Tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp trong sản xuất bao bì sinh học tại Việt Nam: Xu hướng và triển vọng
Main Article Content
Tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp trong sản xuất bao bì sinh học tại Việt Nam: Xu hướng và triển vọng
Tóm tắt
Trong bối cảnh ô nhiễm nhựa ngày càng trầm trọng và yêu cầu phát triển bền vững ngày càng gia tăng, việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm nguyên liệu đầu vào để sản xuất bao bì sinh học đang được xem là một hướng đi tiềm năng tại Việt Nam. Nghiên cứu này tổng quan thực trạng phát sinh, tiềm năng khai thác và tính khả thi kỹ thuật của các loại phụ phẩm phổ biến như rơm rạ, bã mía, vỏ cà phê, vỏ sắn,… trong việc sản xuất bao bì phân hủy sinh học. Nghiên cứu được thực hiện dựa trên phương pháp tổng quan tài liệu hệ thống với dữ liệu thu thập từ các cơ sở khoa học quốc tế và các báo cáo chính thống. Các kết quả cho thấy rơm rạ, trấu, bã mía, vỏ cà phê, vỏ sắn và các phụ phẩm khác đều chứa hàm lượng cao cellulose, hemicellulose và lignin – các thành phần nền quan trọng cho chế tạo màng sinh học, nhựa sinh học PLA và vật liệu ép khuôn. Nhiều công trình thực nghiệm quốc tế và một số mô hình trong nước đã chứng minh tính khả thi kỹ thuật của việc sản xuất bao bì phân hủy sinh học từ phụ phẩm, song vẫn tồn tại các rào cản về chi phí sản xuất, sự không đồng nhất nguyên liệu, khả năng chống ẩm và độ bền cơ học. Một số mô hình thử nghiệm thực tế tại Việt Nam bước đầu chứng minh được khả năng chế tạo bao bì có tính phân hủy sinh học và đặc tính cơ học phù hợp. Tuy nhiên, thách thức về công nghệ, chi phí sản xuất và thiếu hụt chuỗi liên kết vẫn đang cản trở quá trình thương mại hóa. Nghiên cứu cũng đề xuất các hướng phát triển tiếp theo nhằm nâng cao hiệu quả và khả năng ứng dụng thực tế của mô hình này.
Article Details
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDeri Phái sinh 4.0 .
Tài liệu tham khảo
- Aguirre-Loredo, Y., Soriano-Melgar, L. D. A., Valencia, L., Ramírez-García, G., & Jasso-Salcedo, A. (2023). Agriculture Applications of Biodegradable Polymers. In (pp. 300-319). https://doi.org/10.1201/9781003230533-21
- Albinelli, I., Gomez San Juan, M., Lester, G., Nijmeijer, M. & Neretin, L. (2024). Bioeconomy for food and agriculture: A global stocktaking study. FAO. https://doi.org/https://doi.org/10.4060/cd2490en
- Arrieta, M., López, J., Hernández, A., & Rayón, E. (2013). Ternary PLA-PHB-Limonene blends intended for biodegradable food packaging applications. European Polymer Journal. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2013.11.009
- Báo Nhân Dân điện tử (2025). “Nhựa sinh học - Hướng đi tất yếu trong chuyển đổi xanh”. [Online] https://nhandan.vn/nhua-sinh-hoc-huong-di-tat-yeu-trong-chuyen-doi-xanh-post891788.html
- Carnaval, L. d. S. C., Jaiswal, A. K., & Jaiswal, S. (2024). Agro-Food Waste Valorization for Sustainable Bio-Based Packaging. Journal of Composites Science, 8(2).
- FAO (2017). The Future of Food and Agriculture—Trends and Challenges. ood and Agriculture Organization of the United Nations, Rome. https://doi.org/https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/2e90c833-8e84-46f2-a675-ea2d7afa4e24/content
- Formela, K., Kurańska, M., & Barczewski, M. (2022). Recent Advances in Development of Waste-Based Polymer Materials: A Review. Polymers, 14(5).
