TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
∗∗∗∗
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG
SINH VIÊN: PHẠM NGỌC XUÂN
MSSV: 60703075
NĂM HỌC 2011-2012
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
NHẬN XÉT CỦA
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN












Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng 06 năm 2011
Đồ án môn học
Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
MỤC LỤC
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 4
Danh mục hình GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
DANH MỤC HÌNH

SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 5
Mở đầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
DANH MỤC BẢNG
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 6
Mở đầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
MỞ ĐẦU
Mối nguy hại tiềm ẩn từ rác thải nhựa:
Từ những năm 1960-1970, người ta đã nhận ra rằng, môi trường đang bị hủy hoại bởi
những hoạt động tạo ra các sản phẩm mới của chính mình. Cụ thể, các vật liệu polymer từ
hóa dầu đã làm cho con người tiến xa về phía trước, nhưng người ta cũng đã nhận thấy rằng,
các loại vật liệu này là mối nguy hại tiềm ẩn cho môi trường sinh thái vì nó không thể tự
phân hủy. Chỉ có những tác động về cơ học và nhiệt mới có thể phá hủy nó, nhưng lại tạo ra
nhiều chất độc hại hơn và đòi hỏi chi phí khổng lồ, vượt qua cả giá thành tạo ra chúng. Đặc
biệt, vào đầu thế kỷ 21, dân số thế giới khoảng 6 tỷ người và dự báo trong vòng 50 năm tới
con số đó sẽ khoảng 10 tỷ người. Với số dân như vậy, không chỉ thức ăn, nước uống, năng
lượng phải tăng lên một cách đáng kể, mà ngay cả rác thải cũng là một vấn nạn chưa có cách
giải quyết. Trong hàng tỷ tấn rác thải trên toàn cầu, một lượng lớn rác thải có nguồn gốc
polymer không phân hủy được. Hàng năm còn có khoảng 150 triệu tấn polymer được sản
xuất để phục vụ nhu cầu của con người và số đó ngày càng tăng theo đà tăng dân số và đời
sống. Song song với điều đó, số lượng rác từ các sản phẩm này cũng tăng lên đáng kể, đó sẽ
là thách thức lớn cho môi trường của trái đất. Chính vì thế, việc nghiên cứu và sản xuất
polymer phân hủy sinh học trong giai đoạn hiện nay là mối quan tâm của toàn thể nhân loại
và hết sức cần thiết nhằm giúp giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường do ảnh hưởng của
các sản phẩm polymer tạo ra từ hóa dầu trước đây để lại.
Nhựa sinh học và tiềm năng thị trường
Vật liệu mới là lĩnh vực đang được phát triển mạnh. Một hướng quan trọng là những
vật liệu xanh thân thiện môi trường có nguồn gốc thiên nhiên như nhựa sinh học. Sự ra đời
của công nghệ “nhựa sinh học” là cuộc cách mạng quan trọng trong công nghệ chất dẻo,
được xem như một giải pháp nhằm giảm dần sự lệ thuộc vào dầu mỏ đang có nguy cơ cạn
kiệt, đồng thời góp phần nâng cao sức khỏe và bảo vệ môi trường, hai lợi thế khiến nhựa

sinh học có nhiều tiềm năng phát triển.
Đối với Việt Nam nói riêng
Bên cạnh yếu tố giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, việc sản xuất và ứng dụng bao
bì nhựa sinh học trong đời sống còn nhằm mục đích tận dụng nguồn tài nguyên thực vật
đang dư dôi trong xã hội và thúc đẩy ngành nhựa Việt Nam phát triển. Việt Nam có nguồn tài
nguyên thực vật khá phong phú và đa dạng, trong đó lượng acid béo từ cây có dầu chiếm một
tỷ lệ đáng kể, nhưng chưa được sử dụng hợp lý. Nếu từ nguồn dầu béo trên có thể tổng hợp
được một dạng polymer tự phân hủy sinh học với giá thành chấp nhận được, có thể sẽ là
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 7
Mở đầu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
bước đột phá trong công nghiệp chất dẻo ở Việt Nam. Những năm gần đây, tính ưu việt của
polymer - đặc biệt là trơ với môi trường đã trở thành vấn nạn mà các nhà khoa học phải đổ
công sức ra khắc phục không thua kém khi tìm ra các polymer mới nhằm bảo vệ môi trường
sống trước sự ô nhiễm do rác nhựa. Hầu hết các nhựa tổng hợp có nguồn gốc từ nguyên liệu
hóa thạch và không có khả năng phân hủy sinh học.Trong khi đó, nguồn nguyên liệu hóa
thạch cũng có giới hạn. Do đó, cần phải tìm nguồn nguyên liệu khác - nguồn nguyên liệu tái
tạo được. Cụ thể, theo tiêu chuẩn ASTM, vật liệu trên cơ sở sinh học là những vật liệu hữu
cơ trong đó carbon có nguồn gốc từ quá trình sinh học. Vật liệu bio - based bao gồm tất cả
các khối vật chất thực vật và động vật có được từ việc cố định CO
2
qua quá trình quang hợp
được xem là vật liệu tái tạo được. Với nguồn vật liệu hữu cơ hiện nay ở nước ta khá dồi dào
như tinh bột, cellulose, sợi thiên nhiên, chitin và chitosan, protein đậu nành, mía đường… là
lợi thế để sản xuất các sản phẩm polymer bao bì nhựa sinh học.
Với những vấn đề nêu trên, sự ra đời của công nghệ nhựa sinh học được xem là một
giải pháp giảm dần sự lệ thuộc vào dầu mỏ đang có nguy cơ cạn kiệt, đồng thời góp phần
nâng cao sức khỏe và bảo vệ môi trường cho cộng đồng. Như vậy việc ứng dụng tiến bộ của
khoa học kỹ thuật mà đặc biệt là ngành công nghệ sinh học vào việc sản xuất Bioplastic
nhằm tìm ra những giải pháp tối ưu nhất, mang lại năng suất tối đa trong việc sản xuất nhựa
sinh học đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng cao của con người. Nhằm bảo vệ nguồn tài

nguyên thiên nhiên quý giá là dầu mỏ tránh khỏi nguy cơ cạn kiệt và bảo vệ môi trường sống
của nhân loại.

SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 8
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tổng quan về nhựa sinh học
1.1.1 Tổng quan về tình hình tiêu thụ vật liệu nhựa trên thế giới
Trước đây, vì sự tiện dụng mà túi nhựa hay túi ni-lông đã được người tiêu dùng ở
khắp thế giới ưa chuộng và sử dụng rất nhiều. Điều đó, đã dẫn đến một lượng rác thải
khổng lồ từ loại túi này ngày càng gia tăng và gây ô nhiễm môi trường. Theo thống kê sơ
bộ của Bộ Tài nguyên Môi trường, trung bình 1 ngày, 1 người dùng phải sử dụng ít nhất
một chiếc túi nilon. Theo tổ chức Hòa bình xanh (Greenpeace), hàng năm có khoảng 150
triệu tấn polymer được sản xuất để phục vụ nhu cầu của con người và có hơn 6,4 triệu tấn
rác thải trong số đó bị tống xuống biển, trong đó từ 60 đến 80% là chất dẻo, và 70% số
rác này bị chìm xuống đáy biển.Nhiều bằng chứng khoa học cho thấy, rác thải nhựa
không phân hủy thành các chất vô hại, mà phân hủy rất chậm trong môi trường tự nhiên
và là chất thải tồn tại lâu dài. Khi bị đốt cháy, gặp hơi nước các chất này sẽ tạo thành acid
Sulfuric dưới dạng các cơn mưa acid, rất có hại cho hệ hô hấp của người và động vật. Tệ
hơn, túi ni-lông làm bằng nhựa PVC có chứa clo, khi cháy tạo ra chất dioxin và acid
Clohydric vô cùng độc hại.
Không kể những tác hại môi trường các thế hệ sau phải gánh, túi ni-lông còn gây
ra nhiều tác hại trước mắt, trực tiếp vào người sử dụng. Rác thải nhựa làm tắc các đường
thoát nước thải gây ngập lụt cho đô thị, dẫn đến ruồi muỗi phát sinh, lây truyền dịch
bệnh Bao bì ni-lông cũng đe dọa trực tiếp tới sức khỏe con người vì nó chứa chì,
cadimi (có trong mực in tạo màu trên các bao bì) có thể gây tác hại cho não và là
nguyên nhân chính gây ra bệnh ung thư phổi.
Hình 1.1 Rác thải bao bì trong một ngày tại Bắc Kinh [18]
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 9
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương

Hình 1.1 cho thấy lượng rác thải bao bì nhựa khủng khiếp tại một thành phố lớn
trên thế giới, con số này là khoảng l6.000 tấn/chỉ trong một ngày. Như vậy với mức tiêu
thụ ngày một tăng cao, vấn đề ô nhiễm bao bì nhựa là một vấn đề cấp bách cần được
quan tâm và giải quyết triệt để.
1.1.2 Phân loại bao bì nhựa:
Plastic
Từ sinh khối
(tài nguyên nông nghiệp)
Từ vi sinh vật
(khai thác)
Từ công nghệ sinh học
Từ hóa dầu
Polysaccharide
Proteins, Lipids
PolyHydroxy-Alkanoates
(PHA)
Polylactides
Polycaprolactones
Polylactic acid
(PLA)
PHB, PHBV
Tinh bột
Ligno-cellulosic
khác: Pectins
Chitosan/Chitin
Gums,
Động vật:
Casein
Whey
Colagen/Gelatin

SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 10
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
Cây trồng:
Zein,Soya
Gluten
Polyesteramides
Aliphatic co-polyesters
Aromatic co-polyesters
Polymer nông nghiệp [a]
Biopolyester [b]
Hình 1.2 Sơ đồ phân loại vật liệu plastic [6]
Hình 1.2 cho thấy sự phân loại plastic thành 2 nhóm chính và 4 phân nhóm phụ. Các
nhóm chính là nhóm [a] polymer sản xuất từ sản phẩm nông nghiệp như:
polysaccharides, protein…nhón thứ hai là nhóm [b] gồm các bipolyester như: polylactic
acid (PLA), polyhydroxyalkanoate (PHA), copolyesters thơm và béo.
1.1.3 Công nghiệp nhựa sinh học
Tình hình sản xuất bioplastic trên thế giới:
Hiện có khoảng 180 công ty trên thế giới tham gia sản xuất trong lĩnh vực nhựa
sinh học. Trong đó có 45 công ty sản xuất với sản lượng khoảng 400 000 tấn mỗi năm,
tập trung cao nhất ở Mỹ, Đức và Nhật Bản. Hãng nhựa của công ty Mishibushi đã thành
công trong việc nâng cao sức chịu nhiệt và sức bền của acid polylactic, kết hợp với các
loại nhựa tự phân hủy. Loại nhựa này được sử dụng trong chiếc máy Walkman đời mới
nhất mà công ty Sony vừa cho ra đời năm 2003. Năm 2005, Fujisu trở thành công ty kỹ
nghệ đầu tiên chế tạo vỏ máy tính cá nhân từ nhựa sinh học, tiêu biểu là dòng sản phẩm
FMV-BIBLO NB80K. Toyota là công ty đầu tiên trên thế giới sử dụng nhựa sinh học
trong chế tạo các phụ kiện của ôtô, ví dụ như phần vỏ đựng lốp dự trữ…
Tổ chức nông nghiệp của Liên minh châu Âu (COPA-Committee of Agricultural
Organisation in the European Union) và Hiệp hội các Ủy ban nông nghiệp của Liên minh
Châu Âu (COGEGA-General Committee for the Agricultural Cooperation in the
European Union) đã công bố các đánh giá về tiềm năng nhựa sinh học trong nhiều lĩnh

