Nhà khoa học 65 tuổi cùng đồng nghiệp phát triển thiết bị chưng cất tinh dầu bằng công nghệ áp lực phá vỡ tế bào, giảm lượng nước tiêu hao trong quá trình sản xuất xuống hơn 80%.
Công trình thâm canh trồng sả trên vùng đất chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu để thu tinh dầu phục vụ tiêu dùng, xuất khẩu và sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh của tiến sĩ Lê Văn Tri (65 tuổi, Hà Nội) cùng đồng nghiệp, vừa giành giải nhất Giải thưởng sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam 2016 (Vifotec).
Theo Ban tổ chức, đây là lần đầu tiên Việt Nam có công trình nghiên cứu toàn diện về máy móc thiết bị, quy trình công nghệ, ứng dụng sản xuất để tạo ra mô hình khép kín liên quan đến cây sả.
Tiến sĩ Lê Văn Tri chia sẻ, trong quá trình đi thực tế, chứng kiến người dân chỉ sử dụng phần củ của cây sả chanh cho chế biến thực phẩm, còn lá thì vứt đi hoặc để khô rồi đốt, ông đã nghĩ: "Sao họ lại lãng phí thế, liệu có cách nào tận dụng lá của cây sả như làm phân bón hữu cơ hay không".
Tiến sĩ Lê Văn Tri (ngoài cùng bên phải) nhận giải nhất Vifote ngày 16/5.
Cuối năm 2012, tiến sĩ Tri cùng đồng nghiệp bắt đầu thực hiện ý tưởng trên. Mày mò tìm hiểu không kể ngày đêm, ông phát hiện trong lá sả chứa hàm lượng tinh dầu dù không lớn nhưng rất có ích. "Phải chăng do lượng dầu ít quá mà người ta không thấy hiệu quả nên mới bỏ đi", dù nghĩ như vậy nhưng ông vẫn tìm cách thu được lượng tinh dầu đó.
Việt Nam và thế giới lúc này chỉ có công nghệ thu cất tinh dầu bằng phương pháp cuốn hơi nước, tức là cho lá vào nồi, đun lên, nước bay hơi thì tinh dầu sẽ bay theo, sau đó làm lạnh để đưa tinh dầu và nước vào bình, tinh dầu nổi lên trên sẽ được chiết tách ra.
Tuy nhiên, nhược điểm của cách làm này là thời gian chưng cất quá lâu, khoảng 6-12 tiếng, lương tinh dầu không tập trung, tốn nhiều nguyên vật liệu, nhiên liệu, quy mô chưng cất nhỏ lẻ.
Khắc phục hạn chế trên, tiến sĩ Tri đã sử dụng công nghệ áp lực phá vỡ tế bào để chưng cất tinh dầu. Sau khi nghiên cứu xong thiết bị, ông đến phòng thí nghiệm lắp hai nồi khử trùng lại với nhau, trong đó một nồi tạo áp lực, nồi con lại chưng cất bình thường. Dùng áp lực bên này để đẩy sang chưng cất, rồi khóa van lại. Cuối cùng, áp lực đã phá vỡ các tế bào, tức là túi tinh dầu trong lá.
"Hệ thống công nghệ trên giúp giảm lượng nước tiêu hao trong quá trình sản xuất xuống hơn 80%, thời gian chưng cất còn 2h mỗi mẻ, đồng thời giảm chi phí lao động, thiết bị có thể tự động hóa hoàn toàn", ông Tri nói.
Nhóm khoa học và cụm thiết bị chưng cất tinh dầu sả.
Nhờ thành công bước đầu này, ông cùng đồng nghiệp tiếp tục thiết kế thiết bị chưng cất quy mô công nghiệp, với 50-100 tấn lá xả chanh một ngày.
Trong quá trình nghiên cứu, nhóm của ông chỉ ra rằng, cây sả không chỉ thích ứng nơi hạn hán vùng đồi núi miền Bắc, mà còn chịu được trong điều kiện ngập mặn ở Tiền Giang hoặc Vĩnh Long, cho năng suất cao và mùi hương tinh dầu khá đặc biệt. Điều này rất hữu ích với nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp ở Việt Nam.
Bên cạnh sả chanh, tiến sĩ Tri nhận thấy ở Việt Nam và thế giới còn loại sả java chuyên lấy lá, thích hợp trồng vùng đồi hạn hán. Bài toán đặt ra lúc này là việc ứng dụng công nghệ trên với loại sả này liệu có phù hợp. Nhóm khoa học tiếp tục thử nghiệm và may mắn là phương pháp này hoàn toàn phù hợp để chưng cất sả java.
Để giúp đời sống bà con vùng cao cải thiện, nhóm nghiên cứu đề xuất trồng xen canh sả java với cây cao su và một số cây ăn quả. "Cây cao su thường trồng cách nhau 15 mét, chỗ đất trống nếu xen canh đậu tương hay ngô thì phải thu hoạch hằng năm, chăm sóc phức tạp, trong khi sả chịu hạn tốt, không cần chăm sóc nhiều, nó còn đuổi ruồi muỗi, rắn rết", ông Tri cho hay.
Trước thực trạng lượng lớn nguồn bã thải sau chưng cất tinh dầu tại các cơ sở hiện nay chưa được sử dụng hiệu quả, chủ yếu là đốt, rải trên mặt ruộng gây ô nhiễm môi trường, ông Tri và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng nó làm nguyên liệu hữu cơ để sản xuất phân bón vi sinh, hạn chế sử dụng phân bón hóa học.
Phân hữu cơ vi sinh này sau đó lại sử dụng cho cây sả và các cây trồng khác, trả lại lượng dinh dưỡng lấy đi từ đất. Ngoài ra trong bã thải sau chưng cất còn tồn tại một lượng nhỏ tinh dầu, mùi thơm này có khả năng xua đuổi côn trùng hiệu quả.
Xử lý bã sả sau chưng cất làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ vi sinh.
Theo nhóm nghiên cứu, ngoài mục đích trồng sả lấy củ để tiêu thụ thị trường trong nước, tinh dầu từ lá sả phục vụ cho các ngành y học; thuốc bảo vệ thực vật; các ngành công nghiệp chế biến như sản xuất mỹ phẩm, xà phòng...
Về lợi ích kinh tế, do đầu tư cho trồng sả thấp, thời gian thu hoạch nhanh và kéo dài, khả năng chống chịu tốt nên hiệu quả từ trồng sả cao, gấp 7-8 lần so với trồng lúa. Theo tính toán của ông Tri, lợi nhuận thu được từ lá và củ trên một ha sả chanh dao động từ 90-110 triệu đồng. Trên diện tích thâm canh 20 ha trồng sả, một nhà máy sản xuất tinh dầu sẽ thu về lợi nhuận từ 1,5 - 1,6 tỷ đồng mỗi năm.
Tổng hợp quy trình khép kín "trồng sả - thu tinh dầu - sản xuất phân bón" có thể mang lại hiệu quả kinh tế khoảng 143,6 triệu đồng/năm/ ha.
Sau cây xả, ông Tri dự định sẽ tiếp dụng thử nghiệm ứng dụng công nghệ vào sản xuất các loại tinh dầu từ cây trồng khác như hồi, quế, tràm.