- Geyer, R., Jambeck, J., & Law, K. (2017). Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances, 3, e1700782. https://doi.org/10.1126/sciadv.1700782
- GSO (2023). Niên giám thống kê Việt Nam 2022. Nhà xuất bản Thống kê. https://doi.org/https://www.gso.gov.vn/wp-content/uploads/2023/06/Sach-Nien-giam-TK-2022-final.pdf
- Hai, H., Nguyen, D.-Q., Thang, N., & Hoang Nguyen, N. (2020). Circular Economy in Vietnam. In (pp. 423-452). https://doi.org/10.1007/978-981-15-1052-6_22
- Hamid, L., Elhady, S., Abdelkareem, A., & Fahim, I. (2022). Fabricating Starch-Based Bioplastic Reinforced with Bagasse for Food Packaging. Circular Economy and Sustainability, 2, 1-12. https://doi.org/10.1007/s43615-021-00139-5
- Hernández-Varela, J. D., & Medina, D. I. (2023). Revalorization of Coffee Residues: Advances in the Development of Eco-Friendly Biobased Potential Food Packaging. Polymers (Basel), 15(13). https://doi.org/10.3390/polym15132823
- Nguyễn Thanh Lâm, Cao Trường Sơn (2024). “Thực trạng phát sinh phế phụ phẩm nông nghiệp và giải pháp quản lý tại Việt Nam”. Kỷ yếu hội thảo Quốc gia “Môi trường nông nghiệp nông thôn và phát triển bền vững” (5/2024).
- Lilavanichakul, A., & Yoksan, R. (2023). Development of Bioplastics from Cassava toward the Sustainability of Cassava Value Chain in Thailand. Sustainability, 15(20).
- Mahmud, M. A., & Anannya, F. R. (2021). Sugarcane bagasse - A source of cellulosic fiber for diverse applications. Heliyon, 7(8), e07771. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e07771
- MarketsandMarkets (2023). Sustainable Pharmaceutical Packaging Market by Raw Material (Plastics, Paper & paperboard, Glass, Metal), Product Type, Process (Recyclable, Reusable, and Biodegradable), Packaging Type(Primary Packaging), and Region - Global Forecast to 2027.
- Marques, G., Carvalho, G., Marinho, N., Muniz, G., Jorge, L., & Jorge, R. (2019). Production and characterization of starch‐based films reinforced by ramie nanofibers (Boehmeria nivea). Journal of Applied Polymer Science, 136. https://doi.org/10.1002/app.47919
- McGlade, J., Fahim, I., Green, D., Landrigan, P., Andrady, A., Costa, M., Geyer, R., Gomes, R., shau hwai, T., Jambeck, J., Li, D., Rochman, C., Ryan, P., Thiel, M., Thompson, R., Townsend, K., Turra, A., & Maes, T. (2021). From Pollution to Solution: A Global Assessment of Marine Litter and Plastic Pollution. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.33577.31845
- Mekunye, F., & Makinde, P. (2024). Production of Biofuels from Agricultural Waste. Asian Journal of Agricultural and Horticultural Research, 11, 37-49. https://doi.org/10.9734/ajahr/2024/v11i3328
- Minh, V., Vu, P., Thuy, N., Huynh, H., & Pham, D. (2024). Current status and potential of circular agricultural economy for sustainable development in the Mekong Delta, Vietnam. Plant Science Today. https://doi.org/10.14719/pst.2856
- Mishra, B., Mohanta, Y. K., Reddy, C. N., Reddy, S. D. M., Mandal, S. K., Yadavalli, R., & Sarma, H. (2023). Valorization of agro-industrial biowaste to biomaterials: An innovative circular bioeconomy approach. Circular Economy, 2(3), 100050. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.cec.2023.100050
- Mohapatra, D., Mishra, S., & Sutar, N. (2010). Banana and its by-product utilisation: An overview. Journal of scientific and industrial research, 69, 323-329.
- Moher, D., Liberati, A., Tetzlaff, J., & Altman, D. (2009). Moher D, Liberati A, Tetzlaff J, Altman DG, Group PPreferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses: the PRISMA statement. PLoS Med 6: e1000097. Open medicine : a peer-reviewed, independent, open-access journal, 3, e123-130. https://doi.org/10.1016/j.jclinepi.2009.06.005
- MONRE (2020). Kế hoạch hành động quốc gia về quản lý rác thải nhựa đại dương đến năm 2030. https://doi.org/https://www.undp.org/sites/g/files/zskgke326/files/migration/vn/Quyet-dinh-rac-thai-nhua.pdf
- Nasri-Nasrabadi, B., Behzad, T., & Bagheri, R. (2014). Preparation and Characterization of Cellulose Nanofiber Reinforced Thermoplastic Starch Composites. Fibers and Polymers, 15, 347-354. https://doi.org/10.1007/s12221-014-0347-0
- Nguyen, X., Nguyen, D. D., & La, D. D. (2020). Call for planning policy and biotechnology solutions for food waste management and valorization in Vietnam. Biotechnology Reports.
- Nyaruai, C., Ollengo, M., & Muthakia, G. (2024). Iridescent Patterns Production from Solid Film Cellulose Nanocrystals Prepared from Coffee Husks. Universal Journal of Carbon Research, 107-123. https://doi.org/10.37256/ujcr.2120244851
- Raj, T., Kuppam, C., Amradi, N., & Kim, S.-H. (2022). Lignocellulosic biomass as renewable feedstock for biodegradable and recyclable plastics production: A sustainable approach. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 158, 112130. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112130
- Riaz, S., Maan, A., Butt, M., & Khan, K. (2024). Valorization of agricultural residues in the development of biodegradable active packaging films. Industrial Crops and Products, 215, 118587. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.118587
- Sánchez-García, M., Hilliou, L., & Lagaron, J. M. (2010). Morphology and Water Barrier Properties of Nanobiocomposites of k/i-Hybrid Carrageenan and Cellulose Nanowhiskers. Journal of agricultural and food chemistry, 58, 12847-12857. https://doi.org/10.1021/jf102764e
- Schutz, G., Alves, R., & Vieira, R. (2022). Development of Starch-Based Films Reinforced with Coffee Husks for Packaging Applications. Journal of Polymers and the Environment, 31. https://doi.org/10.1007/s10924-022-02733-6
- Sharma, S., & Chatterjee, S. (2017). Microplastic pollution, a threat to marine ecosystem and human health: a short review. Environmental Science and Pollution Research, 24. https://doi.org/10.1007/s11356-017-9910-8
- Siracusa, V., Rocculi, P., Romani, S., & Dalla Rosa, M. (2008). Biodegradable polymer for food packaging: A review. Trends in Food Science & Technology, 19, 634-643. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2008.07.003
- Song, J., Murphy, R. J., Narayan, R., & Davies, G. (2009). Biodegradable and compostable alternatives to plastics. Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences, 364, 2127-2139. https://doi.org/10.1098/rstb.2008.0289
- Sriroth, K., & Sangseethong, K. (2006). Biodegradable plastics from cassava starch. Acta Horticulturae, 145-152. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2006.703.16
- Statista (2024). Market value of biodegradable plastics worldwide in 2022 and 2023, with a forecast for 2032. https://doi.org/https://www.statista.com/statistics/979050/global-market-value-of-biodegradable-plastics/
- SWICHASIA (2024). Bioplastics Made from Coffee Husk and Agricultural By-products. https://doi.org/https://www.switch-asia.eu/site/assets/files/4187/thanh_long-1.pdf
- Tamilselvan, K., Sundarajan, S., Ramakrishna, S., Amirul, A.-A. A., & Vigneswari, S. (2024). Sustainable valorisation of coffee husk into value added product in the context of circular bioeconomy: Exploring potential biomass-based value webs. Food and Bioproducts Processing, 145, 187-202. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.fbp.2024.03.008
- Tiep, N., Đức Thịnh, N. V., & Tuan, L. (2024). Assessing and enhancing sustainable rice straw management for environmental conservation in Yen Thanh District, Nghe An Province, Vietnam. Journal of Global Innovations in Agricultural Sciences, 12, 555-561. https://doi.org/10.22194/JGIAS/24.1320
- Tranfield, D., Denyer, D., & Smart, P. (2003). Towards a Methodology for Developing Evidence-Informed Management Knowledge by Means of Systematic Review. British Journal of Management, 14, 207-222. https://doi.org/10.1111/1467-8551.00375
- UNEP (2021). Open Burning in Viet Nam: A Case Study on Status, Impacts, and Solutions. https://doi.org/https://cleanairasia.org/our-resources/publications/open-burning-viet-nam-case-study-status-impacts-and-solutions
- UNEP (2022). From Pollution to Solution: a global assessment of marine litter and plastic pollution. https://doi.org/https://malaysia.un.org/sites/default/files/2022-02/POLSOLSum_1.pdf
- UNIDO (2023). Anual Report 2023. UNIDO. https://doi.org/https://www.unido.org/sites/default/files/unido-publications/2024-04/Annual%20Report%202023-English%20Spread.pdf
- Văn phòng Sản xuất và Tiêu dùng Bền vững - Bộ Công Thương (2024). “Phát triển nhựa sinh học từ phế phẩm nông nghiệp”. [Online] https://scp.gov.vn/tin-tuc/t23997/phat-trien-nhua-sinh-hoc-tu-phe-pham-nong-nghiep
- Yaradoddi, J. S., Banapurmath, N. R., Ganachari, S. V., Soudagar, M. E. M., Mubarak, N. M., Hallad, S., Hugar, S., & Fayaz, H. (2020). Biodegradable carboxymethyl cellulose based material for sustainable packaging application. Scientific Reports, 10(1), 21960. https://doi.org/10.1038/s41598-020-78912-z