Công nghệ vi sinh là gì? Ứng dụng đa dạng của công nghệ vi sinh trong đời sống

Vai trò quan trọng của công nghệ vi sinh trong cuộc sống

1.Công nghệ vi sinh là gì?

Công nghệ vi sinh là công nghệ khai thác và sử dụng hoạt động sống của vi sinh vật để sản xuất ra những sản phẩm có giá trị phục vụ cho nhiều lĩnh vực trong đời sống, chẳng hạn như chăn nuôi, y tế, trồng trọt, xử lý chất thải, nước thải,….

2.Ưu nhược điểm của công nghệ vi sinh

Mặc dù công nghệ vi sinh được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng chúng cũng có những ưu và nhược điểm riêng. 

2.1. Ưu điểm:

• Tính bền vững: 

Do công nghệ vi sinh thường có tính bền vững cao hơn so với các phương pháp truyền thống. Chính vì vậy, nó giúp tiết kiệm năng lượng, nguồn tài nguyên và giảm tải các tác động tiêu cực đến môi trường.

• Ứng dụng đa dạng: 

Công nghệ vi sinh có khả năng cung cấp các giải pháp sáng tạo, mang lại hiệu quả cho nhiều vấn đề toàn cầu. Vì vậy, chúng được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp, công nghiệp, môi trường, y tế và năng lượng. 

• Cải thiện hiệu suất: 

Khi sử dụng công nghệ vi sinh, chúng có thể tăng cường hiệu suất sản xuất trong nhiều ngành công nghiệp, từ nông nghiệp, công nghiệp thực phẩm đến dược phẩm. Bởi vi sinh vật có tác dụng trong việc cải thiện quá trình sản xuất, giảm thiểu lỗ hổng và tăng cường chất lượng sản phẩm. 

• Sản phẩm tự nhiên và an toàn: 

Với việc sử dụng các vi sinh vật tự nhiên trong quá trình sinh học, sản phẩm được tạo ra thường an toàn, không gây hại cho con người và môi trường so với các sản phẩm hóa học khác. 

• Giảm sử dụng hóa chất: 

Bên cạnh đó, nấm và vi khuẩn có thể tạo ra các chất kháng sinh tự nhiên, giúp kiểm soát sâu bệnh và các bệnh một cách tự nhiên. Vì thế, công nghệ vi sinh còn có khả năng làm giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu trong nhiều quy trình sản xuất và các chất phụ gia hóa học. 

2.2. Nhược điểm

• Kiến thức chuyên môn: 

Tất cả các quy trình sinh học và điều khiển vi sinh vật đều yêu cầu những kỹ năng và kiến thức chuyên môn cao, từ đó cần đến sự tham gia hợp tác giữa các kỹ sư, chuyên gia và các nhà khoa học. 

• Chi phí đầu tư: 

Để xây dựng cơ sở hạ tầng, mua nguyên vật liệu và các thiết bị cần thiết, thường đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao. Và những chi phí này có thể được hòa vốn qua thời gian thông qua việc giảm sử dụng nguồn tài nguyên và tăng cường hiệu suất.

• Quản lý phức tạp: 

Công nghệ vi sinh đòi hỏi sự quản lý kỹ thuật phức tạp để đảm bảo vi sinh vật hoạt động an toàn và hiệu quả. Do việc kiểm soát các thay đổi trong điều kiện môi trường và cung cấp các điều kiện lý tưởng cho vi sinh vật, cần đến sự chú ý và kiến thức chuyên môn.

• Rủi ro sinh học: 

Việc đảm bảo quy định nghiêm ngặt và đảm bảo an toàn sinh học là điều vô cùng cần thiết trong việc áp dụng các công nghệ vi sinh. Nếu không được quản lý cần thận, một số loại vi sinh vật sẽ gây nguy hiểm đến sức khỏe con người và môi trường. 

3.Ứng dụng nổi bật của công nghệ vi sinh trong đời sống

Sau khi đã nắm được các kiến thức cần thiết về ưu nhược điểm của công nghệ vi sinh, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về những ứng dụng của chúng trong đời sống bạn nhé.

3.1.Ngành nuôi tôm

• Công nghệ vi sinh đóng vai trò quan trọng trong việc giảm ô nhiễm môi trường nước. Đồng thời giúp ngăn chặn tối đa các loại vi khuẩn gây hại cho cá, tôm,...

• Bên cạnh đó, việc ứng dụng công nghệ này sẽ giúp tăng năng suất mùa vụ và đảm bảo những vấn đề tôm không mắc dịch bệnh và chết hàng loạt. 

Thông thường, các chủng vi sinh ứng dụng trong lĩnh vực nuôi tôm được chia thành 3 nhóm sau:

• Các chủng vi sinh vật giúp hệ tiêu hóa của tôm ổn định như Bacillus, Lactobacillus, Saccharomyces,…

• Để cải thiện nền đáy ao tôm, người ta thường sử dụng các chủng vi sinh vật có tính cạnh tranh, đối kháng cáo với vi khuẩn gây bệnh, chẳng hạn như Bacillus licheniformis, Bacillus sp, …

• Với mục đích cải thiện chất lượng môi trường, tăng nồng độ oxy, ổn định độ pH và các chỉ số khác trong ao, các nhóm vi sinh vật thường được ứng dụng như vi khuẩn Actinomyces, Bacillus, Rhodopseudomonas viridis, Nitrobacter, Nitrosomonas, Rhodobacter sp, Rhodospirillum, …

3.2.Xử lý nước thải

Ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải

• Trong quá trình xử lý nước thải, việc ứng dụng công nghệ vi sinh đã mang đến nhiều loại vi khuẩn, nấm, vi tảo,…. có khả năng làm sạch nguồn nước thải vào nước. 

