bioplastic - Việt Nam có cần nghiên cứu ?

bioplastic - Việt Nam có cần nghiên cứu ?

PHB : Poly-3-hydroxybutyrate được sản xuất nhiều nhất trong số các PHA : polyhydroxyalkanoate .
Đây là một loại chất dự trữ được tổng hợp rất nhiều trong cơ thể vi sinh vật mỗi khi môi trường sống thiếu đi một hay vài loại dinh dưỡng quan trọng nhưng vẫn dư thừa Cacbon .
PHA có nhiều đặc tính tương tự như nhựa , nên có thể dùng để thay thế nhựa trong chế biến đồ gia dụng và còn nhiều ứng dụng khác . Việc sử dụng được PHA để thay thế nhựa có một ý nghĩa môi trường to lớn vì PHA là một hợp chất dễ dàng bị phân huỷ sinh học trong tự nhiên .
PHA còn có thể được tổng hợp từ cơ thể của động vật nhưng nói chung là sản lượng ít hơn nhiều so với vi sinh vật . Hơn nữa , rất nhiều loài vi sinh vật có khả năng tổng hợp PHA . Lướt ...một ngày trên mạng , các bạn sẽ thấy gần mấy chục bài báo cáo về sản lượng PHB ở đủ loại vi sinh vật khác nhau (nhưng nhiều nhất vẫn là vi khuẩn) .
Điều kiện để mỗi loài vi sinh vật tích lũy PHA là khác nhau tuỳ từng loại vi sinh vật .
PHB lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1927 do nhà bác học người Pháp Lemoige trên vi khuẩn Bacillus Cereus . Và từ đó đến nay đã có rất ... rất nhiều bài nghiên cứu của từ nhiều nước trên thế giới . Zeneca - Anh là nước đầu tiên sản xuất nhựa sinh học từ PHB tổng hợp từ Glucose -> giá thành cao . Các nước vẫn đang nghiên cứu hạ giá thành PHB . Có nhiều hướng để để nghiên cứu , nhưng chủ yếu là các hướng sau :
- nghiên cứu điều kiện để vi sinh vật tổng hợp PHB từ cơ chất thật rẻ tiền như các loại chất thải rắn lỏng .
- nghiên cứu khả năng thu hồi PHB từ bùn thải của các hệ thống xử lý nước thải , vốn tích lũy rất nhiều PHB .
- nghiên cứu chuyển gien tổng hợp PHB từ vi khuẩn vào một loại cây trồng để sản xuất PHB .
Một bài Review rất tổng quát về PHB được trình bày trong tập 6 hay 7 gì đó , tên tập là BIoprocess trong bộ Biotechnology của nhà xuất bản VCH-Willey . Mời các bạn tìm đọc . Đọc trong đây các các bạn sẽ nhanh chóng nắm được toàn bộ , khỏi mất công tổng hợp trên mạng , rất nhiều .
------------------


Được Vo_niem sửa chữa / chuyển vào 08:21 ngày 16/02/2004

Gửi bạn Cường,
Tôi chưa từng làm gì liên quan đến PHB, chỉ đọc qua ở đâu đó về nó. Tuy nhiên tôi muốn chia sẻ với bạn một vài điểm:
- Tôi không biết bạn viết bài như một lời than vãn hay là kêu gọi mọi người "nhảy vào" vấn đề này? Chắc là bạn cũng biết rằng PHB không phải là vấn đề mới, người ta đã nghiên cứu về nó từ những năm 80 của thế kỷ trước. Hiện nay có những "chàng khổng lồ" như Cargill đã triển khai dự án sản xuất công nghiệp rồi thì một người "mới tinh" muốn tham gia nên bắt đầu từ đâu: nghiên cứu cơ bản hay nghiên cứu ứng dụng? Bạn làm đề tài này chỉ để "cho xong" hay nó nằm trong hướng nghiên cứu của trường bạn? Ngoài ra ở VN có nhóm nào khác nghiên cứu vấn đề này không?
