Công nghệ mới thăng hoa cho trấu

Các sản phẩm của nhà khoa học Nguyễn Thị Hòe, trong đó có sơn Kova có độ bền cao, chống nhiệt, chống mốc và áo giáp chống đạn với thành phần nano silica chiết xuất từ trấu. Ảnh: K.P

Thách thức lớn mà các nhà sản xuất viên trấu nén xuất khẩu của Việt Nam sẽ gặp phải là tìm cách tăng nhiệt lượng của viên trấu. Nhưng đốt trấu thôi có nghĩa là đốt vàng!

Công nghệ đơn giản?

Máy ép củi trấu khá đơn giản bao gồm một phễu chứa trấu, động cơ và dây curoa truyền động, trục vít ép trấu, nòng thép để định dạng thanh củi. Máy đốt nóng bằng điện tới 220oC để sấy và ép trấu thành cây. Thanh củi từ trấu thường có màu đen do lớp vỏ bên ngoài bị đốt trong giai đoạn gia nhiệt.

Ở máy ép viên trấu, trấu xay nhuyễn được chuyển đến máy nén với áp suất cao và được nén thành viên. Sau khi làm nguội và sàng loại, các viên đạt độ nén và kích thước được đóng gói đưa vào sử dụng. Toàn bộ hệ thống sản xuất này đều qua dây chuyền tự động hóa từ lúc cho trấu thô vào bồn cho đến khi cho ra thành phẩm theo dạng tròn dài, viên vuông hay viên dẹp chocolate.

Tuy công nghệ đơn giản vậy, nhưng các hãng cơ khí Việt Nam vẫn chưa chiếm lĩnh được thị trường máy móc và thiết bị mới này.

Giá máy ép viên trên thị trường khá đa dạng và phần lớn là máy từ Trung Quốc, bán cả trên Alibaba. Một máy của hãng Richi của Trung Quốc, chẳng hạn, có giá bán từ 7.000-11.000 đô la.

Các hãng cơ khí hay công ty thương mại Việt Nam nói máy có công suất 1-1,2 tấn mỗi giờ giá có thể lên đến 500 triệu đồng. Máy của Đan Mạch công suất đến 3 tấn/giờ có giá cao vút, đến 8 tỉ đồng.

Các hãng cơ khí Việt Nam nói trong nước có thể sản xuất được nhưng giá mắc hơn. Trên trang web của Hãng cơ khí Mimosa Vietnam, có trụ sở tại huyện Hóc Môn, TPHCM nói có thể tự sản xuất và lắp ráp máy công suất 1-8 tấn/giờ với công nghệ và máy móc từ các hãng châu Âu như Kahl, Samatec, CPM và Andritz.

Bài toán tăng nhiệt lượng

Viên nén gỗ khi xuất đi phải đáp ứng các tiêu chuẩn của nước nhập khẩu, mà trước nay Hàn Quốc và Nhật Bản là hai thị trường chính của viên nén Việt Nam. Tương tự, viên trấu nén cũng phải đáp ứng các tiêu chuẩn về kích cỡ, giá trị nhiệt lượng, độ ẩm, độ tro, nồng độ lưu huỳnh, khí thải… Phạm Minh Thiện của Cỏ May Group nói rằng “đang tìm hiểu các tiêu chuẩn của EU và các nước”.

Nhiệt lượng vẫn là thách thức lớn nhất của ngành chế tạo viên trấu nén của Việt Nam và các nước châu Á đang muốn tận dụng nguồn trấu. Bởi hầu hết các nhà sản xuất chỉ có thể cung ứng các viên trấu có nhiệt lượng 3.500-4.000 kcal/ký.

Một số nhà cung ứng như Việt Phú Hưng, Việt Hưng từ Tiền Giang công bố trên trang mạng các thông số nhiệt lượng cao hơn chút, nhưng chỉ xoay quanh 3.800-4.200 kcal/ký.

Nhà mua hàng châu Âu đang mong muốn nhiệt lượng viên trấu tương đương viên nén gỗ khoảng 4.700 kcal/ký. Một số nhà buôn đã đưa mức nhiệt lượng 7.500 kcal/ký của than đá ra để ép giá.

Nông dân Thái Lan đang thu hoạch lúa. Các phụ phẩm như rơm rạ và trấu đang được sử dụng nhiều hơn ở các nhà máy điện sinh khối khi Thái Lan chuyển dần sang năng lượng sạch. Ảnh: Reuters

Nhưng mục tiêu đưa viên trấu lên ngang hàng viên nén gỗ về nhiệt lượng là điều thế giới đang nỗ lực nghiên cứu. Thêm chất phụ gia để tăng độ cháy và nhiệt lượng là một trong những quan tâm hàng đầu. Các nhà khoa học Canada đang nghiên cứu thêm arabic gum – một loại nhựa tự nhiên từ hai loài thực vật – vào trấu xay để tăng nhiệt lượng.

Hàn Quốc – một trong hai thị trường lớn của viên nén Việt Nam – có hướng đi khá thú vị. Nhóm các nhà nghiên cứu do Kim Wanbae thuộc Đại học Khoa học kỹ thuật quốc gia Seoul dẫn đầu đã giảm lượng lượng chlorine trong vỏ trấu từ 0,09% để đạt tiêu chuẩn 0,02% – tương đương tiêu chuẩn viên nén gỗ của Hàn Quốc.

