Sáng chế ấn tượng, mang lại hiệu quả kinh tế

Công nghệ trồng và tạo ra các sản phẩm giá trị từ cây sả chanh phục vụ đời sống và phát triển kinh tế xã hội của TS Lê Văn Tri và các cộng sự đã giành giải Nhất Cuộc thi Sáng tạo Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VIFOTEC), Giải thưởng WIPO năm 2019.

Năm 2017, dự án này đầu tiên được triển khai ở huyện Lệ Thủy (Quảng Bình). Dự án đã góp phần cải thiện thu nhập cho người dân tại Lệ Thủy. Ông Tri và cộng sự tham gia với tư cách nhà tư vấn KH&CN.

{keywords}
Tiến sĩ Lê Văn Tri. 

Trưởng nhóm Lê Văn Tri thông tin, theo tính toán, doanh thu được từ lá và củ trên một hecta sả dao động từ 90-110 triệu đồng, cao gấp 7-8 lần so với trồng lúa.

Với diện tích thâm canh 20 ha trồng sả, một nhà máy sản xuất tinh dầu sẽ có doanh thu từ 1,5 - 1,6 tỉ đồng/năm.

Điểm nổi bật của công trình là đã tạo ra được 7 sáng chế và giải pháp hữu ích với mô hình sản xuất khép kín “thâm canh trồng sả - xuất khẩu củ sả tươi, sản xuất siro sả chanh, chưng cất tinh dầu - sản xuất đệm lót sinh học hoặc chất độn từ bã sau chưng cất - xử lý phân thải chăn nuôi - sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh phục vụ trồng trọt”.

Đây cũng là lần đầu tiên có một công trình kết hợp đồng thời các công nghệ (2 sáng chế và 5 giải pháp hữu ích) để tạo thành mô hình sản xuất khép kín như trên. 

Trong đó, ông Tri đã sáng tạo ra phương pháp chưng cất tinh dầu sả bằng áp lực túi khí được các nhà khoa học trong và ngoài nước đánh giá cao, đặc biệt trong bối cảnh nhiều địa phương đang thoát nghèo nhờ cây sả chanh.

Theo Tiến sĩ Lê Văn Tri, hệ thống chưng cất này hoạt động theo nguyên lý nồi áp suất và nồi chưng cất được lắp lại với nhau, 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 đã giảm lượng nước tiêu hao trong quá trình sản xuất xuống hơn 80%, thời gian chưng cất còn 2h mỗi mẻ và giảm chi phí lao động….

{keywords}
Hệ thống chưng cất tinh dầu sả bằng áp lực túi khí.

Với tính ưu việt và tính sáng tạo, hệ thống trên đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền sáng chế năm 2019.

Ông Tri cho biết, nhiều công ty sản xuất tinh dầu khi biết đến phương pháp này đã liên hệ, tìm hiểu và nhờ phía ông tư vấn lắp đặt. Một số đơn vị còn liên kết, đưa thiết bị sang Lào và Campuchia – 2 quốc gia trồng dược liệu và đang phát triển mảng sản xuất tinh dầu.

Bên cạnh đó, cụm sáng chế, giải pháp hữu ích về sản xuất tinh dầu sả của ông Tri được triển khai rộng rãi ở một vài địa phương thông qua các dự án thuộc "Chương trình hỗ trợ ứng dụng, chuyển giao tiến bộ khoa học và công nghệ thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội nông thôn, miền núi, vùng dân tộc thiểu số giai đoạn 2016 – 2025" (Chương trình Nông thôn miền núi) do Bộ KH&CN quản lý. 

Ngoài nghiên cứu hệ thống ép tinh dầu, nhóm của Tiến sĩ Lê Văn Tri còn nghiên cứu nguồn bã thải từ sả, sản xuất phân bón hữu cơ, hạn chế phân bón hóa học.

Phân hữu cơ này lại được sử dụng cho các vựa trồng cây sả và các cây trồng khác, trả lại lượng dinh dưỡng lấy đi từ đất. Bã thải sau chưng cất còn tồn tại một lượng nhỏ tinh dầu, có khả năng xua đuổi côn trùng hiệu quả.

“Việc tái chế nguồn bã thải từ sản xuất tinh dầu sẽ giảm thiểu thải rác ra môi trường, gây ô nhiễm nước và không khí quanh khu vực sản xuất. Đây là quy trình hoàn toàn khép kín, mang lại hiệu quả kinh tế cao”, ông Tri khẳng định.

