Ban đầu trấu được loại bỏ mày cám, sau đó “ nghiền ” ra thành hạt nhỏ bằng phương pháp phân rã bằng nhiệt độ lớn hơn 200 o C cùng áp suất. Những hạt này thậm chí còn nhỏ, mịn hơn hạt xi măng - TS Nguyễn Hữu Hùng - Viện Vật lý cho biết về công nghệ biến phế phẩm nông nghiệp là vỏ trấu thành loại...
Ban đầu trấu được loại bỏ mày cám, sau đó “nghiền” ra thành hạt nhỏ bằng phương pháp phân rã bằng nhiệt độ lớn hơn 200o C cùng áp suất.
Những hạt này thậm chí còn nhỏ, mịn hơn hạt xi măng - TS Nguyễn Hữu Hùng - Viện Vật lý cho biết về công nghệ biến phế phẩm nông nghiệp là vỏ trấu thành loại gỗ công nghiệp có thể làm đồ nội và ngoại thất.
Nguồn nguyên liệu 8 triệu tấn
Công trình nghiên cứu của TS Nguyễn Hữu Hùng bắt đầu từ năm 2006, khi đó ông nhận thấy tại các vùng nông thông đặc biệt là vùng Đồng bằng sông Cửu Long sau mỗi vụ thu hoạch thì rơm dạ và vỏ trấu bà con nông dân lại đốt và xả ra kênh rạch rất nguy hại, ảnh hưởng đến môi trường.
Ước tính một năm cả nước thải ra khoảng 8 triệu tấn trấu, theo TS Hùng. Đồng bằng sông Cửu Long là vựa lúa của quốc gia do đó lượng trấu thải ra ở vùng này cũng rất lớn mà chưa có biện pháp xử lý.
Do vậy, ý tưởng biến vỏ trấu thành gỗ chính phẩm được ông cùng các nhà khoa học thuộc ATPco bắt tay vào nghiên cứu. Nếu thành công sản phẩm này sẽ đem lại giá trị rất lớn trong khi nguồn nguyên liệu đầu vào lại sẵn có.
Đến năm 2008, đề tài nghiên cứu làm gỗ từ Xenlulo compound thành công và đến 6.2010 thì sản phẩm đầu tiên đã ra đời. Tổng chi phí cho công trình này khoảng 4 tỷ đồng. Hiện nay đã có một dây truyền đi vào hoạt động với công suất 200m/ngày.
Dây truyền được vận hành với khả năng tự động cao. Khâu tiền chế thu mua nguyên liệu và đóng gói nguyên liệu tạo ra khối lượng việc làm lớn. Hiện đã có đơn đặt hàng của một công ty 6000m. Trong khi máy đã qua giai đoạn thử nghiệm do đó để đáp ứng cầu thị trường chỉ là vấn đề thời gian và giá cả cho phù hợp. Giá thành của loại gỗ này tương đương các loại gỗ công nghiệp khác hiện nay và rẻ hơn gỗ tự nhiên, theo TS Hùng.
Bí kíp công nghệ
Vỏ trấu có đặc điểm 20% là silic do đó gỗ này có độ cứng rất cao. So với mùn cưa thì loại hạt này không đồng đều và hay để lại các hốc trong kết cấu và ứng suất nội bên trong làm cho độ bền kém đi.
Trong quá trình nghiên cứu các nhà khoa học ra phương pháp nghiền vỏ trấu bằng cách dùng xút trong môi trường không có oxy để phân rã trấu thành các kết cấu xenlulo. Các hạt xenlulo được trộn keo và phụ gia để đưa vào ép 2 lần, loại bỏ hơi nước và đưa vào máy đùn để cho ra đời các loại gỗ định hình theo ý muốn.
Gỗ làm từ trấu có độ bền cơ lý tương đương gỗ tự nhiên cụ thể khả năng chịu uốn, nén, tỷ trọng cao hơn gỗ tự nhiên, không ngấm nước do đã loại bỏ được kết cấu lỗ bên trong cùng với loại keo kết dính đặc biệt. Hệ keo cũng chính là bí kíp cốt nhất trong công nghệ biến trấu thành gỗ. Đặc biệt loại keo này không dùng formandehit do đó không làm ảnh hưởng tới môi trường.
Khẳ năng chịu nhiệt của loại gỗ này đạt 200o C trong khi gỗ thông thường khả năng chịu nhiệt chỉ là 175o C, theo TS Hùng. 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… Do đó, chúng có thể làm nhà nổi cho vùng Đồng bằng sông Cửu Long.
Trong khi đó, xử lý 1 triệu tấn trấu tương đương với trồng mới 1 triệu ha rừng.
TS Hùng cho biết, hiện nay các phụ phẩm nông nghiệp hầu hết mới khai thác được phần ruột ví dụ là gạo, phần vỏ và rơm bị bỏ đi trong khi đó các phụ phẩm này phân hủy nhanh và gây ô nhiễm môi trường. Các phụ phẩm như vỏ điều, cafe, cói… cũng có thể xử lý bằng công nghệ này.
Sau mỗi mùa gặt, hàng triệu tấn vỏ trấu thường bị đốt bỏ hoặc xả xuống kênh rạch, tạo thêm khói bụi, chất thải và áp lực cho môi trường nông thôn. Từ thực tế đó, TS Nguyễn Hữu Hùng thuộc Viện Vật lý cùng các nhà khoa học của ATPco đã theo đuổi ý tưởng biến phế phẩm nông nghiệp thành vật liệu có giá trị. Sản phẩm được tạo ra không chỉ tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào, mà còn hướng tới thay thế một phần gỗ công nghiệp và gỗ tự nhiên trong đời sống.
