Giới thiệu dự án

Ngành công nghiệp chế biến dừa tại Việt Nam, đặc biệt là tại thủ phủ Bến Tre với hơn 70.000 ha diện tích canh tác, hàng năm sản sinh ra hàng triệu lít nước dừa già như một phụ phẩm thứ cấp từ các nhà máy nạo sấy cơm dừa, sản xuất kẹo dừa và dầu dừa. Theo các thống kê công nghiệp môi trường, nước dừa già thải trực tiếp ra tự nhiên có chỉ số nhu cầu oxy hóa học (COD) và nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) rất cao do chứa hàm lượng đường hòa tan (2,08%), protein (0,55%), lipid (0,74%) cùng hệ khoáng chất dồi dào ($K: 3,12%$, $P: 3,7%$, $S: 3,4%$). Khi bị thối rữa và lên men tự nhiên, nguồn phụ phẩm này gây ô nhiễm nguồn nước mặt và phát sinh khí thải độc hại.

Thách thức cốt lõi (Problem Statement) nằm ở việc chưa có quy trình chuẩn hóa các thông số công nghệ (nguồn carbon, nồng độ cơ chất, nhiệt độ, pH) để tối ưu hóa năng suất sinh khối Bacterial Cellulose (BC) từ vi khuẩn Acetobacter xylinum trên nền nước dừa già, dẫn đến tình trạng các cơ sở sản xuất thủ công cho chất lượng thạch không đồng đều, năng suất thấp và hiệu quả kinh tế chưa tương xứng.

Mục tiêu cụ thể của đồ án bao gồm:

  1. Đánh giá thành phần hóa sinh của nước dừa già để xác định tiềm năng làm môi trường lên men vi sinh.
  2. Khảo sát ảnh hưởng của 6 nguồn carbon bổ sung (Glucose, Sucrose, Lactose, Maltose, Dextrin, Galactose) đến khả năng tạo màng thạch dừa.
  3. Tối ưu hóa nồng độ Sucrose trong dải từ 0% đến 14% để đạt cấu trúc màng gel chắc nhất với khối lượng cực đại.
  4. Xác định khoảng nhiệt độ ($15^\circ\text{C} - 40^\circ\text{C}$) và dải pH ($2,5 - 8,0$) tối ưu cho quá trình sinh tổng hợp polysaccharide ngoại bào của Acetobacter xylinum.
  5. Xây dựng quy trình công nghệ hoàn chỉnh từ khâu lên men thạch thô đến xử lý hóa lý tạo thạch dừa thương phẩm đạt chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm (ATVSTP).

Giải pháp kỹ thuật được lựa chọn là ứng dụng công nghệ lên men tĩnh hiếu khí sử dụng chủng thuần khiết Acetobacter xylinum, kết hợp bổ sung nguồn dinh dưỡng vô cơ $(NH_4)_2SO_4$ (SA) và $(NH_4)_2HPO_4$ (DAP). Kết quả kỳ vọng là tạo ra khối lượng thạch dừa tươi đạt $\ge 198\text{ g/L}$, giảm thiểu $>90%$ tải lượng ô nhiễm hữu cơ từ nước dừa phế phẩm. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào quy mô phòng thí nghiệm và mô hình bán công nghiệp 1.000 lít/mẻ tại điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Hiện nay, việc xử lý nước dừa già và sản xuất thạch dừa tồn tại nhiều phương pháp với ưu nhược điểm khác nhau:

Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Chi phí vận hành Hiệu quả môi trường
Xử lý nước thải truyền thống (Aerotank/Biogas) Phân hủy hữu cơ triệt để, đạt chuẩn xả thải. Chi phí đầu tư hệ thống cao, không tạo ra giá trị gia tăng kinh tế từ phụ phẩm. Rất cao Trung bình - Tốt
Lên men tự phát thủ công Dễ thực hiện, chi phí đầu tư ban đầu thấp. Dễ nhiễm nấm men Mycoderma, cấu trúc thạch mềm nhũn, năng suất bấp bênh ($< 50\text{ g/L}$). Thấp Kém (vẫn xả nước chua)
Lên men sinh học kiểm soát (Acetobacter xylinum) Năng suất cao ($\approx 198,58\text{ g/L}$), cấu trúc sợi đan xen chắc chắn, tạo sản phẩm thương mại cao cấp. Đòi hỏi kiểm soát nghiêm ngặt về vô trùng, pH và tỷ lệ phối trộn cơ chất. Tối ưu Xuất sắc (Tuần hoàn phụ phẩm)

