứ 2 và thứ 3, tiếp tục bị rã vụn thành các hạt nhỏ ở tuần thứ 4 và biến mất hoàn toàn trong tuần thứ 6 và thứ 7.

Đặc biệt, các loại vi sinh vật có thể kết hợp quá trình tổng hợp hợp PHB với quá trình xử lý nước thải. Theo giới thiệu của CESTI, nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện quy trình sản xuất PHB quy mô trong phòng thí nghiệm cho 2 chủngvi khuẩn được định danh là bacillus megaterium BP5 và bacillus pumilus NMG5 với khả năng thu nhận PHB đạt 1,15 và 1,36g PHB/l nước thải nhân tạo, tương đương 28,5% và 29,3% trọng lượng khô. Cả 2 chủng vi khuẩn đều có khả năng xử lý nước thải nhà máy giấy tốt, đạt chuẩn A theo quy định nước thải công nghiệp, nước thải công nghiệp giấy và bột giấy.