- Theo tôi, bạn hoàn toàn có thể nghiên cứu các vấn đề CNSH ứng dụng vào môi trường nếu chương trình học ở trường của bạn tiếp cận được với thế giới. Nếu bạn có dịp tham khảo giáo trình Industrial microbiology của một vài trường ĐH trên thế giới, bạn sẽ thấy là sản xuất PHB là một ví dụ kinh điển của cân bằng năng lượng và cân bằng thế oxy hoá khử của VSV. Vấn đề sẽ không quá khó nếu bạn được trang bị thêm một ít kiến thức về microbial physiology, metabolic engineerings và molecular genetics.
Vài dòng cùng bạn, chúc bạn một năm mới nhiều may mắn và thành công.
K. Minh

tôi đọc bài này đã lâu và định tham gia trả lời từ khi tác giả vừa post bài lên, nhưng vào thời điểm đó server của TTVNOL có vấn đề, nên mãi hôm nay mối viết được. Mặc dù tôi không biết tác giả sau khi post bài xong có còn quan tâm đến vấn đề này hay không, nhưng tôi cứ viết.
01- Tôi đồng ý với anh Minh là bioplastid hay biopolymer ko phải là vấn đề mới của TG, các công ty dược, CNSH đã và đang thương mại hóa nó rất nhiều, ví dụ nhỏ như agar chúng ta dùng trong phòng TN (loại tinh khiết dùng trong phân tích) là biopplymer đã thương mại hóa chắc cũng 30-50 năm gì rồi.
02- Tôi hoàn toàn ủng hộ những bạn SV có ý chí ham học hỏi, thích lao vào tìm tòi cái mới vì có khám phá, có sáng tạo mối phát triển được. Bản thân tôi ngày xưa cũng mất 5 năm để làm 1 đề tài ... không giống ai và không ai làm. Điều kiện khách quan tác động rất lớn việc nghiên cứu KH ở VN và lại càng thê tham hơn nếu người NC là SV. Nếu 1 đề tài làm ở VN mất 6 tháng thì thật sự chỉ mất 1 tháng nếu đầy đủ điều kiện. Nói như vậy để bạn thấy là 6 tháng làm khoa học ở VN không là cái gì cả.
Nếu ai đó bảo với tôi rằng họ thành công đề tài này khi họ làm tốt nghiệp (tức 6-9 tháng) thì tôi nghi ngờ là họ đã "chặt bớt" thời gian trước đó của họ; hoặc tôi nghi ngờ cái họ làm không phải thật sự do họ TƯ DUY mà họ chỉ là NGƯỜI THỪA HÀNH cho 1 ý tưởng nào đó có sẵn từ trước.
Ngược lại nếu ai bảo rằng 6 tháng hay 1 năm mà đề tài họ vẫn không ra thì với tôi chuyện không lấy gì làm lạ. Con đường của họ vẫn đang ở phía trước đấy thôi.
03- Một vấn đề nhỏ mà đôi khi tôi vẫn hay suy nghĩ. Hình như người ta thường hay lợi dụng cái gọi là sự năng động, sáng tạo, nhạy bén của SV để mà đẩy Sv đi làm những chuyện không đâu vào đâu. Ví dụ như đề tài của bạn cuong_quoc đã làm. Đành rằng bạn hăng say thích khám phá, nhưng những thầy cô của bạn phải có 1 tầm nhìn xa (chứ chưa nói là sâu) về vấn đề bạn muốn làm từ đó mới quyết định là có làm hay không làm
- tiền: không có; Sinh hoạt phí của SV vẫn còn do gia đình chu cấp mà, lấy đâu ra làm TN.
- dụng cụ hoá chất: không có; chỉ toàn thứ linh tinh
- tài liệu: đại cương trên NET thì nhiều nhưng chuyên sâu thì không (sách mua để đọc cho đàng hoàng cũng vài chục USD trở lên/cuốn, tạp chí thí 10-30 USD/bài).