Ma trận ưu tiên yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW:

  • Must have (Bắt buộc): Chủng thuần Acetobacter xylinum, thanh trùng môi trường $100^\circ\text{C}$ ($30 - 45\text{ phút}$), nguồn nitơ vô cơ $(NH_4)_2SO_4$ $0,08%$, chỉnh pH $3,5 - 5,0$ bằng acid acetic $40%$.
  • Should have (Nên có): Bổ sung nguồn carbon tối ưu là Sucrose $8%$, giữ nhiệt độ phòng nuôi cấy ổn định $28 - 32^\circ\text{C}$.
  • Could have (Có thể có): Phối trộn tỷ lệ nước ép dứa để kích thích sinh trưởng, bổ sung hương liệu trái cây ở giai đoạn hoàn thiện.
  • Won't have (Không sử dụng): Tuyệt đối không dùng chất tẩy trắng chứa Clo, Natri hydrosulfit ($NaHSO_3$), Metabisulfit hay phèn chua ($KAl(SO_4)_2$) do nguy cơ tích tụ độc tố nhôm và gốc sulfur vượt ngưỡng cho phép.

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc quy trình công nghệ sản xuất thạch dừa sinh học được chuẩn hóa theo sơ đồ chuỗi công đoạn khép kín:

[Nước dừa già phế phẩm] 
[Lọc sạch tạp chất qua vải lọc chuyên dụng]
[Bổ sung dinh dưỡng: SA 0,8%, DAP 0,2%, Sucrose 8%]
[Thanh trùng dịch lên men (100°C / 30-45 phút) & Làm nguội về 30°C]
[Cắt hạt lập phương (10x10x10 mm hoặc 12x12x12 mm)]
[Ngâm xả nước & Trung hòa acid bằng Na2CO3 3% (Đun sôi 15 phút)]
[Xả sạch đến pH trung tính 6,5 - 7,0 & Nấu ngâm nước đường 30-45% Brix]
[Đóng gói chân không & Thanh trùng thương mại (85°C / 15 phút)]

Cơ chế sinh hóa hình thành mạng lưới Polysaccharide:

  1. Vi khuẩn hấp thụ phân tử Glucose từ môi trường dịch thể.
  2. Trong tế bào, Glucose kết hợp với acid béo tạo tiền chất màng tế bào.
  3. Tiền chất được vận chuyển ra ngoài màng cùng enzyme Cellulose Synthase.
  4. Enzyme xúc tác phản ứng trùng ngưng các gốc $\beta\text{-D-glucose}$ qua liên kết $\beta\text{-1,4-glucan}$ tạo thành các vi sợi microfibril.
  5. Các vi sợi liên kết không định hướng trong không gian 3D ngậm $99%$ nước, tạo nên cấu trúc màng gel dai và chắc.
# Mô hình thuật toán tính toán định lượng phối trộn môi trường lên men (Batch 1000L)
def calculate_media_formulation(raw_coconut_water_liters=1000):
    """
    Tính toán khối lượng hóa chất công nghiệp cần bổ sung 
    cho 1 mẻ lên men 1.000 Lít nước dừa già tối ưu.
    """
    formulation = {
        "Raw Coconut Water": f"{raw_coconut_water_liters} L",
        "Ammonium Sulfate (SA - (NH4)2SO4) [0.8%]": f"{raw_coconut_water_liters * 0.008:.2f} kg",
        "Diammonium Phosphate (DAP - (NH4)2HPO4) [0.2%]": f"{raw_coconut_water_liters * 0.002:.2f} kg",
        "Refined Cane Sugar (Sucrose - C12H22O11) [8.0%]": f"{raw_coconut_water_liters * 0.08:.2f} kg",
        "Acetic Acid (CH3COOH 40%) [Adjust pH to 3.5-4.0]": f"~{raw_coconut_water_liters * 0.005:.2f} L",
        "Inoculum (Acetobacter xylinum broth 10% v/v)": f"{raw_coconut_water_liters * 0.10:.2f} L"
    }
    return formulation

# Output mẫu cho mẻ 1000L:
# SA: 8.00 kg | DAP: 2.00 kg | Sucrose: 80.00 kg | Acetic acid 40%: ~5.00 L | Inoculum: 100.00 L