• Ngoài ra, chúng còn có công dụng lớn trong việc xử lý sự ô nhiễm từ các loại chất thải.

• Khi vào hệ thống xử lý nước thải, các vi sinh vật sẽ sử dụng các khoáng chất và chất hữu cơ trong nước thải để làm thức ăn và những chất đó sẽ bị vi sinh vật phân hủy thành các chất đơn giản hoặc khí. Giúp giảm hàm lượng chất ô nhiễm và đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đúng quy định.

Để xử xử lý nước thải bằng công nghệ vi sinh vật, quy trình được chia ra thành 3 giai đoạn là xử lý vi sinh vật kỵ khí, xử lý vi sinh vật hiếu khí và vi sinh vật thiếu khí:

Xử lý vi sinh vật kỵ khí: 

• Với giai đoạn xử lý vi sinh vật kỵ khí, quá trình sẽ bao gồm các bước như thủy phân, cắt mạch hợp chất phân tử, axetat hóa, axit hóa và methane hóa. Giai đoạn này được thực hiện để xử lý các vi sinh vật bám tại các thành ống và các vi sinh vật lơ lửng.

Xử lý vi sinh vật hiếu khí: 

• Quá trình này diễn ra bao gồm các bước như oxy hóa chất hữu cơ, tiến hành tổng hợp tế bào mới và vi phân hủy nội bào. Với mục đích các vi sinh vật hiếu khí sẽ xử lý các vi sinh vật lơ lửng và vi sinh vật bám dính.

Xử lý vi sinh vật thiếu khí: 

• Giai đoạn xử lý vi sinh vật thiếu khí là quá trình sử dụng bể Anoxic để lên men các chất trong có nước thải, khử nitrat thành nitơ trong điều kiện thiếu khí và cắt mạch Polyphosphate thành Phosphate.

3.3.Ngành trồng trọt

• Đối với ngành sản xuất công nghiệp, vi sinh được dụng để sản xuất những giống cây trồng mới bằng công nghệ tạo giống và các loại phân bón vi sinh thân thiện với môi trường. 

• Bên cạnh đó, công nghệ vi sinh còn tạo ra các sản phẩm giúp lên men rơm rạ, sản phẩm có khả năng bảo quản giống cây trồng an toàn, chuyển đổi chất thải nông nghiệp thành các chất dinh dưỡng tốt cho môi trường đất và nước.

• Phân bón vi sinh là sản phẩm ứng dụng công nghệ vi sinh, được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Chúng được sản xuất từ những loài sinh vật có lợi và được dùng thay thế cho các loại phân hóa học như lân, kali, đạm,…

• Đồng thời, thúc đẩy sự tăng trưởng và phát triển của cây trồng, phân bón vi sinh giúp cây chống chọi tốt với thiên nhiên từ trong rễ và làm giảm tình trạng sâu bệnh hại. Từ đó giúp tăng năng suất của cây trồng, đạt sản lượng thu hoạch cao hơn, chất lượng cũng tốt hơn.

• Đảm bảo an toàn và thân thiện với môi trường.

• Phân bón vi sinh thường có giá thành thấp hơn so với phân bón hóa học.

• Ngoài ra, phân bón còn có thể cải tạo và cân bằng các chất dinh dưỡng hữu cơ trong đất,  tránh tình trạng đất bị bạc màu, giúp đất tơi xốp, màu mỡ hơn.

Phân bón vi sinh thúc đẩy sự tăng trưởng và phát triển của cây trồng

3.4.Ngành chăn nuôi

• Công nghệ vi sinh được áp dụng để sản xuất ra nhiều loại sản phẩm như men, nấm,... với mục đích để khử trùng chuồng trại, khử mùi, giúp giảm mùi hôi thối từ các chuồng chăn nuôi gia súc.

Sử dụng trong ngành chăn nuôi để khử trùng chuồng trại

• Không chỉ vậy, để tăng khả năng chống chọi với bệnh tật cho gia cầm, các loại nấm, men này còn được ứng dùng để làm đệm lót chuồng nuôi gia cầm, từ đó giúp gia tăng hiệu quả chăn nuôi.

3.5.Trong y tế

• Công nghệ vi sinh đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất các loại vaccine phòng bệnh, thuốc, chất dinh dưỡng mới, một số loại thuốc kháng sinh, trong quá trình xét nghiệm và nhiều loại chất khác. 

• Sự kết hợp với công nghệ sinh học, đá giúp con người tạo ra hàng loạt các sản phẩm và kháng thể có tác dụng phòng ngừa, điều trị và chẩn đoán các căn bệnh nguy hiểm.

• Tuy nhiên, cho đến nay, con người vẫn chưa thể nghiên cứu ra các kháng thể có thể ngăn chặn những vi sinh vật gây ra các căn bệnh nguy hiểm như máu trắng, ung thư,…

3.6.Lĩnh vực nghiên cứu khoa học

Đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học

• Công nghệ vi sinh được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu, phát hiện và xây dựng một bộ chủng vi sinh vật để đáp ứng, phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau trong đời sống. 

• Không chỉ vậy, chúng còn được dùng để khảo sát tính di truyền học của vi sinh vật, đưa ra những đánh giá khách quan để đóng góp vào quá trình ứng dụng vi sinh vật trong y tế hoặc môi trường.

Tóm lại, công nghệ vi sinh đã chứng minh được vị thế và tầm quan trọng của chúng trong đa dạng các lĩnh vực cùng hàng loạt sản phẩm. Trên đây là những thông tin về công nghệ vi sinh là gì mà Đông Á đã tổng hợp lại. Hy vọng, với những chia sẻ này sẽ giúp bạn hiểu hơn về công nghệ vi sinh.