Cải tiến cellulose bùn thải giấy, nhóm SV Bách khoa đạt giải Ba Asian Entrepreneur Award 2021

Dự án “Chuyển hóa bùn thải giấy thành nguyên liệu sinh học” của giảng viên và sinh viên Bách khoa tiếp tục gặt hái thành công với giải Ba cuộc thi Asian Entrpreneur Award (AEA) 2021.

Dự án “Chuyển hóa bùn thải giấy thành nguyên liệu sinh học” (Turning Paper Waste Sludge to “Bio-Gold”) do Biomass Lab thực hiện. Đây là nhóm nghiên cứu gồm PGS.TS. Nguyễn Đình Quân – Trưởng Phòng Thí nghiệm Nhiên liệu sinh học & Biomass, ThS. Trần Thị Tưởng An, KS. Lê Tấn Nhân Từ, ThS. Phạm Thị Tuyết cùng các sinh viên chương trình Chất lượng cao (giảng dạy bằng tiếng Anh) Nguyễn Long Hoàng, Nguyễn Hoàng Phong, Nguyễn Thanh Phúc Thịnh, Trương Khải Vinh. Đây là dự án duy nhất tại cuộc thi có các thành viên tham gia không phải doanh nghiệp.

Ý tưởng nghiên cứu khởi nguồn từ việc ngành công nghiệp sản xuất giấy có lượng chất thải rất lớn, gây ô nhiễm môi trường mà chi phí xử lý vô cùng cao. Đặc biệt, sợi cellulose bột giấy lắng nổi từ nước thải, là nguồn ô nhiễm hữu cơ cần phải xử lý. Biomass Lab nghĩ ngay tới việc chuyển hóa cellulose trong bùn thải giấy thành cellulose vi khuẩn (bacterial cellulose – BC). Đây là dạng cellulose tự do với cấu trúc mạng lưới sợi cellulose nano 3D dai, bền, có độ tinh thể cao hơn nhiều so với cellulose bột giấy thuần túy và là nguyên liệu được xài ưa chuộng.

Điểm nổi bật của dự án này là việc tận dụng bùn thải giấy công nghiệp với quy trình sản xuất đơn giản nhưng tạo ra sản phẩm là nguyên liệu sinh học có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong thực tế.

PGS.TS. Nguyễn Đình Quân cho biết: “Chúng tôi chọn bùn thải giấy làm nguyên liệu vì nó là nguồn carbohydrate đang bị lãng phí. Dùng bùn thải giấy để tạo cellulose vi khuẩn vừa đem lại lợi ích kinh tế, vừa khả thi về tính kỹ thuật. Ở nhiều nghiên cứu khác về chuyển hóa cellulose bùn thải giấy thành nguyên vật liệu (ethanol, butanol, acid acetic), sản phẩm sau quá trình phải được trích ly, chưng cất, xử lý phức tạp tiêu tốn năng lượng và dung môi. Với giải pháp của Biomass Lab, màng cellulose vi khuẩn dễ dàng có thể thu nhận bằng cách vớt ra khỏi dung dịch và làm sạch sơ chế. Vì vậy, cách làm này dễ dàng hiện thực hóa trong thực tế mà còn ít tốn kém chi phí.

Mặt khác, hầu hết các nhà sản xuất cellulose nano tinh thể hiện nay trên thế giới đều dùng cellulose thực vật. Tuy nhiên, nếu cellulose nano tinh thể được sản xuất từ cellulose vi khuẩn như thí nghiệm của Biomass Lab, quy trình sẽ đơn giản hơn rất nhiều vì không phải tiền xử lý nguyên liệu cellulose. Điều này có ý nghĩa lớn về phương pháp luận”.

“Trong tầm nhìn dài hạn, việc tạo cellulose vi khuẩn từ bùn thải giấy để làm nguyên phụ liệu sản xuất giấy còn góp phần nâng cao giá trị cho quá trình sản xuất, giảm gánh nặng xử lý nguồn thải của nhà máy, làm tăng tính bền vững trong chiến lược nền kinh tế tuần hoàn” – TS. Quân chia sẻ.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang thực hiện đăng ký đề tài nghiên cứu cấp Bộ (Bộ Tài nguyên & Môi trường) với nội dung tối ưu hóa các yếu tố kỹ thuật của quá trình chuyển hóa bùn thải giấy thành cellulose vi khuẩn, thiết kế quy trình sản xuất thực tế và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Bên cạnh đó, Biomass Lab cũng mở rộng hợp tác với các doanh nghiệp ngành giấy và các nhóm nghiên cứu về sinh học – hóa học – môi trường có mối quan tâm đến ý tưởng giải pháp này.

Năm 2020, Biomass Lab từng đoạt giải Nhất cuộc thi Tech Planter châu Á với dự án tương tự. Cùng gặp họ qua hai clip sau đây: phần 1, phần 2.

Asian Entrepreneur Award 2021 do Đại học Tokyo, Hiệp hội Học thuật cho doanh nhân & doanh nghiệp Nhật Bản (JASVE) và Tổ chức Xúc tiến thương mại Nhật Bản (JETRO) phối hợp tổ chức. Cuộc thi thu hút các đội tham gia là các nhà khởi nghiệp công nghệ từ Nhật, Đài Loan, Trung Quốc, Ấn Độ, Sinpapore, Thái Lan, Malaysia, New Zealand, Nga… Cuộc thi gồm ba vòng: Vòng Sơ loại chọn ra 30 đội, Vòng Bán kết chọn ra 6 đội và Vòng Chung kết vinh danh 3 đội xuất sắc nhất. Giải Quán quân đã thuộc về công ty Tectonus Limited (New Zealand), giải Nhì thuộc về công ty More Foods Innotech Co., Ltd. (Thái Lan). Biomass Lab đạt giải Ba với giải thưởng trị giá 500.000 JPY (khoảng 100 triệu đồng).

GIA NGHI thực hiện