Thành quả sau 2 năm nghiên cứu

Trước khi phương pháp chưng cất tinh dầu sả bằng áp lực nồi hơi thành công, ông Tri phải mất 2 năm nghiên cứu.

Ý tưởng này xuất phát từ lần ông đi khảo sát tại xã Ea Tir, huyện Ea H’leo (Đắk Lắk) năm 2014 – địa phương thực hiện mục tiêu thoát nghèo từ trồng và chiết xuất tinh dầu sả.

Tuy nhiên, ông nhận thấy phương pháp chưng cất tinh dầu thủ công của bà con có nhiều hạn chế, mất thời gian và hiệu quả kinh tế chưa cao.

{keywords}
Sả chanh được trồng tại Hòa Bình. 

Phương pháp chưng cất của bà con chủ yếu là cuốn hơi nước thực chất là cho lá vào nồi đun lên. Nước bay hơi và tinh dầu sẽ bay theo, sau đó hỗn hợp nước và tinh dầu được làm lạnh để đưa vào bình chứa. Tinh dầu nổi lên trên sẽ được chiết tách ra.

Sau khi thu hoạch sả, họ phải mang sả đến nơi khác thuê chưng cất tinh dầu. Nếu số lượng lớn đến vài chục tấn, người dân phải mất vài ngày ở lại chờ.

Ông nghĩ, nếu có thiết bị chưng cất lắp đặt tại chỗ, năng suất cao, sẽ giúp bà con đỡ vất vả hơn, đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế cho các khu vực trồng sả, lấy tinh dầu.

Trước đây, ông Tri từng có thời gian làm nghiên cứu vi sinh ở Viện Khoa học Việt Nam (nay là Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) từ những năm 1970.

Trong nghiên cứu vi sinh thường sử dụng nồi khử trùng để diệt khuẩn bằng áp lực. Từ đó ông nảy ra ý nghĩ, dùng thiết bị tương tự, thay nồi hơi bình thường bằng nồi hơi áp lực cao để phá vỡ túi tinh dầu từ thực vật.

Nguyên lý đơn giản nhưng khi bắt tay và sáng chế, ông Tri gặp khá nhiều khó khăn, phải tính toán công suất của nồi hơi là bao nhiêu, kích cỡ và cách bố trí các thiết bị như thế nào,...

Gần 2 năm miệt mài, ông đưa vào thử nghiệm hệ thống nồi hơi có năng suất sinh hơi 1 tấn/giờ, có thể tạo ra hơi nước có áp suất 2at, khoảng chứa hơi của nồi chưng cất có chiều cao khoảng 20cm.

Kết quả thử nghiệm 100 tấn lá sả cho kết quả khả quan, giảm thời gian chưng cất bằng 1/3 so với các thiết bị thông thường, lượng lá sả để chưng cất nhiều hơn 20%, lượng tinh dầu thu được triệt để do không bị sót lại trong nước chưng. Chất lượng tinh dầu đạt tiêu chuẩn thế giới.

“Hệ thống thể thay đổi kích cỡ phù hợp với nhiều quy mô sản xuất khác nhau, từ hộ gia đình cho tới sản xuất công nghiệp”, ông Tri nói.

Từ thành công bước đầu này, ông cùng đồng nghiệp đã thiết kế thiết bị chưng cất quy mô công nghiệp với 5-10 tấn lá sả/ngày.

Tiến sĩ Lê Văn Tri đang tiếp tục thử nghiệm ứng dụng công nghệ này vào sản xuất các loại tinh dầu từ cây trồng khác như hồi, quế, tràm.

Công trình cũng được ứng dụng trên thực tế thông qua việc triển khai các mô hình, mang lại hiệu quả kinh tế, giảm ô nhiễm môi trường tại Lạc Thủy (Hòa Bình), thâm canh cây sả chanh (20 ha), tăng năng suất củ 1,2 tấn/ha/năm và lá 20,5 tấn/ha/năm, hiệu quả kinh tế tăng thêm 7 triệu đồng/ha/năm so với không thâm canh.

Ứng dụng bã thải sau chưng cất tinh dầu làm đệm lót sinh học xử lý chuồng nuôi 5.000 con gà đẻ và 5.000 con gà thịt tại Quốc Oai, Hà Nội (tạo môi trường tối ưu cho vật nuôi và gia tăng lợi nhuận cho trang trại từ việc giảm chi phí đầu tư đệm lót, chế phẩm: 18,05-19,23 triệu đồng và tăng doanh thu từ việc bán phân thải: 20-21 triệu đồng/năm)...

Quang Sơn