CNSH lĩnh vực khác
Ứng dụng CNSH trong ngành công nghiệp giấy và ván gỗ nhân tạo
(vjst.vn/ - 24/07/2020):

Sảnxuất bột giấy, giấy và chế biến ván gỗ nhân tạo nói chung là một trong nhữngngành công nghiệp có ảnh hưởng lớn đến nền kinh tế và hệ sinh thái toàn cầu.Trong đó, sản xuất bột giấy và ván nhân tạo là 2 ngành sản xuất chủ đạo tạo ranguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Sản xuất bột giấy bao gồm 2quá trình chính là nghiền nguyên liệu thô và tẩy trắng bột giấy. Cả 2 quá trìnhnày đều tiêu thụ nhiều hóa chất, năng lượng và sản sinh ra một lượng đáng kểchất thải gây ô nhiễm môi trường. Trong khi đó, sản xuất ván gỗ nhân tạo cũngsử dụng nhiều hóa chất độc hại như formaldehyt, ảnh hưởng lớn đến môi trường vàsức khỏe con người. Để giải quyết những vấn đề này, việc áp dụng thành tựu khoahọc và công nghệ (KH&CN), đặc biệt là công nghệ sinh học (CNSH) chính làgiải pháp tối ưu nhằm hướng đến mục tiêu phát triển bền vững ngành sản xuất bộtgiấy, giấy và ván gỗ nhân tạo.

CNSH trong sản xuấtgiấy, bột giấy và ván nhân tạo

Các quy trình sản xuấtbột giấy và làm giấy truyền thống thường sử dụng một lượng lớn nước, năng lượngvà hóa chất. Ngày nay, do những quy định bắt buộc về bảo vệ môi trường nên cácnhà sản xuất giấy phải thực hiện các quy trình công nghệ nhằm mục đích giảmtiêu thụ năng lượng và hóa chất độc hại. Các yếu tố thúc đẩy mạnh mẽ việc sửdụng các tác nhân sinh học (enzym và vi sinh vật) trong công nghiệp giấy là donhu cầu sử dụng xơ sợi xenluylo tăng, áp lực về giảm chi phí sản xuất và sửdụng nguyên liệu hiệu quả do sự cạn kiệt dần của nguồn tài nguyên thiên nhiên.Do đó, ứng dụng vi sinh vật và enzym đã và đang thu hút sự quan tâm của nhiềunhà khoa học và doanh nghiệp sản xuất giấy và bột giấy. Trong những năm qua,việc áp dụng các chế phẩm vi sinh và enzym vào lĩnh vực sản xuất giấy vàxenluylo đã được tiến hành ở quy mô công nghiệp tại nhiều quốc gia, bao gồm gầnnhư toàn bộ quá trình sản xuất, từ xử lý nguyên liệu thô trước đầu vào cho tớisản phẩm cuối.

Ứng dụng CNSH trong loạibỏ vỏ cây: đối với nguyênliệu là gỗ, trước khi chặt dăm, yêu cầu gỗ phải được làm sạch để loại bỏ vỏ vàcác tạp chất khác. Vỏ cây có thành phần cấu tạo phức tạp, nếu không được loạibỏ kỹ có thể làm giảm chất lượng bột giấy, gây tốn hóa chất trong quá trìnhnghiền, tẩy trắng và cản trở quá trình thu hồi hóa chất. Hiện nay, phương phápđể bóc vỏ chủ yếu được sử dụng là phương pháp cơ học, sử dụng máy để bóc vỏ.Hạn chế của phương pháp này là tiêu tốn năng lượng, cần thời gian để loại bỏhầu hết vỏ cây, dẫn đến hao hụt gỗ. Do vậy, việc ứng dụng các enzym nhưpectinase, xylanase và polygalacturonase đã được nhiều doanh nghiệp triển khaivào thực tiễn, giúp nâng cao khả năng thủy phân các lớp cambium và phloem tronggỗ, làm suy yếu liên kết giữa vỏ cây và gỗ, khiến vỏ cây dễ dàng được bóc tách.