-kinh nghiệm người đi trước để hỏi: không có luôn, thật ra bạn có thể lên net tìm đến những lab đang làm vấn đề này, các Prof sẵn sàng giúp bạn với điều kiện là your writiing should be clear.
và thậm chí câu hỏi quan trọng: Làm cái này để làm gì, cũng không có câu trả lời. Làm 1 vấn đề khoa học trên TG có mục đích rất rõ rệt:
- làm giàu kiến thức. Tức là làm để mà làm, khi làm đề tài người làm sẽ học được nhiều thứ chứ kết quả chẳng xài vào việc gì hết (dân nhà giàu họ là vậy mà)
- làm đề tải để lấy sản phẩm phục vụ XH. Nói như dân VN là: để giải quyết 1 vấn đề thực tiễn nào đó trong cuộc sống.
Rõ ràng tất cả các điều kiện cần và đủ để bạn làm về bioplastid của bạn đều không có. Vậy tại sao bạn vẫn làm. Tuổi trẻ có hoài bào, có nhiệt huyết nhưng tuổi già có kinh nghiệm, có bản lĩnh, có sự từng trãi. Và tôi thấy hình như chỉ có vế đầu, còn vế sau thì kô thấy đâu cả.
Một lúc nào đó khi bạn cuong_quoc đọc bài này, bạn thử suy nghĩ và cho mọi người biết là bạn đã thu thập hay học được những gì từ việc làm đề tài này. Hy vọng qua đó sẽ giúp bạn an ủi phần nào với thời gian và công sức bạn đã bỏ ra với bioplastid.
04- Còn chuyện bạn quảng cáo cho PHB thì sorry, bạn lộn sân rồi. Bạn làm còn không xong, đầy rẫy những khó khăn thách thức, sao lại đi gọi người ta nhảy vô? Mâu thuẫn quá.
Thân
Concay

Chưa đầy 100 năm kể từ khi chất dẻo nhân tạo đầu tiên ?" nhựa Bakelite được tổng hợp trong phòng thí nghiệm (năm 1909) , đến nay người ta đã phát minh ra hơn 50 họ nhựa khác nhau và công việc này vẫn còn đang được tiếp tục . Nhựa được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp quan trọng như ô tô , máy bay , xây dựng , bao bì , công nghiệp điện , y tế , hàng tiêu dùng?Trong cuộc sống hiện đại nhựa đã trở thành một vật liệu không thể thiếu . Mỗi năm , thế giới tiêu thụ một sản lượng nhựa ngày càng tăng . Nhu cầu nhựa tổng hợp toàn cầu sẽ tăng gấp đôi từ 100 triệu tấn/năm năm 1992 (1) lên 200 triệu tấn/năm theo dự báo vào năm 2005 .
Hầu hết các loại vật liệu trên khó bị phân hủy sinh học trong điều kiện tự nhiên. Trong lịch sử tiến hóa , các loài vi sinh vật chưa bao giờ tiếp xúc với các loại nhựa nhân tạo này , do đó chúng không có các emzyme có khả năng phân hủy và sử dụng các polymer nhân tạo này.
Các ưu điểm vượt trội của nhựa tổng hợp cũng lại chính lànhững nhược điểm trong việc xử lý thải bỏ chúng :
- Vài trăm ngàn tấn nhựa được thải vào môi trường biển mỗi năm và tích lũy ở đâu đó trên đại dương . Khoảng 1 triệu động vật biển bị chết nghẹn mỗi năm do ăn nhầm các sản phẩm nhựa này hoặc bị vướng vào các mảnh vỡ của nó (2)
- Đốt nhựa là một biện pháp được chọn để tránh gây các vấn đề môi trường. Tuy nhiên , các chất độc hại thường sinh ra trong quá trình đốt nhựa như dioxine ,hydro chloric , hydrogen cyanide . Hơn nữa đây cũng là một biện pháp không kinh tế .
