Mô hình sản xuất tinh dầu sả từ những sáng chế

Cải tiến thiết bị chưng cất tinh dầu 

Làm thế nào để tìm ra phương pháp sản xuất tinh dầu hiệu quả hơn là câu hỏi luôn lẩn quất trong đầu TS. Lê Văn Tri, Tổng Giám đốc Biogroup, sau chuyến khảo sát ở xã Ea Tir, huyện Ea H’leo (Đắk Lắk) vào năm 2014. Mặc dù trồng sả lấy tinh dầu được coi là hướng “thoát nghèo” cho nhiều hộ gia đình ở Ea Tir song TS. Lê Văn Tri nhận thấy phương pháp sản xuất tinh dầu nơi đây vẫn còn hạn chế. “Sau khi thu hoạch sả, người dân sẽ mang đến nơi chưng cất tinh dầu thuê, nếu chưng cất vài chục tấn phải mang cơm đến ăn, ở lại đó mấy ngày mới xong. Mặc dù phương pháp này cho chất lượng tinh dầu tương đối tốt nhưng rất tốn thời gian, hiệu quả kinh tế chưa cao”, TS. Lê Văn Tri nhận xét.

Cũng như cách con người áp dụng từ 5000 năm trước, hiện nay chưng cất bằng hơi nước là phương pháp trích xuất tinh dầu phổ biến nhất và cũng đơn giản nhất. Về bản chất, phương pháp này sử dụng các thiết bị (nồi chưng cất) chứa hơi nước nóng để giải phóng tinh dầu trong các loại thực vật, hơi nước cuốn theo tinh dầu sẽ được làm lạnh, ngưng tụ thành hỗn hợp tinh dầu và nước, sau đó sẽ tách tinh dầu ra khỏi nước. “Những quốc gia có ngành tinh dầu, hương liệu phát triển trên thế giới như Ấn Độ, Pháp, Đức, Trung Quốc, Hà Lan,... cũng đều sử dụng phương pháp này nhưng điểm khác biệt của họ là ở phần thiết bị. Họ sản xuất trên quy mô công nghiệp nên thiết bị sẽ lớn hơn, không nhỏ lẻ thủ công như mình, đồng thời áp dụng công nghệ tự động hóa để có thể điều chỉnh nhiệt độ, thời gian,... cho phù hợp”, TS. Lê Văn Tri cho biết. Do đó, việc tìm ra được một thiết bị chưng cất tinh dầu hiệu quả hơn không chỉ có ý nghĩa với các hộ gia đình trồng sả ở Ea Tir mà còn có thể nhân rộng áp dụng trên diện rộng. Về lâu dài, việc sản xuất được nhiều tinh dầu sẽ giúp họ đóng góp một phần vào sản lượng xuất khẩu tinh dầu của Việt Nam trên thị trường thế giới – một thị trường rộng lớn ước tính trị giá 22 tỷ USD vào năm 2022 (theo công ty nghiên cứu thị trường Statista của Đức).

Ý tưởng về một thiết bị chưng cất mới đến với TS. Lê Văn Tri khi ông nhớ lại quãng 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 nên tôi nghĩ tại sao mình không dùng thiết bị tương tự, thay nồi hơi bình thường bằng nồi hơi áp lực cao để phá vỡ túi tinh dầu trong các loại thực vật có lẽ sẽ nhanh chóng và hiệu quả hơn”, ông kể lại. 

Nguyên lý cơ bản rất đơn giản song thực tế để tìm ra một thiết kế tối ưu cho hệ thống chưng cất áp lực không hề dễ dàng. Công suất của nồi hơi là bao nhiêu, kích cỡ và cách bố trí các thiết bị như thế nào,... là những câu hỏi đi kèm khiến TS. Lê Văn Tri phải tốn nhiều thời gian mày mò để tìm được đáp án. Phải mất đến gần hai năm nghiên cứu, TS. Lê Văn Tri đã đề xuất một hệ thống chưng cất tinh dầu áp lực với nồi hơi có năng suất sinh hơi 1 tấn/giờ, tạo ra hơi nước có áp suất 2at, nồi chưng có khoảng chứa hơi là 20cm. Dựa trên tỉ lệ thiết kế này, hệ thống có 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. Kết quả chưng cất thử nghiệm 100 tấn lá sả cho thấy hệ thống này giúp giảm thời gian chưng cất bằng 1/3 so với các thiết bị thông thường, đồng thời chứa được lượng lá sả nhiều hơn 20%, lượng tinh dầu thu được triệt để do không bị sót lại trong nước chưng. 