Methodology

Nghiên cứu áp dụng phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố (OFAT - One Factor At A Time) có kiểm soát biến độc lập:

  • Giai đoạn 1 (Tuần 1 - 3): Chuẩn bị môi trường, phân lập và tăng sinh giống Acetobacter xylinum trên thạch nghiêng (SA $8\text{ g/L}$, DAP $2\text{ g/L}$, Sucrose $20\text{ g/L}$, Agar $20\text{ g/L}$) ở $30^\circ\text{C}$ trong $3 - 4\text{ ngày}$, sau đó nhân giống dịch thể lắc $18 - 20\text{ giờ}$.
  • Giai đoạn 2 (Tuần 4 - 7): Khảo sát 6 nghiệm thức nguồn Carbon ($10%$ w/v) gồm Glucose (Gl), Sucrose (S), Lactose (L), Maltose (M), Dextrin (D), Galactose (Ga) và đối chứng không bổ sung đường (ĐC) ở điều kiện $\text{pH} = 5,0$, nhiệt độ $28 - 32^\circ\text{C}$.
  • Giai đoạn 3 (Tuần 8 - 10): Khảo sát nồng độ Sucrose tối ưu tại 8 mức nồng độ ($0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%$), đo đạc sinh khối sau 15 ngày lên men.
  • Giai đoạn 4 (Tuần 11 - 12): Thử nghiệm quy trình xử lý acid dư bằng dung dịch $Na_2CO_3$ $3%$, phối chế syrup đường ($30 - 45%$) và đánh giá chất lượng cảm quan, độ ẩm, độ bền cơ học.

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình triển khai kỹ thuật được chia thành 4 pha đồng bộ:

  1. Pha chuẩn bị môi trường dịch thể: Nước dừa già được thu nhận từ quả dừa khô 10 - 12 tháng tuổi, lọc sạch cặn hữu cơ qua màng lọc sợi polyamide. Bổ sung dinh dưỡng khoáng và nguồn carbon theo thiết kế.
  2. Pha thanh trùng và cấy giống: Hấp thanh trùng môi trường ở $121^\circ\text{C}$ ($1\text{ atm}$, $15\text{ phút}$) trong phòng thí nghiệm hoặc đun sôi $100^\circ\text{C}$ ($30 - 45\text{ phút}$) ở quy mô xưởng. Làm nguội dịch về $28 - 30^\circ\text{C}$, cấy giống $A. xylinum$ tỷ lệ $10%$ theo thể tích ($v/v$).
  3. Pha lên men tĩnh: Môi trường được rót vào khay lên men chuyên dụng với chiều sâu lớp dịch $3 - 4\text{ cm}$, đậy kín bằng vải cotton thoáng khí để đảm bảo thông khí hiếu khí nhưng ngăn ngừa bụi và nấm mốc. Quá trình lên men diễn ra tuyệt đối không rung lắc trong $9 - 15\text{ ngày}$.
  4. Pha chế biến thành phẩm: Màng thạch thô được cắt thành khối vuông $10 \times 10 \times 10\text{ mm}$ bằng máy cắt cơ khí nhiều lưỡi dao. Ngâm xả nước nhiều lần kết hợp đun sôi trong dung dịch $Na_2CO_3$ $3%$ để trung hòa hoàn toàn acid acetic nội sinh, rửa lại bằng nước sạch đến pH trung tính trước khi nấu trong dung dịch đường $30 - 45^\circ\text{Bx}$.

Testing và validation

1. Ảnh hưởng của các loại đường bổ sung (Nồng độ 10%, pH = 5.0, sau 15 ngày)

Nghiệm thức (NT) Loại đường bổ sung (10%) Khối lượng thạch dừa tươi (g) Độ dày & Trạng thái cấu trúc
Gl Glucose 198,50 Rất dày – Cấu trúc đan xen chắc
S Sucrose 193,79 Rất dày – Cấu trúc đan xen chắc
M Maltose 86,35 Màng mỏng – Cấu trúc mềm nhũn
L Lactose 84,50 Màng mỏng – Cấu trúc mềm
D Dextrin 81,20 Màng mỏng – Cấu trúc xốp yếu
Ga Galactose 50,45 Rất mỏng – Kém bền cơ học
ĐC Không bổ sung đường 50,00 Rất mỏng – Dạng váng nhầy rời rạc

Nhận xét: Glucose cho khối lượng thạch cao nhất ($198,50\text{ g}$), tiếp theo sát là Sucrose ($193,79\text{ g}$). Do Sucrose có giá thành công nghiệp rẻ hơn nhiều so với Glucose tinh khiết nên Sucrose được lựa chọn làm cơ chất chính cho sản xuất quy mô lớn.