- Việc tái chế nhựa thì gặp phải một số trở ngại sau : trước hết , do chủng loại nhựa đa dạng như đã nói ở trên nên khó mà phân loại các sản phẩm nhựa ; nhựa sau khi tái chế bị thay đổi tính chất nên việc sử dụng lại rất hạn chế (2)
- Chôn nhựa vào các bãi rác là một biện pháp an toàn và ít tốn kém . 40% lượng nhựa thải ra đi vào các bãi rác hàng năm(2). Như vậy các bãi rác sẽ sớm hết hạn sử dụng do lượng nhựa thải ra ngày càng tăng .
Chính những vấn đề trên đã góp phần dẫn đến sự quan tâm nghiên cứu ngày càng nhiều hơn các loại polymer sinh học nhằm sử dụng thay thế các loại polymer nhân tạo . Các ưu điểm vượt trội chính của nhựa sinh học là chúng có nguồn gốc tự nhiên nên dễ dàng được vi sinh vật sử dụng , phân hủy hoàn toàn thành CO 2 và nước ; thích ứng sinh học tốt.
Có nhiều loại polymer sinh học trong thiên nhiên như nucleic acids , protêin , polysaccharides(carbohydrate),? . Tuy nhiên chỉ một số loại có thể được lựa chọn sử dụng làm nhựa sinh học có khả năng thay thế cho nhựa tổng hợp . Đó là polyhydroxyalkanoates (PHA) , poly(lactic acid) , pollulan , tinh bột.
Được cuong_quoc sửa chữa / chuyển vào 22:33 ngày 18/02/2004

Xin duoc gioi thieu tiep :
Nhựa sinh học là các loại polymer có đặc tính dễ bị vi sinh vật phân hủy thành cacbon dioxit và nước dưới điều kiện hiếu khí (hoặc mêtan dưới điều kị khí) khi các loại polymer này được thải ra môi trường .
Nhựa sinh học có nhiều triển vọng được sử dụng thay thế cho nhựa tổng hợp hiện nay vì các lý do sau :
- Nhựa tổng hợp khó phân hủy sinh học khi thải ra môi trường , gây hại cho các loài động thực vật
- Nhựa sinh học được cho là không đóng góp thêm cacbon dioxit vào khí quyển bởi vì nó có chu trình cacbon dioxit kín : việc sản xuất nhựa sinh học sử dụng đúng một lượng CO2 như lúc nó xả ra môi trường khi nhựa bị phân hủy .
Nhựa sinh học có thể được tạo ra từ tinh bột hoặc cellulose hoặc nhờ vi khuẩn . PHA là các loại nhựa sinh học được tích lũy rất nhiều trong rất nhiều loại vi khuẩn khác nhau (3) , thí dụ như poly-3-hydroxybutyrate (PHB) một loại PHA thường gặp nhất.Còn các loại nhựa sinh học có gắn tinh bột thì được tạo ra từ các loại như lúa mì , bắp , khoai tây và gạo . Các loại nhựa sinh học cellulose được tạo ra từ bột gỗ .
PHA
Năm 1925, Viện Pasteur (Pháp) phát hiện ra rằng rất nhiều loài vi khuẩn khác nhau có khả năng tổng hợp nên một loại polymer mà công thức phân tử của nó có dạng như sau: polyhydroxyalkanoate (PHA). PHA là những polymer với monomer là các acid béo mạch ngắn , đóng vai trò chất dự trữ năng lượng và carbon, tích lũy dưới dạng hạt trong cơ thể vi khuẩn khi chúng sống trong điều kiện không cân bằng dinh dưỡng như thiếu Nitrogen hoặc Phosphor, Sulfur, Mg, hay Oxygen và thừa nguồn Carbon .
