Nghiên cứu công nghệ chế tạo chế phẩm Enzyme trợ nghiền từ vi khuẩn - xạ khuẩn chịu nhiệt và ứng dụng trên dây chuyền sản xuất giấy Tissue

Chế phẩm enzyme xylanase và cellulase dạng rắn/lỏng

Thông tin chung đề tài

Lĩnh vực: Công nghiệp tiêu dùng

Mã đề tài:

Tác giả: Trần Hoài Nam1,Cao Văn Sơn1, Phạm Đức Thắng1, Đặng Thị Nhung2

Nguyễn Vũ Mai Linh2, Phan Thị Hồng Thảo2, Phan Hiền3

Đơn vị: (1) Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô

(2)Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam

(3) Công ty Giấy Tissue sông Đuống

Nội dung chính của giải pháp/nghiên cứu:

- Nghiên cứu công nghệ tạo chế phẩm enzyme trợ nghiền (gồm hỗn hợp enzyme cellulase, xylanase) từ vi khuẩn - xạ khuẩn chịu nhiệt/ưa nhiệt;

- Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sử dụng chế phẩm enzyme trợ nghiền ở quy mô phòng thí nghiệm;

- Hoàn thiện công nghệ - thiết bị ứng dụng chế phẩm enzyme trợ nghiền trên dây chuyền sản xuất giấy tissue quy mô >3.000 tấn/năm;

- Tổ chức thử nghiệm quá trình ứng dụng chế phẩm enzyme trợ nghiền trên dây chuyền sản xuất giấy tissue quy mô >3.000 tấn/năm;

- Đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, môi trường và xây dựng phương án phát triển quy trình.

Mục tiêu giải pháp/nghiên cứu

Góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm: tăng độ mềm mại của giấy tissue, tăng độ bền cơ lý và khả năng cạnh tranh trên thị trường dẫn đến nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo lợi nhuận của Công ty Giấy Tissue Sông Đuống.

Kết quả đề tài là cơ sở để các doanh nghiệp sản xuất giấy tissue có quy mô tương tự hoặc lớn hơn đầu tư công nghệ vào sản xuất thực tiễn nhằm cải thiện, nâng cao chất lượng sản phẩm và hướng đến công nghệ sản xuất xanh và sạch.

Kết quả nghiên cứu/giải pháp

Đã xây dựng được quy trình công nghệ (QTCN) tạo chế phẩm enzyme trợ nghiền từ xạ khuẩn chịu nhiệt quy mô 50 kg/mẻ và xây dựng, ban hành được QTCN sử dụng chế phẩm enzyme quy mô phòng thí nghiệm (pH 7,6; 0,02% enzyme (0,18÷0,22 U/g xylanase; 0,034 - 0,04 U/g cellulase); 30÷50oC; 45 phút)

Đã hiệu chỉnh QT ứng dụng enzym trên dây chuyền sản xuất giấy tissue quy mô 10.500 tấn/năm, điều kiện xử lý: pH 7,6; 260g enzyme/tấn bột; 30 - 50oC; thời gian xử lý: 45 phút. Đã thử nghiệm được 37,862 tấn giấy tissue đạt chất lượng.

Ứng dụng enzyme trợ nghiền đã làm giảm 10,8% điện năng tiêu thụ trong công đoạn nghiền; Vận tốc máy xeo trung bình đạt 841,75 m/phút so với ĐC không sử dụng enzyme 801 m/phút (tăng tốc độ máy xeo 5,09 %); cải thiện tốc độ thoát nước của bột giấy trung bình từ 6,74 ml/phút lên 8,35 ml/phút.

Giá trị ứng dụng

Chế phẩm cellulase và xylanase thu từ xạ khuẩn chịu nhiệt ứng dụng cho trợ nghiền bột giấy có hoạt lực lần lượt 240 U/g và 2111 U/g. Hai enzyme này trước kia chưa được nghiên cứu, sản xuất tại Việt Nam. Chủng S. mexicanus CXVC1-28 sinh xylanase đã được đăng ký sáng chế, số đơn 1-2020-06459 và được Cục Sở hữu trí tuệ chấp nhận đơn (số QĐ 17953w/QĐ-SHTT, ngày 24/12/2020). Đây là đề tài nghiên cứu một cách có hệ thống từ PTN (sản xuất chế phẩm enzyme, ứng dụng trên quy trình trong PTN) và hiệu chỉnh công nghệ trên dây chuyền sản xuất thực tế. Kết quả thử nghiệm sản phẩm enzym tại Công ty Giấy Tissue Sông Đuống góp phần giảm 10,8% điện năng tiêu thụ trong công đoạn nghiền, cải thiện tốc độ thoát nước của bột giấy và tăng tốc độ máy xeo 5,09 %. Kết quả nghiên cứu góp phần đẩy mạnh ứng dụng công nghệ sinh học trong quá trình sản xuất giấy Tissue tại Việt Nam, tiến tới định hướng phát triển bền vững, đồng thời có thể mở rộng ứng dụng đối với các nguồn nguyên liệu bột giấy hóa học tẩy trắng.