vực khác nhau của nền kinh tế châu Âu.
Như vậy, khi giá dầu ngày một tăng cao, vấn đề bảo vệ môi trường và bảo vệ sức
khỏe người tiêu dùng đang đặt ra yêu cầu bức thiết trên toàn cầu. Đồng thời, những
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 11
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
nghiên cứu về phương pháp mới sản xuất nhựa sinh học sẽ mở ra triển vọng lạc quan về
mặt thị trường cho sản phẩm nhựa sinh học đối với các nhà sản xuất và cả người tiêu
dùng.
Nhựa sinh học ở Việt Nam vẫn còn là vấn đề khá mới mẻ. Năm 1998, một số nhà
sản xuất đã đến Việt Nam để nghiên cứu về khả năng làm nhựa sinh học từ bột bắp và bột
khoai tây nhưng ý tưởng của họ không thực hiện được do giá thành sản xuất cao và
không đủ nguồn nguyên liệu. Hiện chưa có những con số thống kê chính thức nào về sự
sản xuất và thương mại nhựa sinh học ở Việt Nam.
Những hướng phát triển của nghành công nghiệp nhựa sinh học
 Sản xuất bioplastic từ vật liệu Cellulose:
Cellulose là vật liệu phong phú không hòa tan trong nước và hầu hết các dung môi
hữu cơ. Cellophane (giấy bóng kính) là một trong những dạng phổ biến của bao bì
cellulose được ứng dụng cho nhiều loại thực phẩm bởi tính chống thấm dầu, khả năng
ngăn cản sự tấn công của vi khuẩn và tính trong suốt của nó. Cellophane thường được
phủ một lớp ngoài với nitro cellulose hay là acrylate để tăng tính chống thấm mặc dù lớp
phủ này không được phân hủy bởi vi sinh vật. Vật liệu cellophane có giá cả cạnh tranh
với plastic thông thường. Một ưu điểm khác là nó có thể phân hủy nhanh sau khi sử dụng
thậm chí một vài loại có thể ăn được.
Ngoài ra cellulose acetat có thể kết hợp với tinh bột để tạo nên plastic dễ bị phân
hủy bởi vi sinh vật. Cellulose cũng kết hợp với Chitosan để tạo nên màng có khả năng
thấm khí và thấm nước cao.Vật liệu bao bì từ Cellulose được sử dụng để bảo quản một số
loại rau quả và các loại trái cây dễ bị hư hỏng như: dâu tây, đào, chuối, nấm (như hình
1.3)
Hình 1.3 Ứng dụng bao bì cellulose để bảo quản rau quả [20]
 Sản xuất bioplastic từ vật liệu Chitin và Chitosan:

SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 12
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
Chitin được tổng hợp chủ yếu bởi côn trùng, tôm cua và nấm sợi, là một loại
composit bền vững tạo bộ khung ngoài bảo vệ cho chúng. Chitin khi khử nhóm acety sẽ
tạo thành chitosan. Chitin và Chitosan là hai loại polymer có đặc tính phù hợp để tạo
dạng màng và dạng sợi.
Chitin
Tên hóa học:
Poly-N-Acetyl-D-Glucosamine or :[(1-4)]-2-Acetamido-2-deoxy-ß-D-glucan.
CT phân tử: (C
8
H
13
NO
5
)
n
Hình 1.4 Công thức cấu tạo của Chitin [20]
Chitosan
Tên hóa học: Poly-(1-4)-2-Amino-2-deoxy-ß-D-Glucan.
CT phân tử: (C6H11O4N)
n
Hình 1.5 Công thức cấu tạo của Chitosan [20]
Chitosan là một polysaccharide tuyến tính là sự kết hợp ngẫu nhiên gồm β- (1-4)-D
glucosamine và N-acetyl-D glucosamine. Chitosan được sản xuất bằng cách khử acetyl
(deacetylation) của chitin, đó là yếu tố cơ cấu trong các bộ xương ngoài của động vật
giáp xác (cua, tôm, vv) và thành tế bào của nấm. Chitin lần đầu tiên được tìm thấy trong
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 13
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
nấm bởi nhà khoa học người Pháp Braconnot vào năm 1811, và nó cũng đựơc tách ra từ

biểu bì của sâu bọ và được đặt tên là Chitin, có nghĩa là bao bọc, bởi nhà khoa học người
Pháp Odier vào năm 1823. Và chất được khử acetyl từ chitin đã được khám phá bởi
Roughet vào năm 1859; chúng được đặt tên là CHITOSAN bởi nhà khoa học người Ðức
Hoppe Seyler vào năm 1894. CHITOSAN (được chuyển hoá từ Chitin) rất độc đáo, là
polime hữu cơ tự nhiên duy nhất mang điện tích dương do có những nhóm amino tự do
tích điện dương, những điều này tạo cho CHITOSAN những thuộc tính đặc biệt nhất và
đáng kinh ngạc.
Đặc tính của chitosan:
Là polysacharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. Là một chất rắn,
xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau.Chitosan có màu trắng hay
vàng nhạt, không mùi vị. Không tan trong nước, dung dịch kiềm và axit đậm đặc nhưng
tan trong axit loãng (pH 6), tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ
nóng chảy 310
o
C. Phân huỷ sinh học dễ hơn chitin.Chitosan và các dẫn xuất của chúng
đều có tính kháng khuẩn, như ức chế hoạt động của một số loại vi khuẩn như E.Coli, diệt
được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại
rau quả có vỏ cứng bên ngoài. Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ
thoáng không khí cho thực phẩm (Nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị
hạn chế, nước sẽ bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển). Màng chitosan
cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng
làm bao gói. Trong thực tế người ta đã dùng màng chitosan để đựng và bảo quản các loại
rau quả như đào, dưa chuột, đậu, quả kiwi v.v
 Sản xuất bioplastic từ tinh bột:
Một bước đột phá khi các nhà khoa học phát triển bao bì bioplastic tốt hơn: có khả
năng phân hủy ở nhiệt độ 33
0
F, hay đơn giản nó có thể phân hủy dưới mưa, các vi sinh
vật trong đất. Plastic từ tinh bột được tạo ra bằng cách ép đùn, thổi khí và đúc thành
khuôn. Các loại bao bì này thường dùng để bao gói các thực phẩm khô như socolate,

