Giấy từ vỏ sò

Nhóm nghiên cứu thành công việc sản xuất giấy từ vỏ sò.

Hạn chế khai thác gỗ làm giấy

Giấy từ vỏ sò là sản phẩm của nhóm sinh viên Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh gồm Trần Nguyễn Hạnh Duyên, Phạm Thị Trang, Đoàn Lê Thúy Hiền, Nguyễn Lê Thanh Hào, Trần Nhật Mai, Nguyễn Hoàn Triệu Vy.

Trần Nguyễn Hạnh Duyên, trưởng nhóm chia sẻ, từ nhiều thế kỷ nay, giấy được làm từ cellulose với nguyên liệu chính là bột gỗ, bã mía. Tính trung bình, nguyên liệu đầu vào để sản xuất 1 tấn giấy tương đương lượng dăm gỗ trắng khai thác từ 18 cây xanh trưởng thành có đường kính thân từ 15 - 20 cm (phổ biến là tràm, tràm bông vàng, bạch đàn, bạch dương…). Phần cành, nhánh nhỏ, lá, và vỏ cây chiếm khoảng 40% khối lượng cây gỗ không được sử dụng.

Bên cạnh đó, quy trình làm bột giấy đòi hỏi sử dụng một lượng rất lớn hóa chất để xử lý nguyên liệu lignocellulose này thành bột có hàm lượng xơ sợi giàu cellulose. Nhà máy giấy gây ô nhiễm môi trường nặng nề do các hóa chất độc hại.

Tại Việt Nam, giấy bao bì hiện là sản phẩm giấy chính chiếm gần 80% tổng tiêu thụ toàn ngành. Tuy nhiên, trong năm 2019, Việt Nam vẫn phải nhập khẩu khoảng 1,225 triệu tấn, vì sản xuất trong nước chỉ đáp ứng khoảng 5%.

Đây là hạn chế nhưng đồng thời cũng mở ra cơ hội để các doanh nghiệp giấy có tiềm lực đầu tư công nghệ, tạo ra sản phẩm chất lượng bắt kịp nhu cầu trong và ngoài nước.

Năm 2020 theo VPPA, trong 5 - 10 năm tới, nhu cầu tiêu dùng giấy bao bì dự báo tăng trưởng 14 - 18%/năm. Do đó, kế hoạch mở rộng sản xuất của các nhà máy giấy bao bì là hướng đi khả quan.

Tuy nhiên, phân khúc giấy bao bì cao cấp (tráng phủ) là “khoảng trống” mà ngành giấy cần lấp đầy, thay vì chỉ tập trung vào sản xuất các loại giấy bao bì thông thường.

Từ thực tế này, nhóm nghĩ đến một phương pháp làm giấy khác. Làm thế nào để vẫn tạo ra giấy mà không hoặc hạn chế tối đa hóa chất sử dụng với thành phần nguyên liệu tái tạo thay thế cellulose.

Nhóm tìm hiểu thì được biết, tại Nhật Bản, đã có công ty sản xuất giấy từ bột đá vôi. Giấy nguồn gốc bột calcium carbonate hữu cơ với nền kết dính nhựa sinh học trong dự án này tạm gọi tên là “giấy đá vôi sinh học”.

Giấy đá vôi sinh học không sử dụng hoặc giảm thiểu hóa chất nên quá trình sản xuất sẽ không có chất thải độc hại, thân thiện môi trường. Góp phần bền vững chuỗi giá trị nuôi trồng nông nghiệp.

Giấy đẹp, đảm bảo chất lượng nhưng có giá thành cao (khoảng 550.000 đồng/cuốn sổ ghi chú). Họ sử dụng sản phẩm làm từ bột đá vôi thiên nhiên và chất kết dính là HDPE. Một giải pháp khác được nhóm tính đến là tạo ra giấy từ bã mía. Nhưng nhược điểm của bã mía là cần có quy trình tẩy trắng.