Các nhà khoa học đã phát hiện hơn 100 loại monomer khác nhau cấu tạo nên PHA . Đến năm 1927, lần đầu tiên Lemoigne đã phân lập và mô tả các hạt poly(3-hydroxybutyrate) (PHB ) từ vi khuẩn Bacillus megaterium(Xin loi vi o phia tren ghi nham). PHB là đại diện tiêu biểu nhất cho PHA vì PHB có khối lượng phân tử nhỏ nhất và phổ biến nhất trong tự nhiên.
Lượng PHA được tạo thành khác nhau ở các loài vi khuẩn. Có loài tạo nhiều PHA (có thể chiếm đến 90% khối lượng khô của tế bào) như: Alcaligenes eutrophus (Ralstonia eutropha), Alcaligenes latus, Azotobacter vinelandii, , Azotobacter chroococcum, Bacillus,Methylotrophs, Nocardia, Pseudomonas, Rhodobacter sphareroides,Rhizobium và Escherichia coli tái tổ hợp. Vài loài cyanobacteria chỉ tạo lượng PHB rất thấp so với tổng khối lượng tế bào khô, còn enterobacteria không tạo PHB
Đặc điểm chung của PHB :
Cho đến thập niên 1970, sau hậu quả của cuộc khủng hoảng dầu mỏ lần đầu tiên trên thế giới, công ty hóa chất hàng đầu ở Anh, Imperial Chemical Industry (ICI), bắt đầu nghiên cứu các đặc tính của polymer từ vi khuẩn. Các nhà nghiên cứu của ICI đã phát hiện ra rằng với số lượng lớn, PHB rất cứng, giòn, và cũng có một số tính chất lý-hóa như nhựa tổng hợp từ dầu mỏ (như propylene). Ví dụ như điểm nóng chảy, tinh thể, khối lượng phân tử và sức căng của propylene và PHB là tương tự nhau.
Các đặc điểm quan trọng của PHB là:
1) PHB không tan trong nước và tương đối khó bị thủy phân. Đây là sự khác biệt quan trọng giữa PHBvà các loại nhựa sinh học hiện có vì chúng hoặc dễ tan trong nước hoặc nhạy cảm với độ ẩm.
2) Oxy thấm tốt qua PHB.
3) PHB có khả năng chịu được tia tử ngoại nhưng không chịu được acid và bazơ.
4) Tan trong chloroform và những chất hydrocacbon clo hóa.
5) PHB kết hợp được với chất sống (biocompatible) nên được ứng dụng nhiều trong y học.
6) PHB có điểm nóng chảy là 175oC và nhiệt độ chuyển tiếp sang thủy tinh là 15oC.
7) PHB chịu lực căng 40MPa, gần bằng polypropylene.
8) PHB chìm trong nước trong khi polypropylene nổi trên mặt nước. Nhưng PHB chìm dễ bị phân hủy kị khí trong bùn.
9) PHB không độc hại.

Cám ơn bác ConCay đã ủng hộ , đúng là nếu ở nước ngoài tôi sẽ chỉ mất chừng một tháng để kiếm cho đủ tài liệu thay vì 3 tháng như tôi đã làm . Hầu hết thời gian bỏ ra là chạy tới chạy lui đi kiếm cái này , đi mượn cái kia , cho nên thời gian còn lại để làm thí nghiệm quá eo hẹp trong khi khối lượng công việc phải làm quá lớn . Nhưng nhờ có làm như vậy thì tôi mới biết những chuyện như thế .
Vấn đề này lớn quá nên tôi chưa đủ trình độ để TƯ DUY , cũng không phải là người THỪA HÀNH , bởi vì đâu có ai làm rồi và chỉ đường đi nước bước cho tôi . Tôi chỉ đang ở giai đoạn tìm hiểu vấn đề thôi .
Ừm , bác ConCay đừng nghĩ oan cho GVHD của tôi . Do tôi thích vấn đề này quá nên mới tự đưa đề tài lên và nhờ cô hướng dẫn thực hiện , chứ cô không bắt tôi làm . Tại tôi tất cả .Về những khó khăn thì bác ConCay nói đúng quá . Nhưng vì tôi tự lao vào nên không nên than vãn làm gì , lần trước có nói hơi nhiều , mong mọi người không phiền .
