講師が下水汚泥からバイオプラスチックを生成

サイゴン大学の科学者グループは、製紙工場の汚泥に含まれる2種類の微生物株を分離し、バイオプラスチックを製造した。

この研究は、環境学部のホー・キ・クアン・ミン講師と10名の同僚によって2020年から行われており、30日で分解可能なバイオプラスチックの開発を目指しています。また、このプロジェクトは、循環型経済モデルに基づき、廃棄物を有用な原料にリサイクルすることを目指しています。

ミン博士によると、製紙工場、魚介類工場、製糖工場などから排出される廃水（汚泥を含む）には、多くの有機物が含まれています。こうした廃水環境は非常に過酷で、多くの毒素を含んでいますが、微生物は体内である種のポリマー（バイオプラスチック）を合成・蓄積するメカニズムに完全に適応することができます。

研究チームは、ティエンザン省の製紙工場から採取した水と汚泥のサンプルを用いて、環境中の微生物を分析しました。病原菌を媒介する可能性のある細菌を分離、同定、除去する手法を用いて、バイオプラスチックを生成できる微生物株を100種以上発見しました。

研究チームは生物学的特性を分析し、バチルス・プミルス（NMG5）とバチルス・メガテリウム（BP5）という2つの細菌株が最も高いプラスチック製造効率を示すと評価しました。「私たちが分離した細菌株の中には、さらに高い効率を示す株が数多く存在します」とミン博士は述べています。実験室での研究結果によると、これら2つの細菌株は、累積乾燥質量の40%をバイオプラスチックとして生成することが示されました。

生分解性プラスチック（白）の環境における分解能力の試験。写真： NVCC

ティエンザン省の製紙工場は、昼夜合わせて約3万立方メートルの排水処理能力を有しており、そのうち30%にあたる約1万立方メートルが汚泥です。研究チームは、理論上、微生物から約40トンのバイオプラスチックが得られると試算しました。しかし、ミン博士は、バイオプラスチックの量が理論計算の半分にしか達しないケースも非常に多いと述べています。

分析の結果、工場排水汚泥には微生物が存在し、環境中の有機物を栄養源として利用し、水を浄化する能力があることが分かりました。そこで研究グループは、活性汚泥ブロックを開発することで、バイオプラスチックを生成し、水処理効率を向上させることができると提案しました。バイオプラスチックを得るには、通常多糖類で構成されている微生物の細胞壁を化学的または物理的手段で分解する必要があります。その後、溶媒を用いて沈殿させることでバイオプラスチックが得られます。このプラスチックは環境中に存在すると、周囲の微生物の栄養源となるため、非常に速く分解されます。

研究チームは製紙工場と連携し、研究のために水と汚泥のサンプルを採取した。写真： NVCC

環境と持続可能な開発分野への投資を専門とするSG Workspaceの取締役、チュオン・ミン・トリ氏は、微生物を用いたバイオプラスチックの製造や廃水処理は多くの先進国で研究されており、一部の地域では産業規模で応用されていると述べた。ベトナムでは、環境保護や農業に役立つバイオプラスチックに関する研究がいくつか行われている。

トリ氏によると、環境保護に貢献するリサイクル製品のトレンドは、今後5～10年でさらに普及するだろう。しかし、廃棄物をリサイクルした製品が市場で普及し、競争力を持つためには、従来の製品と比較して、品質と価格の両面で高い要件を満たす必要がある。この要件を満たすには、バイオプラスチック製品を最適化し、品質を確保し、大規模生産体制を構築してコストを削減する必要がある。同時に、国の政策で従来のプラスチック袋の使用を制限するための義務的条件を設定し、バイオプラスチック製品の市場浸透を促進するための条件を整える必要がある。

「私たちのグループのプロジェクトでは、実験室規模の実験段階に引き続き参加し、企業と評価・調整を行い、パイロット生産プロセスを構築して投資を呼びかけ、製品をすぐに市場に投入できるようにしていきます」とトリ氏は述べた。

ハアン

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