Ứng dụng CNSH trong loạibỏ nhựa cây: đối với sản xuất bộtgiấy thì nhựa cây là thành phần không mong muốn vì có ảnh hưởng lớn tới quátrình sản xuất bột giấy và giấy nên phải được loại bỏ càng triệt để càng tốt.Các phương pháp truyền thống để loại bỏ nhựa cây bao gồm lưu giữ gỗ hoặc dămmảnh tại nhà máy trước khi sản xuất bột giấy (quá trình tiền xử lý tự nhiên) vàhút bám hoặc phân tán các hạt nhựa cây bằng hóa chất trong quá trình sản xuấtbột giấy và giấy. Hóa chất sử dụng thường là phèn (alum), bột đá, các chất phântán ion hoặc phi ion, polyme cation và các loại phụ gia khác. Tuy nhiên, cácphương pháp này chưa thực sự hiệu quả và tốn nhiều thời gian, công sức cho việcloại bỏ nhựa trước khi sản xuất. Do vậy, giải pháp đang được quan tâm hiện naychính là sử dụng một số loại vi sinh vật để đẩy nhanh và kiểm soát quá trìnhtiền xử lý nguyên liệu, hoặc dùng enzym để xử lý bột giấy. Tại Việt Nam, nhiềunghiên cứu tạo chế phẩm sinh học từ nấm mục trắng và một số loài vi sinh vậtứng dụng trong loại bỏ nhựa cây đã được triển khai vào thực tiễn sản xuất nhưnhóm Resinase, Lipadase, Buzyme… để loại bỏ nhựa trong bột giấy và xơ sợi. Cácchế phẩm này đang được Viện CNSH (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) và Viện Côngnghiệp Giấy và Xenluylô (Bộ Công Thương) áp dụng tại Tổng công ty Giấy ViệtNam. Kết quả cho thấy, ứng dụng chế phẩm sinh học là giải pháp loại bỏ nhựa câymột cách hiệu quả, giúp tăng hiệu suất của dây chuyền sản xuất và chất lượngcủa sản phẩm; đồng thời giảm lượng hóa chất sử dụng, giảm chi phí xử lý chấtthải, dẫn đến tăng hiệu quả kinh tế của toàn bộ quá trình.  

Sử dụng nấm mục trắng vàcác vi sinh vật trong sản xuất bột giấy sinh học: sản xuất bột giấy sinh học là công nghệ thânthiện với môi trường, làm tăng đáng kể thông lượng của máy nghiền và giảm mứctiêu thụ năng lượng ở cùng một thông lượng kết hợp với đập cơ học. Những nămgần đây, việc sử dụng nấm mục trắng và các vi sinh vật để sản xuất bột giấysinh học là chiến lược sản xuất an toàn của nhiều nhà máy sản xuất giấy màkhông có thay đổi lớn về mặt công nghệ. Là quốc gia sản xuất nông nghiệp, vớilượng phụ phẩm sau thu hoạch còn bị lãng phí thì việc sử dụng các chủng nấm mụctrắng để xử lý (rơm rạ, bã mía…) sẽ giúp tạo ra các sản phẩm bột giấy đa dạngvề chủng loại, tránh lãng phí nguồn tài nguyên và giảm ô nhiễm môi trường.

Ứng dụng CNSH trong sảnxuất ván nhân tạo: sản xuất ván nhân tạolà một xu thế tất yếu của công nghiệp chế biến gỗ trên thế giới trước áp lựccủa việc sử dụng gỗ rừng trồng nhằm bảo vệ môi trường, chống biến đổi khí hậu.Tuy nhiên, ngành công nghiệp này lại sử dụng nhiều loại keo hóa học, nhất làcác loại keo có chứa formaldehyt gây hại cho môi trường và ảnh hưởng đến sứckhỏe của người sản xuất (phát thải formaldehyt có thể gây ung thư). Do vậy,việc ứng dụng CNSH bằng cách sử dụng hệ enzym có trong nấm mục để phân hủylignocellulose, hemicelulose… có thể tạo nên sự kết dính cần thiết trong chếbiến ván nhân tạo từ gỗ, rơm rạ… mà không cần sử dụng các loại keo dán gỗ hóahọc, mở ra một chương mới trong sản xuất ván nhân tạo từ gỗ rừng trồng thânthiện với môi trường tại Việt Nam.

Những ứng dụng kháctrong sản xuất giấy và bột giấy: hiện nay, tái chế là một trong những biện pháp quan trọng đểgiảm sản xuất giấy từ nguyên liệu thô ban đầu và mang lại lợi ích trong bảo vệmôi trường. Sử dụng sợi tái chế chiếm hơn 50% trong giấy in báo và bao bì. Giấyin và giấy viết trung bình toàn cầu chỉ có 8% là giấy tái chế. Để sử dụng triệtđể giấy tái chế cần có công nghệ xử lý đi kèm nhằm loại bỏ triệt để phần mực incòn sót lại. Quá trình này thông thường sử dụng nhiều loại hóa chất độc hại chomôi trường như NaOH, Na2SiO3, Na2CO3,H2O2, hóa chất gốc clo, các tác nhân tạo chelat và cácchất hoạt động bề mặt... Nước thải từ quá trình này độc hại đối với môi trường,giá trị COD cao và chi phí xử lý lớn. Enzym được sử dụng làm tác nhân thay thếcho clo và các hợp chất chứa clo để khắc phục các vấn đề về công nghệ gây ônhiễm trong quá trình này. Bên cạnh đó, sử dụng các enzyme lignolytic nhưmangan peroxide và laccase hoặc các enzym hemicellulolytic như xylanase từ visinh vật như nấm mục trắng làm giảm phần lignin còn lại trong bột giấy. Hiệnnay, nhiều enzym cellulase thương mại đã được sản xuất và sử dụng cùng với cáchóa chất khử mực để cải thiện hiệu quả quá trình khử mực cho giấy loại, có thểtăng cường hiệu quả loại bỏ mực lên 24,6%, đồng thời cải thiện một số tính chấtvật lý của bột giấy. Quản lý chất thải là một vấn đề lớn trong thời hiện đại vàviệc tái chế giấy hiệu quả sẽ làm giảm một tỷ lệ lớn chất thải rắn. Điều này sẽgiúp giảm phát thải khí nhà kính cũng như mối đe dọa gây ra bởi chất thải rắn.Việc thực hiện khử mực bằng phương pháp sinh học khiến cho giấy tái chế trởthành quy trình thân thiện với môi trường. Cùng với sự phát triển mạnh củaKH&CN, phạm vi ứng dụng của CNSH trong sản xuất giấy ngày càng được mở rộngvà hiệu quả hơn nữa.