Về mục đích của tôi khi làm đề tài này thì cũng rất rõ ràng , tôi muốn nắm được công nghệ ''chuyển rác thải thực phẩm từ các nhà hàng , quán ăn thành nhựa tự hủy'' của Dr. Jian Yu . Ý nghĩa môi trường rất thiết thực . Nhưng sau khi tìm hiểu tôi thấy còn phải lao động nhiều lắm lắm thì mới mong thật sự nắm được chứ một đề tài chỉ đủ để biết sơ đồ công nghệ mà thôi .
Tại sao tôi lại làm dù chưa biết gì ? Lúc đặt bút ghi đăng kí đề tài , tôi cũng ớn ớn , nhưng tôi chán cái cảnh mỗi ngày lê mình lên lớp nhìn cái bảng , mấy tấm slide , nghe ông thầy nói những thứ lý thuyết khô , tôi muốn được cảm nhận khoa học từ thực tế , không thể nhồi nhét thêm lý thuyết nữa được nữa .PHB đã đem lại cho tôi cảm hứng rất mạnh .
Về những thứ mà tôi được trong thời gian qua thì rất nhiều , chủ yếu là tinh thần và kỹ năng làm việc , làm thí nghiệm . Còn về vật chất thì tôi đã thu thập được một số tài liệu sau :
- phương pháp chiết tách PHB bằng cách sử dụng dung môi hoặc sử dụng chất oxyhóa mạnh , hoặc kết hợp 2 chất trên , hoặc sử dụng thêm chất hoạt động bề mặt .
- cách định tính và lượng PHB bằng phương pháp quang phổ kế , đo độ đục hoặc GC , IR .
Thật ra chỉ cần kiếm trên mạng cũng biết được phương pháp chiết và cách đo lượng PHB bằng GC . Nhưng muốn làm GC thì phải có chất chuẩn . Cái này tôi kiếm không ra , mà cũng không đủ tiền mua nữa . Còn nếu chiết xong rồi đem cân thì sợ là mình làm ra ít quá không đủ để cân . Bởi vậy nên làm một mẻ lớn là chắc ăn hơn , nhưng mà điều kiện không cho phép .
Trong lúc làm tôi thấy các tài liệu mà mình tìm được toàn là do khoa CNSH , hoặc sinh học , hoặc vi sinh vật học làm chứ không thấy khoa Môi trường nào làm hết . Nên tôi mới đánh động thử ở trên này .

Chào bác .

Tôi có thêm một vài ý như thế này:
- Thời gian dành cho việc tìm tài liệu mà những 3 tháng thì quá lâu. Trong chuyện này, GVHD có giúp đỡ bạn được gì không?
- Bạn làm đề tài tốt nghiệp ĐH phải không? Kết quả cuối cùng của đề tài không thật sự quan trọng lắm. Điều quan trọng là bạn học được phương pháp nghiên cứu khoa học. Ở nước ngoài đề tài master cũng thường là một phần của đề tài PhD và cũng bé tý tẹo, thường chỉ 6-8 tháng. Kết quả của đề tài master cũng không quan trọng lắm, giỏi lắm thì cũng chỉ được một bài báo. Nói như vậy để bạn đừng buồn về kết quả đề tài của bạn.
- Tại sao bạn đặt cơ sở đề tài của bạn là cho các nhà hàng quán ăn? Điều này có khả thi đối với trình độ phát triển của xã hội VN? Ngoài ra những nguồn nước thải nào khác có thể dùng được? Nguồn nước thải nào là thích hợp nhất cho việc sản xuất PHB?
- Để hiểu (hoặc cao hơn nữa là thiết kế) một quy trình công nghệ bạn có nhất thiết phải làm tất cả các thí nghiệm? Bạn có biết là bạn có thể sử dụng rất nhiều số liệu từ literature? Hơn nữa theo kinh nghiệm của tôi khoảng thời gian 6 tháng là quá ngắn để thực hiện các thí nghiệm môi trường có dính dáng đến VSV. Đã có lần nào GVHD của bạn đề cập đến chuyện này không?