Theo TS Hùng, mỗi năm Việt Nam thải ra khoảng 8 triệu tấn trấu, trong đó Đồng bằng sông Cửu Long đóng góp lượng rất lớn vì đây là vựa lúa quan trọng của cả nước. Trước khi công nghệ này được nghiên cứu, phần trấu sau xay xát thường chưa có phương án xử lý hiệu quả, còn rơm rạ cũng dễ bị đốt hoặc bỏ lại ngoài đồng. Năm 2006, nhận thấy nguồn phế phẩm khổng lồ đang gây lãng phí và ô nhiễm, ông bắt đầu cùng cộng sự nghiên cứu hướng sản xuất gỗ từ trấu.
Đến năm 2008, đề tài làm gỗ từ Xenlulo compound đạt kết quả, mở đường cho sản phẩm đầu tiên xuất hiện vào tháng 6 năm 2010 sau nhiều giai đoạn thử nghiệm. Tổng chi phí dành cho công trình nghiên cứu và phát triển công nghệ này vào khoảng 4 tỷ đồng, con số cho thấy quy trình đòi hỏi đầu tư đáng kể. Hiện một dây chuyền đã đi vào hoạt động, đạt công suất khoảng 200m mỗi ngày và được vận hành với mức độ tự động hóa cao.
Công nghệ bắt đầu bằng việc loại bỏ mày cám khỏi vỏ trấu, sau đó phân rã nguyên liệu ở nhiệt độ lớn hơn 200 độ C kết hợp áp suất để tạo thành những hạt rất nhỏ. Kích thước các hạt này thậm chí mịn hơn hạt xi măng, giúp vật liệu sau đó liên kết chặt hơn thay vì hình thành nhiều khoảng rỗng như một số loại mùn cưa. Các nhà khoa học còn sử dụng xút trong môi trường không có oxy, qua đó phân tách trấu thành những cấu trúc xenlulo phù hợp cho các công đoạn tiếp theo.
Những hạt xenlulo sau xử lý được trộn với keo và phụ gia, rồi đưa qua quá trình ép hai lần nhằm loại bỏ hơi nước trước khi chuyển sang máy đùn. Máy đùn tạo ra các dạng gỗ định hình theo yêu cầu, phục vụ nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau trong xây dựng, nội thất. Điểm then chốt nằm ở hệ keo kết dính đặc biệt, không sử dụng formaldehyde nên sản phẩm được giới thiệu là không gây ảnh hưởng tương tự các loại keo chứa chất này đối với môi trường.
Vỏ trấu chứa khoảng 20% silic, thành phần góp phần làm vật liệu mới có độ cứng cao và tạo khác biệt so với sản phẩm làm từ mùn cưa thông thường. Theo thông tin từ TS Hùng, gỗ trấu có độ bền cơ lý tương đương gỗ tự nhiên, trong khi khả năng chịu uốn, chịu nén và tỷ trọng có thể cao hơn. Kết cấu lỗ bên trong được loại bỏ cùng chất kết dính phù hợp giúp vật liệu không ngấm nước, đồng thời đạt khả năng chịu nhiệt khoảng 200 độ C, cao hơn mức 175 độ C của gỗ thông thường.
Nhờ chịu nước tốt, loại gỗ này có thể dùng làm đồ nội thất, kết cấu ngoài trời, mái nhà hoặc vách ngăn thay vì chỉ giới hạn trong những không gian khô ráo. TS Hùng cũng cho rằng vật liệu có thể mở ra hướng làm nhà nổi, một ứng dụng đáng chú ý đối với khu vực Đồng bằng sông Cửu Long thường chịu tác động của nước. Giá thành được nhận định tương đương các loại gỗ công nghiệp hiện nay và thấp hơn gỗ tự nhiên, dù khả năng cung ứng còn phụ thuộc thời gian, sản lượng cùng mức giá phù hợp.
Dây chuyền hiện có đã vượt qua giai đoạn thử nghiệm, trong khi một công ty từng đặt hàng 6.000m sản phẩm, cho thấy thị trường bước đầu đã xuất hiện nhu cầu thực tế. Các khâu thu mua, sơ chế và đóng gói nguyên liệu cũng tạo thêm nhiều việc làm cho khu vực nông thôn, nơi trấu được phát sinh tập trung sau mùa vụ. Nếu xử lý 1 triệu tấn trấu tương đương trồng mới 1 triệu ha rừng, công nghệ này có thể đồng thời giảm chất thải, tăng giá trị nông nghiệp và mở rộng nguồn vật liệu cho sản xuất.
TS Hùng nhận xét phụ phẩm nông nghiệp hiện chủ yếu mới được khai thác phần có giá trị trực tiếp, chẳng hạn hạt gạo, còn vỏ trấu và rơm rạ thường bị xem như phần bỏ đi. Công nghệ biến trấu thành gỗ cho thấy những vật liệu phân hủy nhanh, dễ gây ô nhiễm vẫn có thể trở thành sản phẩm hữu ích nếu được xử lý đúng cách. Ngoài trấu, hướng nghiên cứu này còn có khả năng áp dụng với vỏ điều, vỏ cà phê, cói và nhiều loại phụ phẩm khác, theo thông tin được công bố.