bánh, kẹo…
Bằng cách phối trộn giữa protein từ bắp và các acid béo người ta có thể tạo ra một
loại resin bằng cách ép đùn thành màng sinh học được ưa chuộng hơn plastic. Vật liệu
này khi đốt cháy cho ra các sản phẩm không độc hại. Các loại màng này thường dùng để
bao gói thực phẩm đông lạnh, các loại bánh, thức ăn nhanh…
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 14
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
Các plastic ăn được làm từ tinh bột và protein, sau khi sử dụng có thể nghiền nhỏ
ra làm thức ăn cho gia súc bởi thành phần dinh dưỡng trong nó khá cao.
Plastic từ khoai tây: các phế phẩm trong ngành chế biến khoai tây có thể được tận
dụng để làm plastic. Tinh bột từ các phế phẩm này được vi khuẩn phân hủy thành
glucose, sau đó lên men nhờ vi khuẩn lactic cho ra sản phẩm là acid lactic, sau đó sấy
khô và nghiền thành bột dùng để tạo ra một dạng PLA bằng kỹ thuật ép đùn.
 Sản xuất bioplastic từ tảo biển [19]:
Mỗi năm, người Mỹ tiêu thụ khoảng 110 tỷ cốc nhựa. Các sản phẩm nhựa này
chủ yếu được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu hóa thạch như dầu mỏ, nhưng các
nguồn nguyên liệu này mất khoảng 70 triệu đến 100 triệu năm để hình thành và chúng
đang dần cạn kiện. Trong khi đó, sản xuất nhựa sinh học từ khoai tây và ngô sẽ là một
giải pháp bền vững hơn. Tuy nhiên, một số nhà khoa học lo ngại rằng việc sản xuất
nguyên nhiên liệu sinh học có thể khiến thế giới lâm vào một cuộc khủng hoảng thiếu
lương thực. Để giải quyết mối lo ngại này, công ty Cereplast (mỹ) đang lên kế hoạch sản
xuất nhựa sinh học từ tảo biển thay vì từ các sản phẩm nông nghiệp. Hiện tại, Công ty
Cereplast sản xuất ra các sản phẩm nhựa sinh học bằng một công nghệ tiên tiến. Các sản
phẩm của Cereplast chủ yếu là cốc, nắp đậy và túi ni lông.
Để sản xuất 1kg nhựa tổng hợp polypropylene theo cách truyền thống, chúng ta sẽ
thải 3,15kg khí CO
2
vào bầu khí quyển. Trong khi đó, sản xuất 1kg nhựa sinh học
propylene chỉ thải vào môi trường 1,4kg CO
2

. Rõ ràng, công nghệ mới này góp phần
làm giảm đáng kể lượng khí gây hiệu ứng nhà kính so với phương thức sản xuất nhựa
truyền thống.
Tảo biển cũng rất giàu tinh bột như trong các sản phẩm nông ngiệp. Chúng ta có
thể nuôi tảo trên quy mô lớn để giúp giảm giá thành các sản phẩm nhựa. Công ty
Cereplast hy vọng sẽ đưa ra thị trường sản phẩm nhựa sinh học được sản xuất từ tảo vào
cuối năm 2010. Đây sẽ là một bước đột phá lớn trong cuộc “cách mạng xanh” mà thế giới
đang hướng tới để đối phó với hiện tượng biến đổi khí hậu.
1.2 Các loại vật liệu nhựa sinh học
1.2.1 Vật liệu PLA (polylactic acid)
Acid polylactic (PLA) là một loại nhựa nhiệt dẻo có dạng bán tinh thể hoặc hoàn
toàn vô định hình, tùy thuộc vào độ tinh khiết của khung polymer. Hai comonomer của
PLA tồn tại trong tự nhiên dưới dạng phổ biến nhất là L (-)-lactic acid (2-hydroxy axit
propionic), và D (-)-lactic acid. Tương tự như khi đưa các copolymer: diethylene glycol
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 15
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
hoặc axit isophthalic vào trong khung PET với nồng độ thấp (1-10%) để kiểm soát tốc
độ kết tinh, D-lactic acid cũng được đưa vào L-PLA để tối ưu hóa động học kết tinh của
quá trình chế tạo cụ thể và ứng dụng. [15]
PLA là một polymer có nhiều tính chất tương tự như PET, PP, một polyolefin. Vật
liệu PLA có phạm vi ứng dụng rất rộng nhờ các tính chất như : chịu nhiệt, khả năng kết
tinh, dễ gia công cơ học, tính dẻo và dễ tạo hình. Có thể tạo ra các dạng như màng trong
suốt, sợi hoặc phun đúc thành chai lọ. vật liệu PLA có những đặc tính cảm quan rất tốt để
chế tạo bao bì ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm nói chung.
Mặc dù có rất nhiều ưu điểm độc đáo nhưng việc thương mại hóa loại vật liệu này
vẫn còn hạn chế do chi phí sản xuất rất cao (lớn hơn 2$/ đơn vị sản phẩm). [15]
Cho đến nay, PLA được ứng dụng trong một số lĩnh vực như:
 Trong y học sử dụng như chỉ khâu, Vật liệu để trám những chấn thương của xương
người.
 Cốc, nĩa sử dụng một lần

 Bao bì thực phẩm.
 Đĩa CD, DVD
Những vật liệu đóng gói bằng plastic vững chắc, sạch được sử dụng phải thỏa mãn
các điều kiện: không đắt tiền, nhẹ, sạch, không thấm khí, không thấm nước và dầu.
Người ta sản xuất PLA dựa vào nguồn nguyên liệu từ tinh bột bắp. Bắp được xay và cán.
Sau đó sẽ được thủy phân thành các dextrin. Các dextrin này sẽ được chuyển thành acid
lactic qua quá trình lên men. Và rồi sẽ được cô đặc, lúc này 2 phân tử lactic sẽ kết hợp lại
thành cấu trúc vòng gọi là lactid. Hợp chất lactid này sẽ được làm sạch qua quá trình
chưng cất. Sau đó chúng sẽ được trùng hợp tạo chuỗi polyme mạch dài. Để có nhiều loại
thì ta có thể thay đổi phân tử lượng và độ trong. Bằng cách thêm vào nhiều chất bổ sung
ta sẽ có vật liệu PLA. Sau một thời gian sử dụng thì PLA sẽ bị hủy đi hoặc được tái chế.
Mặc dù có nhiều ích lợi đối với môi trường những vẫn có nhiều khía cạnh kỹ thuật
cần giải quyết. Ví dụ: tinh bột rất dễ tương tác với nước nên nhiều thuộc tính của PLA thì
phụ thuộc rất nhiều vào độ ẩm. Điều này có nghĩa là PLA sẽ không được sử dụng trong
thị trường chai, lọ. Mặc khác PLA chịu được nhiệt độ tối đa là khoảng 114
0
F. Nếu vượt
qua nhiệt độ này thì PLA sẽ tan chảy ra. [15]
1.2.2 Vật liệu TPS (Thermoplastic Starches)
Vật liệu bằng tinh bột có chứa chất dẻo chịu nhiệt đã có nhiều bước phát
triển trong ngành công nghiệp polyme sinh học. Những polyme này được tạo ra từ tinh
bột bắp, lúa mì, khoai tây. TPS khác PLA và PHA là chúng không qua giai đọan lên men.
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 16
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
Để có những thuộc tính giống như plastic, TPS được trộn với các vật liệu tổng hợp
khác. Tinh bột liên kết với các polyme tổng hợp khác, với hàm lượng tinh bột có thể lớn
hơn 50% sẽ tạo nên các lọai plastic mà đáp ứng dụng nhu cầu thị trường.
 EAA (copolyme là ethylen-acrylic acid): được nghiên cứu từ năm 1977. Nhược điểm của
loại plastic này là nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường, dể bị rách trượt và không
được phân hủy 1 cách hoàn toàn bởi vi sinh vật.

 Starch/vinyl alcohol copolymers: tùy vào điều kiện gia công, loại tinh bột và
thành phần của copolymer sẽ tạo nên nhiều loại plastic với hình dạng và hoạt tính khác
nhau. Plastic chứa tinh bột có tỷ lệ AM/AP lớn hơn 20/80, sẽ không hòa tan ngay cả
trong nước sôi. Còn plastic chứa tinh bột có tỷ lệ AM/AP nhỏ hơn 20/80 thì sẽ được hòa
tan từng phần. Tỷ lệ tinh bột được phân rã bởi vi sinh vật trong những vật liệu này tỷ
lệ nghịch với hàm lượng của AM/phức vinyl alcohol. Điểm hạn chế của những vật liệu
này là giòn và nhạy cảm với độ ẩm. Cơ chế của sự phân hủy: Thành phần tự nhiên: dù
được che chắn bởi cấu trúc mạng nhưng vẫn bị phân hủy bởi enzyme ngoại bào của vi
sinh vật. Thành phần tổng hợp: được phân hủy do sự hấp phụ bề mặt của vi sinh vật, tạo
bề mặt trống cho sự thủy phân các thành phần tự nhiên. Aliphatic polyesters: tinh bột
cũng có thể được cấu trúc lại với sự hiện diện của các polymer kỵ nước như các
polyester béo. Polyester béo có điểm tan chảy thấp khó tạo thành vật liệu nhiệt dẻo và
thổi tạo hình. Khi trộn tinh bột với polyester béo sẽ cải thiện được nhược điểm này.
Một số polyester béo thích hợp là poly-ε-caprolactone và các copolymer của nó,
hoặc các polymer tạo thành từ phản ứng của các glycol như 1,4 – butandiol với
một số acid: succinic, sebacic, adipic, azelaic, decanoic, brassillic. Sự kết hợp này sẽ
tăng thuộc tính cơ, giảm sự nhạy cảm với nước và tăng khả năng phân hủy. Đã có
những nghiên cứu thay thế bao bì plastic từ các chế phẩm dầu mỏ sang dạng bao bì
plastic từ bắp. Nguồn nguyên liệu bắp có thể thỏa mãn được nhu cầu lớn của bao bì
plastic. Vật liệu làm từ nguồn nguyên liệu này hạn chế việc gây ô nhiễm môi trường
do khi phân hủy nó không tạo ra các hợp chất gây độc. Việc thay thế đầu tiên được
tiến hành vào ngày 1 tháng 11 năm 2005, 114 triệu thùng chứa bằng plastic được sử
dụng cho các đại lý bán lẻ rau quả, dâu tây, thảo dược. Hiệu quả kinh tế thể hiện rõ rệt.
1.2.3 Vật liệu PHA (Polyhydroxylalkanoates)
PHA là vật liệu đang được nghiên cứu để thay thế cho bao bì plastic, đây là một
loại polyme khác có nhiều hứa hẹn. Các nhà sinh học đã biết đến sự tồn tại của PHA từ
năm 1925 trong tế bào vi khuẩn. Nhiều loại PHA đã được tổng hợp từ các nguồn
cacbon, vi sinh vật hữu cơ khác nhau và có qua quá trình gia công. [7]
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 17
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương

Có 2 phương pháp để sản xuất PHA
 Phương pháp lên men gồm: trồng các cây trồng như bắp, rồi thu họach, tách chiết glucose
từ cây trồng sau đó lên men đường trong những tế bào chứa PHA (hoặc những tế bào
tái tổ hợp chứa chứa gen tổng hợp PHA và sinh sản nhanh), rửa và xoáy đảo tế bào để
giải phóng PHA sau cùng là cô đặc và phơi khô trong khuôn.
 Quá trình tổng hợp dựa vào sự phát triển PHA trong tế bào cây trồng là một kỹ
thuật đang được theo đuổi. Quá trình này tương tự quá trình đã mô tả ở trên nhưng bỏ qua
giai đoạn lên men. Người ta sử dụng một lượng lớn dung môi để trích ly nhựa từ cây
trồng. Sau đó phải tìm cách loại dung môi đi. Do đó rất tốn kém năng lượng. Một ưu
điểm của PHA so với PLA là khả năng tự phân hủy của nó rất là cao và dễ tổng hợp. Khi
được đặt vào môi trường sinh vật tự nhiên thì nó sẽ tự phân hủy thành CO
2
và nước. Điều
này giúp nó có nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Vấn đề thân thiện với môi trường ngày
càng được coi trong nhưng đặc tính vật liệu và và giá cả vẫn là những yếu tố quan trọng.
Hầu hết polymer sinh học có đặc tính cơ gần giống polymer truyền thống, những đặc tính
này (độ co giãn, đàn hồi…) tùy thuộc vào nguyên liệu thô và phương pháp gia công.
Ngày nay, giá của nhiều loại vật liệu sinh học có thể gần như bằng hoặc vượt hơn một
chút so với PET và PA, ngoại trừ PHA, có giá gấp 10 lần plastic truyền thống. Tuy nhiên,
do lượng sản phẩm này ít nên chịu ảnh hưởng của vấn đề giá cả, nếu sản xuất với số
lượng lớn thì giá của chúng sẽ thấp hơn. [7]
 Cấu tạo và tính chất vật lý của PHA
PHA là polymer sinh học mạch thẳng, cấu tạo từ những mononer là 3-
hydroxy fatty acid, gồm khoảng 103-104 monomer. PHA tồn tại ở dạng hạt (granules),
đường kính 0.2-0.5µm, được tích lũy bởi vi khuẩn Gram dương và Gram âm và không
gây tác động xấu đến tế bào chủ. Tích lũy PHA diễn ra khi tế bào ở tình trạng mất cân
bằng dinh dưỡng, chẳng hạn dư Carbon nhưng thiếu Nito, Phospho hoặc Oxy trong môi
trường nuôi cấy (Anderson and Dawes 1990; Steinbüchel, 1991;Steinbüchel and
Füchtenbusch, 1998). Vi khuẩn dự trữ lượng dinh dưỡng thừa trong tế bào bằng cách tạo
những hạt polymer không tan từ những phân tử hòa tan. Khi môi trường sống trở lại bình

thường, polymer lại trở về cấu trúc hòa tan. Cấu trúc, tính chất lý hóa, thành phần, số
lượng monomer và kích thước hạt thay đổi tùy theo loài VSV (Anderson and Dawes,
1990; Ha and Cho, 2002). [6]
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 18
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
Hình 1.6 Cấu trúc hóa học của PHA [7]
Trong phân tử PHA, nhóm R (gắn vào vị trí carbon số 3) có chiều dài thay đổi từ
C1 đến C14. PHA được phân thành 3 loại dựa vào kích thước của các đơn phân cấu
thành, cụ thể là: phân tử PHA có chứa từ 1 đến 5C được phân loại thành PHA mạch ngắn
(short-chain-length PHA: scl-PHA). PHA chứa từ 6–14C là PHA mạch trung bình
(medium-chain-length: mcl-PHA) và chứa nhiều hơn 14C là PHA mạch dài (long-chain-
length: lcl-PHA) (Madison and Huisman, 1999). PHA mạch ngắn có tính chất gần với
plastic truyền thống, trong khi PHA chiều dài mạch trung bình được đánh giá là có tính
đàn hồi và co giãn tương tự cao su. Bên cạnh đó còn có những nghiên cứu về việc gắn
thêm các đơn phân là những gốc acid béo không bão hòa hoặc các nhóm halogen vào
chuỗi phân tử PHA để cải thiện tính chất của plastic sinh học, tức là tạo thành những
chuối PHA bằng phản ứng polymer hóa các loại đơn phân khác nhau. PHB (cấu tạo từ
các đơn phân acid 3-hydroxybutyric) là loại PHA mạch ngắn được nghiên cứu nhiều
nhất. Copolymer của PHA có thể được tạo thành bằng cách kết hợp các đơn phân 3-
hydroxybutyrate (HB), 3-hydroxyvalerate(HV), 3-hydroxyhexanoate (HH) hoặc 4-
hydroxybutyrate (4HB) monomers. Vi khuẩn tổng hợp một lượng lớn PHA và có
khoảng 150 loại PHA khác nhau đã được phát hiện (Steinbüchel and Valentin,
1995). PHA từ vi sinh vật có tính chất tương tự plastic truyền thống (như polypropylene)
(Byrom, 1987). PHA có thể được phân hủy rất nhanh (3-9 tháng) bởi nhiều loài vi sinh
vật tạo thành CO
2
và H
2
O nhờ enzyme PHA depolymerase (Jendrossek, 2001). Có thể sản
xuất PHA từ những nguồn nguyên liệu tự nhiên nhằm tái sử dụng và tái chế, vì vậy,

SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 19
R=CH
3
→ PHB (polyhydroxybutyrate)
R=C
2
H
5
→ PHV (polyhydroxyvalerate)
R=C
3
H
7
→ PHH (polyhydroxyhexanoate)
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
PHA có thể được sản xuất để thay thế cho nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt
(Poirier,1999a). Sự đa dạng của các đơn phân trong thành phần PHA cung cấp một loạt
các loại plastic sinh học với tính chất khác nhau. PHB có tính cứng và giòn, do đó được
sử dụng rất hạn chế. PHA cấu tạo từ các đơn phân mạch dài hơn, chẳng hạn như mcl-
PHA, là vật liệu đặc trưng cho tính dẻo và dính (gần giống với cao su). PHA copolymer
với thành phần chủ yếu là HB, được bổ sung thêm các monomer mạch dài hơn, ví dụ như
HV, HH hay HO sẽ làm tăng tính dẻo và dai cho vật liệu, có thể ứng dụng rộng rãi trong
sản xuất các sản phẩm như hộp chứa đồ, chai lọ và các loại bao bì thực phẩm. Nhựa mủ
từ PHA có thể dùng để sản xuất các lớp màng chống thấm trong các vật liệu giấy hay bìa
carton (Hocking và Marchessault,1994). [7]
Các nhà sản xuất tại Mỹ sử dụng PHB và copolymer P (HB-HV) như các lớp
màng chống thấm ở phía sau tã lót (Martini et al., 1989). Loại copolymer P(HB-HV) này
có tính dẻo và tránh được các lực tác động, đã được thương mại hóa dưới tên gọi Biopol
™ (ICI / Zeneca) và Monsanto (vào năm 1995). Ngoài ra, PHA còn được sử dụng để sản
xuất vật liệu sợi (vải không dệt). PHA mạch dài được sử dụng trong sản xuất keo dính

(Yalpani, 1993). Ngoài khả năng phân hủy sinh học, PHA còn có khả năng tương thích
sinh học, sản phẩm phân hủy của PHA là 3-hydroxyacids, là thành phần khá phổ biến ở
động vật. Những loại PHA này rất hữu ích trong các ứng dụng của lĩnh vực y tế, chẳng
hạn như cấy mô, làm gạc băng vết thương, chỉ khâu, vật liệu tạo xương, và là loại vật liệu
giúp cho các loại thuốc phóng thích chậm cũng như có ích trong nuôi cấy tế bào in vitro.
1.3 Sự giảm cấp sinh học của bioplastic
Sự giảm cấp sinh học là sự giảm cấp hóa học của vật liệu gây ra bởi hoạt động của
vi sinh vật diễn ra trong tự nhiên. Các vi sinh vật gây giảm cấp hóa học là các vi khuẩn,
nấm và tảo. Quá trình giảm cấp sinh học tạo ra khí CO
2
hoặc CH
4
(mê tan) và nước. Nếu
có sự hiện diện oxy, quá trình được gọi là sự tự hoại hiếu khí. Nếu quá trình xảy ra trong
điều kiện không có oxy, nó được gọi là quá trình tự hoại yếm khí. Sản phẩm của quá trình
yếm khí là khí CH
4
và nước. Trong vài trường hợp, cả hai loại sản phẩm khí ( CO
2
, CH
4
)
đều có mặt.[17]
Sự giảm cấp nhựa thải không phải là một quá trình đơn giản, nhất là khi xét đến sự
giảm cấp do tác động của môi trường. Cơ chế chi tiết của sự giảm cấp nhựa thải trong các
điều kiện môi trường vẫn chưa được hiểu thấu đáo và vẫn đang là đề tài nghiên cứu
chuyên sâu trong nhiều thập niên qua. Sự giảm cấp nhựa trong các chế độ khắc nghiệt
như thiêu đốt chỉ là một quá trình vật lý (một trong những lựa chọn tiêu hủy chất thải) và
không phải là một phương pháp hữu hiệu.
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 20

Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
Sự giảm cấp sinh học liên quan đặc biệt đến polymer được thiết kế cấu trúc mà ta
gọi là polymer có thể phân hủy sinh học (polymer tự hoại). Hầu hết các chuyên gia và các
tiêu chuẩn đo lường hiện hành định nghĩa một polymer tự hoại hoàn toàn là một polymer
được chuyển đổi hoàn toàn thành khí carbon dioxide, nước, khoáng vô cơ và sinh khối vi
sinh vật (hoặc trong trường hợp giảm cấp sinh học yếm khí thì sẽ nhựa sẽ chuyển đổi
thành khí carbon dioxide, methane và mùn) mà không có tạo chất độc hại. Tuy vậy, câu
hỏi gây tranh cãi là thời gian đạt đến độ giảm cấp như trên là bao lâu thì chấp nhận được
và đo lường như thế nào? Thời gian cần đủ để chất liệu gốc carbon phân hủy có thể kéo
dài đến hàng ngàn năm. Do vậy, không phải mọi chất liệu gốc carbon có thể giảm cấp
sinh học. Chỉ có những vật liệu đạt mức độ giảm cấp sinh học chấp nhận được trong một
khoảng thời gian hạn định thì mới có thể gọi là vật liệu có khả năng phân hủy sinh học.
Một số polymer được gọi là có thể tự hoại hay giảm cấp sinh học thì thực ra mang
tính chất là có thể bị bào mòn bởi sự thủy giải nhờ men hoặc hoặc giảm cấp do quang hóa
hoặc tự hoại một phần. Các polymer khác nhau này được xếp trong nhóm phân loại rộng
hơn gọi là polymer tự hoại được nhờ môi trường. Tất nhiên việc sử dụng thuật từ “ Nhờ
môi trường” có thể bị hiểu sai trong một số trường hợp. Ngay cả khi thuật từ này dùng
rộng rãi trong các tài liệu tham khảo kỹ thuật và cả trong tiêu chuẩn ASTM D6002-96
(Các hướng dẫn chuẩn cho việc đánh giá khả năng phân hóa của các chất dẻo tự hoại nhờ
môi trường), người ta vẫn chưa có thể tìm ra được một định nghĩa chính thức cho họ
polymer này.
Các chất dẻo tự hoại nhờ môi trường, dựa vào sử dụng thuật từ hơn là sự định
nghĩa cụ thể , có thể được coi là một nhóm rộng các vật liệu polymer tự nhiên và tổng
hợp. Các polymer trong nhóm này thực hiện sự thay đổi hóa học dưới tác động của các
yếu tố môi trường. Các thay đổi hóa học phải được theo tiếp bằng sự tiêu hóa hoàn toàn
các sản phẩm giảm cấp bời vi sinh tạo ra khí CO
2
và nước. Đặc biệt, quá trình giảm cấp
của chất dẻo tự hoại nhờ môi trường trải qua hai giai đoạn: phân rã và khoáng hoá.
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 21

Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
Hình 1.7 Sự phân hủy sinh học của nắp chai Bioplastic trong 60 ngày[17]
Sự khoáng hóa được định nghĩa như là sự chuyển hóa của các vật liệu tự hoại hoặc
sinh khối thành khí (như CO
2
, CH
4
và hợp chất nitơ), nước , muối vô cơ, và các khoáng
chất. Sự khoáng hóa hoàn tất khi tất cả phần vật liệu tự hoại hoặc sinh khối được tiêu thụ
hết cũng như tất cả phần carbon được chuyển thành khí CO
2
.
Trong giai đoạn khởi đầu, sự phân rã liên quan rõ nét đến sự suy giảm tính chất vật
lý như biến màu, trở nên giòn và vỡ vụn. Giai đoạn thứ hai được cho là sự chuyển hóa
sâu của các mảnh vụn chất dẻo thành khí CO
2
và nước, sinh khối (trong điều kiện hiếu
khí) hoặc CH
4
, CO
2
và sinh khối tế bào (trong điều kiện yếm khí). Sự giảm cấp và tiêu
hóa chất dẻo tự hoại nhờ môi trường phải kết thúc hoàn toàn và xảy ra ở tốc độ nhanh đủ
hiệu quả để tránh sự tích tụ chất thải trong môi trường.
Hình 1.8 Quá trình phân hủy của sản phẩm nhựa tự hoại [17]
1.4 Nhựa sinh học và những ứng dụng trong cuộc sống
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 22
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
1.4.1 Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm
Bao bì từ vật liệu sinh học phải đáp ứng được các tiêu chuẩn như: tính chống

chấm (nước, khí, ánh sáng, mùi), đặc tính quang học (trong suốt,…), tính co giãn, có
thể đóng dấu hoặc in ấn dễ dàng, kháng nhiệt và hóa chất, tính ổn định cũng như thân
thiện với môi trường và có giá cả cạnh tranh. Hơn nữa, bao bì phải phù hợp với quy định
về bao bì thực phẩm, tương tác giữa bao bì và thực phẩm phải đảm bảo chất lượng và
an toàn thực phẩm. Vật liệu sinh học có thể tự phân hủy trong thiên nhiên, vì vậy không
ảnh hưởng đến môi trường. Nhờ không sử dụng các hóa chất tổng hợp, bao bì từ sinh học
sẽ an toàn hơn đối với thực phẩm và sức khỏe của con người.
1.4.2 Ứng dụng trong nông nghiệp
Nhựa sinh học ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, ứng dụng
trong ngành nông nghiệp là một trong các ứng dụng quan trọng của biopolymer.
Polymer được dùng trong nông nghiệp và chăn nuôi từ giữa thế kỷ 20. Sự phát
triển chất dẻo trong nông nghiệp đã cho phép các nhà nông gia tăng sản lượng mùa màng.
Chất dẻo dùng trong nông nghiệp ngày nay làm tăng hiệu suất , giúp thu hoạch sớm hơn,
giảm sự lệ thuộc thuốc trừ sâu diệt côn trùng, và bảo vệ thực phẩm tốt hơn cũng như giữ
nước hiệu quả hơn. [17]
Hình 1.9 Màng bao phủ bảo vệ cây ngăn sâu bệnh [17]
Các màng nhựa được dùng làm vật liệu phủ nhà kiếng, lót kênh dẫn cũng như là
màng ủ đất. Màng chất dẻo có thể cải thiện chất lượng sản phẩm và cánh đồng khỏi sự
khắc nghiệt của thời tiết, tối ưu hóa các điều kiện sinh trưởng, tăng thời vụ và giảm
nhiểm bệnh cây trồng. Thể tích màng phim dùng cho những ứng dụng nói trên ước tính
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 23
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
khoảng 2 triệu đến 3 triệu tấn /năm. Chất dẻo dùng rộng rải và chủ yếu trong thâm canh
là nhựa LDPE vì nó có cơ tính tốt, trong suốt và giá thành cạnh tranh.
Hình 1.10 Màng ủ đất bằng nhựa dẻo [17]
Các polymer tổng hợp được chế tạo và sử dụng rộng rãi vì chúng có những tính năng ưu
việt: bền ở điều kiện môi trường bình thường, rẻ và mang lại hiệu quả cao.
Tuy nhiên, khi chúng không còn hữu dụng thì việc tiêu hủy chúng trở thành một
vấn đề. Vấn đề tiêu hủy rác thải nhựa nông nghiệp ngày càng trở nên trầm trọng. Các
biện pháp đối phó để giảm nguồn rác thải như: tái chế, thiêu và làm mũn đang được phát

triển ngày càng nhiều ở Tây Âu, Hoa Kỳ và các nơi khác như là một cách thay thế cho
việc chôn chất thải rắn trong đất. Mặc dù có đã có nhiều lỗ lực trong việc tái chế rác thải,
một số lớn chất thải vẫn còn phải đem đi tiêu hủy và phần lớn rác thải nhựa vẫn được giải
quyết bằng cách chôn lấp.
Hình 1.11 Những hình ảnh về rác thải nhựa từ nông nghiệp [17]
Phương cách tiêu hủy polymer tự hoại là việc làm mũn là phương pháp tốt nhất
hiện nay để xử lý rác thải nhựa nông nghiệp. Tuy nhiên, quá trình làm mũn đòi hỏi cơ sở
hạ tầng quy mô bao gồm hệ thống thu lượm và trang thiết bị làm mũn chúng. Nó không
là giải pháp tốt nhất cho chất thải dẻo trong nông nghiệp.
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 24
Chương 1: tổng quan tài liệu GVHD: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương
Với kỹ thuật thâm canh hiện đại, sự thay thế polymer cổ điển bằng polymer tự
hoại đang được quan tâm rộng rãi. Các sản phẩm dùng polymer tự hoại đã được thử
nghiệm và ứng dụng thành công như màng phủ đất, màng che sương, ống tưới dẫn, dây
giăng giàn, lưới hứng sương, chậu cây, phân bón thải chậm, thuốc trừ sâu thải có kiểm
soát, v.v… Riêng về màng phủ đất, năm 1991, châu Âu tiêu thụ 370000 tấn. Nhưng con
số này tăng lên đến 540 000 tấn vào năm 1999. Tại Việt Nam, chưa thấy được con số
thống kê về lượng tiêu dùng loại màng phủ đất trong nông nghiệp. Tuy nhiên qua thực tế
tại một nông trại gia đình ở Long Khánh (tỉnh Đồng Nai), với diện tích 1 hecta trung bình
một tháng của vụ dưa leo, người ta dùng hơn 20 kg màng. Nếu trồng liên tục trong năm,
con số sẽ là 240 kg cho một hecta.
Hình 1.12 Các túi nhựa đựng cây trồng có khả năng tự hoại [17]
Hình trên là một loại vật liệu màng sinh học tự hủy, có thể dùng để ươm cây mà
không ảnh hưởng đến rễ. Khi cây phát triển đủ lớn quá trình tự hủy kết thúc cây có thể tự
do phát triển ở vùng đất xung quanh.
SVTH: Phạm Ngọc Xuân Trang 25