Tuy vậy, nhiệt lượng chỉ tăng từ 3.780 kcal/ký lên 4.280 kcal/ký, tức tăng hơn 13%. Để tăng nhiệt lượng lên mức 5.000 kcal/ký, nhóm nghiên cứu để thêm hàn the, hydrogen peroxide và sodium hydroxide làm chất đốt cháy, nhưng cải thiện về nhiệt không đáng kể.

Sau khi thêm bã cà phê đến tỷ trọng 15wt% khối lượng viên trấu, các nhà khoa học đạt được nhiệt lượng 4.949 kcal/ký bởi dầu cà phê làm viên trấu cháy tốt hơn – theo tạp chí khoa học Journal of Korean Applied Science and Technology.

Những công trình như thế này là ngoài tầm với của các nhà máy xay xát gạo lớn nhỏ tại Việt Nam hiện tiện tay làm củi trấu, viên trấu để tận dụng phụ phẩm từ quá trình xay xát gạo.

Cho đến giờ thị trường viên trấu vẫn ở giai đoạn sơ khai, chưa có doanh nghiệp lớn đầu tư hoặc các viện nghiên cứu quan tâm đến chất đốt từ trấu. Bởi có lẽ, nhiều năm trước, nhiên liệu và chất đốt không quá căng thẳng như trong năm nay.

Những hướng rẽ công nghệ tại Việt Nam

Trấu viên chắc chắn sẽ không là sản phẩm cuối cùng trong việc đầu tư công nghệ để gia tăng chuỗi giá trị của lúa gạo, nông sản tại Việt Nam. Hầu hết các công trình nghiên cứu tại Việt Nam đều tập trung vào công nghệ vật liệu mới.

Năm 2010, Viện Vật lý Việt Nam thành công chế tạo gỗ tổng hợp từ vỏ trấu. Sau khi loại bỏ mày cám, trấu được nghiền thành hạt nhỏ bằng phương pháp phân rã ở nhiệt độ hơn 200oC ở áp suất cao.

Tiến sĩ Nguyễn Hữu Hùng nói những hạt cellulose này còn nhỏ và mịn hơn hạt xi măng, được trộn với keo và chất phụ gia, ép hai lần để loại bỏ hơi nước và đưa vào máy ép định hình.

Khả năng chịu nhiệt của loại gỗ này đạt 200oC trong khi gỗ thông thường khả năng chịu nhiệt chỉ là 175oC. Loại gỗ này có khả năng chịu nước cao do đó ngoài làm đồ nội thất hoặc có thể làm các kết cấu ngoài trời như mái nhà hay vách ngăn…

Trong khi đó, Viện Nghiên cứu công nghiệp rừng đang nghiên cứu sử dụng nấm mục để sản xuất vật liệu composite sinh học từ dăm gỗ, rơm rạ hay công nghệ sản xuất composite trên nền nhựa ABS với cốt chính là rơm rạ và trấu.

Các loại composite này được dùng để sản xuất bàn ghế, sàn gỗ, vật liệu xây dựng công trình ngoài trời có độ bền cao hơn. Các loại đồ dùng từ loại composite mới này không có chứa hóa chất độc hại, đáp ứng xu hướng xanh hóa hiện nay.

Khi đề cập đến tính thực tế và thương mại hóa, có lẽ phải nhắc đến các công trình vật liệu công nghệ cao của Phó giáo sư Nguyễn Thị Hòe – người được trao giải thưởng Kovalevskaya danh giá dành cho các nhà khoa học nữ vào năm 2013.

Từ vỏ trấu, bà đã chiết xuất thành công nano silica (SiO2) để chế tạo loại sơn Kova chống mốc, chống nhiệt và bền bỉ với thời tiết. Bà cũng sử dụng nano silica để làm chất phủ trên áo giáp chống đạn và bán công nghệ này cho cơ quan không gian NASA của Mỹ.

Trên thị trường thế giới, nano silica hay silica vô định hình có giá từ 500-15.000 đô la/tấn tùy theo chất lượng và độ tinh khiết. Chẳng hạn, silica dùng trong luyện kim có giá 500 đô la/tấn, silica dùng làm vỏ xe khoảng 2.000 đô la/tấn, hoặc silica dùng sản xuất pin mặt trời có giá 15.000 đô la/tấn.

Hơn mười triệu tấn trấu của Việt Nam, về lý thuyết, có thể sản xuất được khoảng hai triệu tấn silica. “Nếu chỉ đốt trấu thôi, Việt Nam đã bỏ qua mỏ vàng này. Vì thế, cần sớm hình thành thị trường silica tại Việt Nam”, chuyên gia môi trường Nguyễn Đăng Anh Thi nói tại một hội nghị về năng lượng sạch.

Nhưng để có các sản phẩm mới như vật liệu composite từ rơm rạ hay có được thành công như sơn Kova không phải là chặng đường đuổi theo từng đồng tiền dễ kiếm – easy money! Bởi lúc nào đó thị trường cũng bão hòa hoặc thay đổi.

Ricky Hồ