Khối lượng sinh khối thạch dừa theo nguồn Carbon (gam):
Glucose   : [████████████████████████████████████████] 198.50 g
Sucrose   : [███████████████████████████████████████░] 193.79 g
Maltose   : [█████████████████░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░] 86.35 g
Lactose   : [████████████████░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░] 84.50 g
Dextrin   : [████████████████░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░] 81.20 g
Galactose : [██████████░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░] 50.45 g
Đối chứng : [██████████░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░] 50.00 g

2. Ảnh hưởng của nồng độ Sucrose đến sinh khối và cấu trúc thạch dừa

Nghiệm thức Nồng độ Sucrose (%) Khối lượng thạch dừa tươi (g) Trạng thái cấu trúc mạng lưới
S0 0,0 (Đối chứng) 50,00 Màng mỏng – Kết cấu lỏng lẻo
S1 2,0 146,45 Trung bình – Cấu trúc tương đối chắc
S2 4,0 165,76 Dày vừa – Cấu trúc chắc
S3 6,0 187,54 Dày – Cấu trúc chắc chắn
S4 8,0 198,58 Cực đại – Cấu trúc rất dày và chắc
S5 10,0 188,78 Dày – Cấu trúc chắc
S6 12,0 185,65 Dày – Hơi giòn
S7 14,0 95,88 Mỏng – Ức chế thẩm thấu cao

Nhận xét động học: Khi nồng độ Sucrose tăng từ $0%$ lên $8%$, sinh khối thạch tăng vọt từ $50,00\text{ g}$ lên đỉnh điểm $198,58\text{ g}$ (tăng trưởng $+297,16%$). Khi vượt ngưỡng $8%$ (tại $10% - 14%$), áp suất thẩm thấu tăng cao ức chế hoạt tính enzyme Cellulose Synthase, khiến lượng sinh khối sụt giảm nghiêm trọng còn $95,88\text{ g}$ ở mức $14%$.

3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH môi trường

  • Nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ sinh trưởng tối ưu xác định được là $28 - 32^\circ\text{C}$. Ở nhiệt độ thấp ($15 - 20^\circ\text{C}$), enzyme trao đổi chất hoạt động rất chậm. Ở nhiệt độ cao ($> 35^\circ\text{C}$ và $40^\circ\text{C}$), tế bào A. xylinum bị biến dạng quả lê (co tế bào) và ngừng tạo váng cellulose.
  • pH môi trường: Vùng pH tối ưu đạt từ $3,5 - 5,0$. Ở $\text{pH} < 3,0$, acid ức chế hô hấp tế bào; ở $\text{pH} > 6,0$, vi khuẩn ưu tiên chuyển hóa oxy hóa đường tạo acid hữu cơ hơn là polyme hóa cellulose.

Kết quả đạt được

  • Đồng nhất hóa chất lượng: Loại bỏ hoàn toàn hiện tượng tách lớp màng nhờ kiểm soát tĩnh tuyệt đối và dinh dưỡng đệm chuẩn hóa.
  • Tối ưu hóa kinh tế: Đạt sản lượng thạch thương phẩm cao nhất tại nồng độ Sucrose $8%$, giúp tiết kiệm $20%$ lượng đường bổ sung so với các công thức dân gian thường dùng $10%$.
  • An toàn thực phẩm: Sản phẩm sau xử lý $Na_2CO_3$ đạt độ trong suốt, màu trắng ngà tự nhiên, không có mùi chua acid acetic, không phát hiện dư lượng kim loại hay chất tẩy độc hại.

Đổi mới và đóng góp

  • Tối ưu hóa cơ chế dinh dưỡng khoáng: Khác với các phương pháp dân gian chỉ sử dụng đường đơn thuần, nghiên cứu đã chứng minh sự kết hợp giữa nguồn Nitơ vô cơ $(NH_4)_2SO_4$ ($0,08%$) và $(NH_4)_2HPO_4$ kích thích hoạt lực của các coenzyme nucleotide (ATP, NADP, FAD), đẩy nhanh tốc độ tổng hợp sợi cellulose lên gấp 3,97 lần so với môi trường không bổ sung.
  • Loại bỏ hóa chất độc hại: Đề tài thiết lập quy trình giải phóng acid acetic nội sinh trong khối gel thạch bằng phản ứng trung hòa nhiệt với $Na_2CO_3$ $3%$: $$2CH_3COOH + Na_2CO_3 \xrightarrow{t^\circ} 2CH_3COONa + H_2O + CO_2\uparrow$$ Khí $CO_2$ thoát ra dưới dạng bọt khí đối lưu giúp lôi cuốn các tạp chất lơ lửng ra khỏi khối thạch, thay thế hoàn toàn việc lạm dụng chất tẩy clo hay phèn nhôm độc hại.
  • Đóng góp cho kinh tế tuần hoàn: Chuyển hóa $100%$ lượng nước dừa già từ phế phẩm công nghiệp thành thực phẩm giá trị gia tăng cao, cung cấp nguồn chất xơ sinh học tinh khiết cho ngành công nghiệp thực phẩm và vật liệu y sinh.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng thực tế

  1. Ngành công nghiệp thực phẩm & giải khát: Sử dụng thạch dừa làm topping trong trà sữa, nước ép trái cây đóng lon, sữa chua và thạch rau câu jelly; chế biến mứt thạch dừa truyền thống với hàm lượng đường $70 - 80%$.
  2. Ngành mỹ phẩm & y sinh: Màng Bacterial Cellulose tinh sạch từ quy trình này có khả năng ngậm nước gấp 100 lần khối lượng khô, độ tương thích sinh học cao, thích hợp làm mặt nạ dưỡng da sinh học cao cấp (Bio-cellulose mask) và màng trị bỏng nhân tạo.

Phân tích hiệu quả kinh tế & ROI (Mô hình xưởng 1.000 L/ngày)

  • Chi phí nguyên liệu (1.000 L nước dừa già):
    • Nước dừa già (thu gom): $300.000\text{ VNĐ}$
    • Đường Sucrose ($80\text{ kg} \times 20.000\text{ VNĐ}$): $1.600.000\text{ VNĐ}$
    • Khoáng SA + DAP + Acid acetic: $200.000\text{ VNĐ}$
    • Điện, nước, nhân công, khấu hao thiết bị: $900.000\text{ VNĐ}$
    • Tổng chi phí sản xuất: $\approx 3.000.000\text{ VNĐ/mẻ}$
  • Doanh thu đầu ra:
    • Thu nhận $\approx 195\text{ kg}$ thạch thô $\rightarrow$ Chế biến được $\approx 350\text{ kg}$ thạch thành phẩm ngâm đường ($50%$ cái : $50%$ nước).
    • Giá bán buôn xuất xưởng: $18.000\text{ VNĐ/kg}$ thạch thành phẩm.
    • Tổng doanh thu: $350 \times 18.000 = 6.300.000\text{ VNĐ/mẻ}$
  • Lợi nhuận gộp: $3.300.000\text{ VNĐ/ngày}$ ($\approx 99.000.000\text{ VNĐ/tháng}$).
  • Thời gian hoàn vốn đầu tư (ROI): Ước tính từ $6 - 9\text{ tháng}$ cho quy mô xưởng bán tự động.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Thời gian lên men tĩnh kéo dài ($9 - 15\text{ ngày}$) đòi hỏi diện tích mặt sàn nhà xưởng lớn để bố trí khay nuôi cấy.
  • Quá trình lên men tĩnh rất nhạy cảm với rung động cơ học; bất kỳ dao động nào trong $4\text{ ngày đầu}$ đều có thể làm đứt gãy mạng liên kết microfibril, gây tách lớp thạch.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Nghiên cứu mô hình lên men sục khí liên tục (AERATED BIOREACTOR) kết hợp bổ sung phụ gia vi sợi định hình để rút ngắn chu kỳ lên men xuống còn $3 - 5\text{ ngày}$.
  • Ứng dụng công nghệ biến tính bề mặt Bacterial Cellulose để sản xuất vật liệu composite sinh học, da nhân tạo sinh học (Vegan leather) và màng lọc nước nano.

Đối tượng hưởng lợi

Câu hỏi thường gặp

1. Điều kiện kỹ thuật tối thiểu để triển khai phòng nuôi cấy thạch dừa là gì?

Phòng nuôi cấy cần đảm bảo kín gió, sạch khuẩn, duy trì nhiệt độ ổn định trong khoảng $28 - 32^\circ\text{C}$, độ ẩm không khí $>75%$, trang bị hệ thống giàn giá đỡ phẳng nhiều tầng vững chắc, tuyệt đối không bị rung lắc từ máy móc xung quanh.

2. Tại sao không nên nâng nồng độ Sucrose lên trên 10% để thu được nhiều sinh khối hơn?

Khi nồng độ Sucrose vượt quá $8 - 10%$ (cụ thể tại $14%$), áp suất thẩm thấu của môi trường tăng cao làm mất nước tế bào và ức chế hoạt tính hệ enzyme Cellulose Synthase. Đồng thời, vi khuẩn chuyển hướng trao đổi chất sang tích lũy acid hữu cơ thay vì trùng ngưng chuỗi polysaccharide, làm giảm sản lượng thạch xuống chỉ còn $95,88\text{ g/L}$.

3. Làm thế nào để kiểm soát và ức chế nấm men dại Mycoderma trong quá trình lên men?

Cần thanh trùng triệt để môi trường ban đầu ở $100^\circ\text{C}$ trong $30 - 45\text{ phút}$, sau đó hạ pH môi trường xuống $3,5 - 4,0$ bằng acid acetic $40%$. Môi trường acid này kích thích Acetobacter xylinum phát triển nhưng ức chế hoàn toàn bào tử nấm men Mycoderma.

4. Tại sao thạch dừa thô có vị chua gắt và cách khắc phục triệt để?

Trong quá trình lên men hiếu khí, A. xylinum chuyển hóa rượu và đường giải phóng một lượng lớn acid acetic nội sinh (tích lũy đến $4,5%$). Để khử chua, các hạt thạch phải được ép bớt nước chua, ngâm xả nước nhiều lần và đun sôi trong dung dịch $Na_2CO_3$ $3%$ trong tối thiểu 15 phút để trung hòa hoàn toàn acid thành muối $CH_3COONa$ tan trong nước.

5. Thời hạn bảo quản của thạch dừa thành phẩm là bao lâu mà không dùng chất bảo quản độc hại?

Thạch dừa ngâm trong nước đường $30 - 45^\circ\text{Bx}$, pH điều chỉnh $4,5 - 5,5$, được đóng gói hút chân không trong bao bì PA/PE và thanh trùng pasteur ở $85^\circ\text{C}$ trong 15 phút có thời hạn bảo quản từ $6 - 12\text{ tháng}$ ở nhiệt độ thường. Nếu bổ sung Natri benzoat nồng độ $0,05 - 0,1%$, sản phẩm duy trì chất lượng cảm quan tuyệt hảo trên 4 tháng.

Kết luận

Đồ án đã nghiên cứu và chuẩn hóa thành công quy trình công nghệ sản xuất thạch dừa từ nguồn nước dừa già phế phẩm bằng phương pháp lên men vi sinh Acetobacter xylinum. Các đóng góp khoa học và thực tiễn nổi bật gồm:

  • Xác định nguồn Carbon tối ưu là Sucrose tại nồng độ chuẩn 8%, cho sản lượng sinh khối tươi đạt đỉnh $198,58\text{ g/L}$ với cấu trúc mạng sợi 3D dày và cực kỳ chắc chắn.
  • Thiết lập khoảng thông số môi trường tối ưu tại $\text{pH} = 3,5 - 5,0$ và nhiệt độ $28 - 32^\circ\text{C}$, kết hợp tỷ lệ đệm dinh dưỡng vô cơ SA $0,08%$ và DAP $0,02%$.
  • Chuẩn hóa công đoạn xử lý trung hòa hóa lý bằng dung dịch $Na_2CO_3$ $3%$ đun sôi, loại bỏ hoàn toàn các hóa chất độc hại gốc Clo/Sulfur, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người tiêu dùng.

Quy trình kỹ thuật này mở ra giải pháp toàn diện cho ngành công nghiệp dừa: giải quyết dứt điểm bài toán ô nhiễm môi trường do phụ phẩm nước dừa già, đồng thời tạo ra chuỗi giá trị gia tăng kinh tế cao, bền vững và sẵn sàng chuyển giao công nghệ cho các cơ sở chế biến thực phẩm trên cả nước.