Xu hướng tất yếu trongsản xuất giấy và ván gỗ nhân tạo

Tại Việt Nam, cùng vớisự phát triển của khoa học và công nghệ và hội nhập quốc tế, Đảng và Nhà nướcđã có nhiều chính sách phù hợp thúc đẩy nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNSHvào nhiều ngành công nghiệp, trong đó có công nghiệp giấy, bột giấy. Trong thờigian qua đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến sử dụng vi sinh vật và enzym trongngành công nghiệp giấy. Trong đó có ứng dụng các chế phẩm enzym trong trợnghiền để tiết kiệm năng lượng, ứng dụng enzym trong tẩy trắng bột giấy, tăngcường chất lượng bột giấy, loại bỏ các chất kết dính (stickies), tăng khả năngthoát nước, xử lý giấy loại, biến tính tinh bột trong công đoạn chuẩn bị dungdịch gia keo bề mặt giấy và sản xuất bột giấy sinh học,… Ứng dụng các chế phẩmenzym và vi sinh vật trong tiền xử lý nguyên liệu cho giảm nhựa cây phục vụ sảnxuất bột giấy sẽ làm tăng chất lượng giấy thành phẩm, giảm sử dụng hóa chất vàgiảm ô nhiễm môi trường. Có thể khẳng định, áp dụng CNSH vào sản xuất giúp thânthiện với môi trường và là giải pháp chắc chắn của tương lai, nhưng cũng là mộtthách thức rất lớn đặt ra cho nhiều doanh nghiệp. Đối với phương pháp sinh học,hiệu quả của ứng dụng còn phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường, vì vi sinhvật và enzym sử dụng phải chịu được nhiều điều kiện bất lợi gây ra bởi các phụgia hoặc chất phát sinh trong dây chuyền sản xuất bột giấy và giấy. Việc sảnxuất chế phẩm enzym thương phẩm hoặc chế phẩm vi sinh phải dễ dàng nâng cấp lênquy mô công nghiệp với chất lượng ổn định và giá thành rẻ. Các nguồn vi sinhvật và enzym cũng phải an toàn với môi trường và con người. Không giống cácngành công nghiệp khác, sản xuất giấy và bột giấy khó có thể sử dụng các enzymcố định, vì vậy cũng làm giảm khả năng tái sử dụng enzym, làm tăng chi phí sảnxuất và lượng chất thải tồn dư. Việc triển khai CNSH còn gặp không ít khó khăndo công nghệ của nhiều nhà máy trong nước còn lạc hậu, dây chuyền sản xuấtkhông đồng bộ và sự e ngại, chưa sẵn sàng của nhiều doanh nghiệp. Mặc dù vậy,các kết quả đạt được đã khẳng định chắc chắn sự cần thiết của việc áp dụng CNSHvào sản xuất giấy và ván gỗ nhân tạo nhằm hỗ trợ giảm thiểu lượng hóa chất sửdụng, tăng chất lượng sản phẩm và đặc biệt là giảm ô nhiễm môi trường. Cácthách thức đối với việc áp dụng CNSH trong lĩnh vực này cần được giải quyết bởicác nhà nghiên cứu, nhà doanh nghiệp và sự phối hợp hài hòa giữa chính sách mớicó thể thực hiện được.

Mặc dù vẫn đang có nhữngkhó khăn và thách thức khá lớn, song dưới áp lực của việc bảo vệ môi trường vàvới xu hướng phát triển của thế giới, việc áp dụng CNSH vào công nghiệp giấy,bột giấy và ván nhân tạo chắc chắn sẽ là hướng phát triển tất yếu của Việt Namtrong tương lai.   

 

 

 
Tin tức khác
Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệρ chế biến
Nghiên cứu sự biểu hiện mRNA một số gen liên quan đến con đường JAK/STAT và biểu hiện viêm ở bệnh nhân ung thư hạch
So sánh các kỹ thuật định danh vi khuẩn B. pseudomallei trong xét nghiệm chẩn đoán bệnh Whitmore
Nghiên cứu đặc điểm lâm sàng, mô bệnh học u lympho ác tính không Hodgkin vùng đầu cổ
Khối u thiếu dinh dưỡng thu hút các tế bào ức chế miễn dịch
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 29
Tổng số lượt truy cập: 1933243
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn