|
 Đang trực tuyến :
34 |
|
 Số lượt truy cập :
34069370 |
|
|
|
|
|
Các chương trình công nghệ đổi mới hứa hẹn sẽ thúc đẩy sản xuất cao su ở Mỹ
Thứ ba, 06-02-2024 | 06:12:18
|
|
Với dịch bệnh và nhu cầu cao đặt ra mối đe dọa đối với nguồn cung cao su tự nhiên chính của thế giới ở Đông Nam Á, các nhà khoa học đang nỗ lực thúc đẩy thị trường cao su Hoa Kỳ bằng cách cải tiến các phương pháp chiết xuất mủ từ hai nguồn thực vật bền vững ở Bắc Mỹ: loài bồ công anh và cây bụi sa mạc.
.jpg "Các chương trình công nghệ đổi mới hứa hẹn sẽ thúc đẩy sản xuất cao su ở Mỹ")
Nhà khoa học Katrina Cornish của bang Ohio có một nhà kính trồng đầy cây bụi sa mạc guayule trong khuôn viên Wooster, nơi cô hy vọng một ngày nào đó sẽ xây dựng một nhà máy chế biến mủ cao su quy mô lớn. Các nhà nghiên cứu đã báo cáo các phương pháp của họ để cải thiện hiệu quả và tăng năng suất mủ cao su trong hai bài báo gần đây, dựa trên nghiên cứu kéo dài hàng thập kỷ do Katrina Cornish, Giáo sư về khoa học làm vườn và cây trồng, thực phẩm, kỹ thuật nông nghiệp và sinh học tại Đại học bang Ohio dẫn đầu.
Cornish và các đồng nghiệp đã bổ sung thêm các chất chuyên dụng trong quá trình xử lý bồ công anh Taraxacum kok-saghyz (TK) và cây bụi guayule để tạo ra lượng mủ cao hơn từ cả hai loại cây.
Cornish cho biết: “Chúng ta cần có các phương pháp khai thác hiệu quả đối với tất cả các loài sản xuất cao su tự nhiên thay thế, đặc biệt là ở quy mô lớn. Và các phương pháp này phải có chi phí thấp”.
Trong khi Hoa Kỳ sản xuất cao su tổng hợp, nước này hoàn toàn phụ thuộc vào nhập khẩu cao su tự nhiên. Năm 2019, 10% nguồn cung cao su tự nhiên bị mất do dịch bệnh - và nguy cơ lây truyền bệnh bạc lá Nam Mỹ sang Đông Nam Á đã tăng lên cùng với việc mở rộng các chuyến bay thẳng giữa Brazil và Trung Quốc.
Cornish cho biết, không phải là nói quá khi cho rằng nếu bệnh bạc lá lây lan từ Nam Mỹ sang châu Á, căn bệnh này có thể quét sạch hầu hết nguồn cung cao su tự nhiên của thế giới trong thời gian ngắn.
Bà nói: “Và sau đó chúng ta có thể chứng kiến sự sụp đổ của chuỗi cung ứng thế giới và sau đó là toàn bộ nền kinh tế. Chúng ta đã tập trung toàn bộ ngành công nghiệp toàn cầu xung quanh một loại cây nhiệt đới. Nhưng bồ công anh TK và guayule lại bền vững và có thể phát triển ở điều kiện ôn đới".
Mủ Guayule có nguồn gốc từ các tế bào trong vỏ cây bụi. Chiết xuất mủ cao su bao gồm việc nghiền vỏ cây để phá vỡ các tế bào của nó và giải phóng các hạt cao su thành thứ mà Cornish gọi là “sữa lắc”. Một loạt các chu trình giặt và vắt diễn ra sau đó để tách mủ ra khỏi vật liệu rắn khác - và với mỗi bước ly tâm, một ít mủ sẽ bị mất đi.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc bổ sung các chất hóa học gọi là chất keo tụ vào sữa lắc đã giúp liên kết các vật liệu rắn khác lại với nhau và tách chúng ra khỏi mủ, cắt giảm một nửa chu trình giặt một cách hiệu quả và cải thiện sản lượng mủ tổng thể. Việc bổ sung một chất làm tăng gấp đôi lượng mủ sẵn có và hiệu suất đó tăng gấp 12 lần khi thêm chất tạo kem để tinh chế.
Tác giả nghiên cứu Beenish Saba, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về kỹ thuật thực phẩm, nông nghiệp và sinh học tại bang Ohio cho biết: “Bằng cách thêm chất keo tụ, việc chiết xuất mủ cao su sẽ hiệu quả và sạch hơn. Chúng tôi đã tìm thấy các chất keo tụ cụ thể có tác dụng tốt nhất trong việc cải thiện chất lượng chiết xuất mủ cao su và giảm thời gian thực hiện”.
Saba cho biết, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc đưa chất rắn còn lại trở lại hệ thống xử lý cho phép chiết xuất nhiều mủ hơn và cũng làm giảm tác động đến môi trường của toàn bộ hoạt động.
Cornish cho biết, Guayule chứa một loại mủ hiệu suất cao đặc biệt hấp dẫn, bền hơn và mềm hơn bất kỳ loại polyme nào đã biết, nghĩa là có thể thêm nhiều chất độn hơn vào sản xuất mà không làm mất đi các đặc tính quý giá của nó. Bà đã sử dụng mủ guayule để phát triển loại găng tay y tế không gây dị ứng đầu tiên nhằm ngăn chặn cả bức xạ và mầm bệnh.
Mặc dù mủ bồ công anh TK được sản xuất trong rễ cây nhưng quá trình chiết xuất cũng tương tự - rễ được cắt tỉa, trộn thành bùn và lọc để loại bỏ các khối rắn của nguyên liệu thực vật và chất bẩn. Mủ cao su nổi lên trên phần chất lỏng còn lại được hút bằng pipet và rửa ba lần để tinh chế, sau đó sấy khô.
Một chút tình cờ đã dẫn tới sự cải tiến của phương pháp chiết xuất này. Tác giả Nathaniel King-Smith, một nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm của Cornish, phát hiện ra rằng các mẫu đã qua xử lý để trong phòng thí nghiệm trong ba tháng có nhiều mủ nổi hơn đáng kể trên bề mặt của chúng. Một phân tích cho thấy các cation hóa trị hai nặng, như magie, liên kết với màng hạt latex làm nặng các hạt - cho đến khi kết nối cuối cùng bị phá vỡ.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc bổ sung EDTA, một chất thải chelat liên kết với các cation hóa trị hai, vào quá trình xử lý rễ bồ công anh cho phép chiết xuất lượng mủ nhiều hơn gấp đôi so với chiết xuất mà không cần thêm EDTA.
King-Smith cho biết: “Chúng tôi nhận thấy rằng hiệu suất mủ cao su tăng thêm sau nhiều tháng bảo quản có thể đạt được ngay lập tức trong quá trình chiết xuất tiêu chuẩn chỉ bằng cách thêm EDTA trước khi kéo sợi”.
Ông cho biết, việc sử dụng EDTA cũng làm tăng hàm lượng gel trong mủ cao su chiết xuất sau khi được sấy khô - thông tin hữu ích cho tiềm năng sản xuất của các ngành đang tìm kiếm cao su có độ gel cao hơn.
EDTA có thể áp dụng được cho việc chiết xuất latex từ guayule, mặc dù Cornish cho biết phòng thí nghiệm của bà hy vọng hợp tác với các nhà hóa học có thể giúp cải tiến thêm quy trình đó. Bà đã trồng, thu hoạch và chiết xuất mủ từ cây bồ công anh TK trong hơn một thập kỷ ở Ohio và có một nhà kính trồng đầy guayule trong khuôn viên Wooster của Bang Ohio, nơi bà hy vọng một ngày nào đó sẽ xây dựng một nhà máy chế biến mủ quy mô lớn.
Cô nói: “Chúng tôi đang làm việc ở quy mô nhỏ và tập trung vào các thị trường mủ cao su cao cấp, nơi bạn có thể tạo ra thứ gì đó có giá trị lớn với lượng nguyên liệu tối thiểu để chúng tôi có thể tài trợ cho việc mở rộng. Và trong khi chờ đợi, chúng tôi đang cải tiến quá trình chiết xuất hiệu quả hơn để có thể làm cho vật liệu sạch và tinh khiết”.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Viện Thực phẩm và Nông nghiệp Quốc gia.
Nguyễn Minh Thu theo Sciencedaily. |
Trở lại
In
Số lần xem: 167
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