- Với những tài liệu bạn tìm được, bạn đã có thể thiết kế được phần downstream cho PHB chưa (bao gồm việc xác định chính xác các thiết bị và thông số kỹ thuật)?
- Việc bạn nói có thể dùng GC để phân tích PHB tôi thấy chưa rõ lắm? GC hay HPLC? PHB có bay hơi được không? Hay ý bạn là chuyển PHB sang dẫn xuất có thể bay hơi?
Có vài ý nhỏ, diễn đạt lại lủng củng, mong bạn và mọi người bỏ qua.
Thân,
K.Minh

Chào KMinh ,
Sorry KMinh ,tôi khong the bình luận gì về GVHD của mình ở chốn thanh thiên bạch nhật này . Chỉ biết rằng không có cô tụi tui không làm được gì cả , nhưng nếu chỉ nhờ cô thôi tụi tui cũng chả tiến được gì cả (nghe hiển nhiên quá !^_^)
Cám ơn bạn đã an ủi .
Tôi có nói ở trên , không phải chỉ có quán ăn mà là chất hữu cơ dễ phân hủy nói chung .
Một chủng vi sinh vật nào đó phân lập tại Việt Nam với cùng chủng đó nhưng phân lập tại một đất nước khác thì chắc cũng khác nhau , không thể lấy số liệu của con vi khuẩn đã nghiên cứu ở Đức mà nghiên cứu tiếp trên cùng con đó tại Việt Nam. Chỉ có thể để tham khảo .Không biết tôi nghĩ vậy có đúng không ?
Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm tụi tui còn làm chưa ra gì , sao có thể thiết kế gì được , tôi có học ké lớp lên men công nghiệp của sinh viên năm cuối khoa CNSH trường đại học Tự nhiên , thấy thầy cũng chưa chỉ gì về thiết kế mà chủ yếu chỉ giới thiệu các khâu của lên men công nghiệp . Chắc sắp tới đi học ké môn thiết kế của mấy em CNSH bên đại học Bách Khoa thử coi .
Phương pháp sắc kí khí để xác định PHB trong mẫu đã được sử dụng rộng rãi ngày nay . Phương pháp này có thể sử dụng cho nhiều mẫu với chi phí hợp lý , xác định được chính xác nhiều loại PHA khác nhau ngay cả khi mẫu có thành phần phức tạp . Cơ bản là depolymerize PHA thành các monomer rồi chuyển chúng thành methyl ester tương ứng . Tôi thấy trong tài liệu có ghi cả việc xác định và tách PHB bằng HPLC nữa .
Chào

Cuối năm 2002 tiến sĩ Jian Yu ở Hawaii đã thực hiện thành công thí nghiệm chuyển chất thải từ một quán ăn thành nhựa PHA . Thành phần chất thải của một quán ăn chủ yếu là các thực phẩm, các chất hữu cơ . Mà nguồn chất thải thực phẩm hay chất thải có thành phần hữu cơ dễ phân hủy tương tự như thế thì nhiều vô kể trong công nghiệp và trong đời sống . Thí nghiệm thành công này giúp tiến sĩ Jian Yu hứa hẹn sẽ hạ giá thành của PHA xuống còn chừng 1-2 USD/pound , có thể cạnh tranh với nhựa từ dầu mỏ .
Sau 6 tháng qua từ việc chỉ biết sơ sơ về qui trình trên , nay tôi đã hiểu khá hơn . Quy trình gồm 2 bộ phận , bộ phận thứ nhất là bộ phận lên men kị khí tạo acid hữu cơ , bộ phận thứ hai mắc nối tiếp với cái đầu sẽ chuyển acid hữu cơ từ bộ phận 1 sang thành PHA (hình ở phía dưới).
Bộ phận lên men kị khí : là một bể chứa chất thải kị khí bình thường . Tại đây người ta cho chất thải thực phẩm vào , cho phân hủy kị khí , và vi sinh vật trong bùn kị khí sẽ được đưa vào để phân huỷ nhanh . Thông thường các cộng đồng vi sinh vật kị khí sẽ chuyển toàn bộ chất hữu cơ thành carbon dioxit và methane sau một thời gian . Để tạo thành CO 2 và CH4 , quá trình kị khí trải qua nhiều bước , từng nhóm vi sinh vật nhất định sẽ đóng vai trò quan trọng trong từng bước quá trình . Trước khi tạo thành CO 2 và CH4 vi sinh vật chuyển các chất hữu cơ thành các acid hữu cơ mạch ngắn .
Ở đây , do cơ chất cần cho quá trình tạo PHA là các acid hữu cơ , nên người ta điều khiển quá trình phân hủy kị khí sao cho lượng acid hữu cơ tạo thành là nhiều nhất . Đến đây vấn đề khó khăn là làm sao lấy ra chỉ nhhững acid hữu cơ từ trong một đống bầy nhầy rác và bùn này và đưa vào cho vi khuẩn đang chờ ở bên bộ phân 2 sử dụng. Các acid hữu cơ lấy ra đòi hỏi phải vô trùng vi khuẩn sử dụng được.
Giải pháp đã được sử dụng trước đây là cho bay hơi các acid này rồi thu hồi lại nhưng cách này tốn kém do thành phần acid hữu cơ trong bể 1 rất lộn xộn , không đồng nhất. Vì thế Jian Yu đã đặt 1 cái màng dialysis vào trong ống dẫn từ 1 qua 2 để tách các acid này ra khỏi chất thải .
Bể 2 là một bể lên men thông thường để tạo PHA , vi khuẩn mà Dr Jian Yu sử dụng là loại vi khuẩn tạo PHA nhiều nhất : Alcaligenes eutrophus (cách phân lập con này có trong cuốn ?~the prokaryotes : a handbook on habitats isolation and identification of Bacteria?T vol 1 , có ở thư viện quốc gia) . Con này có rất nhiều trong đất, bùn ở nhiều nơi ,và đã được nghiên cứu rất nhiều , cả bài review về con đường sinh hóa tồng hợp PHA của nó cũng có trên mạng . Điều đặc biệt ở con này mà ít con nào khác có là nó có thể tạo ra những loại PHA khác nhau (khác nhau về thành phần các monomer) tuỳ vào cái mà ta cho nó ăn . Ở đây , bằng cách thay đổi loại màng dialysis, tiến sĩ Jian Yu thay đổi được thành phần acid hữu cơ vào bể 2 , thu được các loại PHA khác nhau như PHB , PHBV (monomer là hyroxybutyric và hydroxyvaleric acid) . A.eutrophus là loài hiếu khí nên ta thấy có sục khí trong bể 2 . Các điều kiện để tổng hợp PHB ở bể 2 thì chắc là cũng hạn chế Nitơ hay một cái gì đó mà chúng ta có thể làm thí nghiệm để thử trước . Nhưng với cả một con đường sinh hóa tạo PHA đã hiểu rõ , tôi nghĩ chắc các bạn bên CNSH sẽ chẳng khó khăn lắm để tìm ra điều kiện nào là tối ưu để tổng hợp PHA ở con này .
Công nghệ trên nhìn có vẻ đơn giản , kết quả thì lại vô cùng ý nghĩa . Trước đây các chất thải hữu cơ dễ phân hủy vốn chỉ được làm thức ăn gia súc hoặc làm phân bón hữu cơ , nay lại có thêm một hướng mới là chuyển thành PHA , một sản phẩm vừa có giá trị cao vừa thân thiện với môi trường . Vấn đề còn lại chỉ là thiết kế hệ thống thu gom các loại chất thải thực phẩm hay chất hữu cơ này .