Nhóm quyết định đi theo hướng thân thiện môi trường, không dùng hóa chất. Nguyên liệu lựa chọn là vỏ sò, vỏ hàu… thải bỏ trong rất nhiều các quán nhậu hải sản. Sản phẩm giấy bao gồm hai thành phần chính là bột canxi cacbonnat từ vỏ sò, vỏ hàu, kết dính thành các tấm giấy mỏng trên nền nhựa sinh học PVA.

Những nguyên liệu này đều thân thiện với môi trường, là phế phụ phẩm nông nghiệp hoặc dễ sản xuất với số lượng lớn, dễ dàng phân hủy sinh học, có thể dùng bón đất, hoặc chuyển hóa sau sử dụng thành các hợp chất hữu ích như ethanol, axit hữu cơ để từ đó tiếp tục chuỗi giá trị sản phẩm.

Đăng ký bằng sáng chế

Trưởng nhóm Hạnh Duyên chia sẻ, sản phẩm của dự án không chỉ là mẫu giấy đá vôi sinh học có ngoại hình và chất lượng chấp nhận được cho in ấn, ghi chép, mà còn là một phát minh mà nhóm nghiên cứu nộp bằng sáng chế. Dự kiến giá thành sản phẩm là 30.000 đồng/ 1 sổ ghi chú.

Hiện, nguồn nguyên liệu vỏ sò rất dồi dào. Các cơ sở kinh doanh hải sản thải ra rất lớn lượng vỏ sò mỗi ngày. Một số cơ sở chuyên kinh doanh nghiền vỏ sò thành bộ để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau như làm phân bón, thức ăn cho vật nuôi cần bổ sung khoáng chất, canxi… Khi sản xuất giấy ở quy mô lớn hơn, có thể liên kết để thu mua nguyên liệu với giá thành rẻ.

TS Nguyễn Đình Quân, giảng viên Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh đánh giá cao ý tưởng của nhóm. Giấy bột đá là một ngành công nghiệp mới của người Nhật. Đó là những tờ giấy được cán ép từ bột đá vôi và nhựa HDPE (high density polyethylene). Tuy nhiên, việc sử dụng nhựa HDPE là sự đánh đổi với ô nhiễm vi nhựa khi thải ra môi trường.

Kế thừa và tìm cách cải tiến công nghệ này, nhóm sinh viên đã thay bột đá vôi bằng rác thải hữu cơ là bột nghiền từ vỏ sò, vỏ hàu, vỏ cứng của thủy hải sản, đồng thời thay HDPE bằng các polymer có tính phân hủy sinh học như tinh bột, polylactic acid, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol… “Đây là một ý tưởng rất thông minh, thể hiện sự đầu tư suy nghĩ sáng tạo của nhóm”, TS Quân nói.

Hiện nay, các mẫu giấy của nhóm vẫn còn thô sơ. Tuy nhiên, nghiên cứu này rất có triển vọng. Nhóm đang tiếp tục hoàn thiện công thức, đăng ký bằng sáng chế. Nhóm hy vọng sớm có doanh nghiệp hỗ trợ để thương mại hóa sản phẩm, đem lại một giải pháp hữu ích bảo vệ môi trường.

Hiện trên thị trường đã có một số công nghệ tận dụng bột vỏ sò. Chất điều chế từ vỏ sò có thể làm sạch và khử trùng 99,9% vi khuẩn như Escherichia coli, khuẩn tụ cầu Aureus, Trichophyton, Legionella pneumophilia, vi khuẩn nấm ở bàn chân. Việc sử dụng vỏ sò có hiệu quả trong việc duy trì độ tươi của các loại rau đặc biệt hơn là làm sạch và khử trùng. Về các loại rau ăn lá, tỉ lệ sản phẩm có thể ăn được cao gần gấp đôi so với việc rửa bằng nước.

Mai Nhật