Nhờ tính sáng tạo cao, phương pháp chưng cất tinh dầu sả bằng hệ thống chưng cất áp lực của TS. Lê Văn Tri đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền sáng chế  số 1-0021715 được công bố vào ngày 25/9/2019. Hiệu quả ứng dụng của hệ thống này còn thể hiện qua sự đón nhận của khách hàng trong thực tế: “Nhiều đơn vị sản xuất tinh dầu ở các địa phương đã liên hệ đặt hàng với chúng tôi, có nơi còn đặt số lượng lớn để đem thiết bị này sang Lào và Campuchia”, TS. Lê Văn Tri cho biết.

Từ cải tiến đến sáng chế

Nhìn lại “gia tài” gần 50 sáng chế và giải pháp hữu ích đã được cấp từ năm 1992 tới nay của TS. Lê Văn Tri, có thể thấy sáng chế hệ thống chưng cất áp lực dường như khá “lẻ loi” bởi  phần lớn các sáng chế của ông đều tập trung vào các loại chế phẩm sinh học để sản xuất phân bón, tăng năng suất cây trồng,... Trước câu hỏi điều gì khiến ông đột ngột chuyển hướng sang chưng cất tinh dầu, TS. Lê Văn Tri giải đáp: “Không thể nói là tôi chuyển hẳn sang một hướng khác được bởi tất cả những nghiên cứu, tìm tòi của tôi đều có liên hệ mật thiết với nhau. Ví dụ trong quá trình nghiên cứu phân bón hữu cơ vi sinh từ các nguồn nguyên liệu tại chỗ ở Việt Nam, tôi thấy chưng cất tinh dầu tạo ra lượng bã thải rất lớn, chẳng hạn chưng cất 1 tấn sả sẽ tạo ra gần 1 tấn chất thải. Nếu không có cách xử lý phù hợp, việc chưng cất có thể sẽ làm ô nhiễm môi trường. Vì vậy sau khi tìm giải pháp xử lý bã thải tinh dầu, tôi mới tìm hiểu về thiết bị chưng cất tinh dầu, nhận thấy vấn đề nên lại tìm cách cải tiến”. 

Cứ như vậy, từ xử lý bã thải cho tới thiết bị chưng cất,... việc không ngừng tìm tòi, quan sát và giải quyết những bài toán gặp phải trên con đường nghiên cứu đã giúp TS. Lê Văn Tri có được một cụm gần 10 sáng chế, giải pháp hữu ích liên quan tới sản xuất tinh dầu sả, bao gồm phương pháp canh tác, chưng cất tinh dầu, sản xuất phân bón hữu cơ, quy trình bảo quản củ sả tươi, quy trình sản xuất siro sả chanh,... “Sau khi cải tiến phương pháp chưng cất rồi, tôi lại nghĩ tới việc làm thế nào có được nguồn nguyên liệu đầu vào chất lượng, rồi đa dạng hóa các sản phẩm đầu ra từ tinh dầu sả,... Mục tiêu cuối cùng của tôi là hoàn thiện một mô hình sản xuất tinh dầu khép kín từ quy trình canh tác cho tới bảo quản, chế biến”, TS. Lê Văn Tri nói. 

Hiện nay, cụm sáng chế, giải pháp hữu ích về sản xuất tinh dầu sả do TS. Lê Văn Tri là tác giả đã được triển khai ở một số 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. Việc tiếp cận với chương trình này không phải là điều quá khó khăn với TS. Lê Văn Tri bởi “tôi cũng từng tham gia nhiều dự án cấp địa phương, cấp Bộ, chương trình khoa học trọng điểm cấp nhà nước để áp dụng các chế phẩm sinh học xử lý chất thải chăn nuôi, xử lý rơm rạ,…, nên cũng được Bộ KH&CN, Sở KH&CN các địa phương và các doanh nghiệp từng hợp tác tin tưởng”.

“Dự án đầu tiên được triển khai ở huyện Lệ Thủy (Quảng Bình) từ năm 2017 do công ty cao su Lệ Ninh chủ trì, chúng tôi tham gia với tư cách nhà tư vấn KH&CN, từ công nghệ trồng chuyên canh, xen canh, chưng cất, xử lý bã thải làm đệm lót sinh học và phân bón sinh học, sản phẩm đầu ra có Công ty Tinh dầu Bio Việt Nam (thuộc tập đoàn Biogroup) giúp đỡ tiêu thụ”, TS. Lê Văn Tri cho biết. “Dự án đã góp phần cải thiện thu nhập cho người dân nên họ cũng rất hào hứng tham gia, sau khi nghiệm thu vẫn tiếp tục mở rộng sản xuất, đến nay đã triển khai được khoảng hơn 200 ha trồng sả”. 

Thành công của dự án đầu tiên với công ty cao su Lệ Ninh ở Quảng Bình đã “mở đường” cho nhiều địa phương như Tây Ninh, Bình Thuận, Ninh Thuận, Kon Tum,... tới đặt hàng với TS. Lê Văn Tri. “Hiện nay, tôi đang mở rộng nghiên cứu mô hình sản xuất cho cây màng tang ở Sơn La, mắc mật ở Lạng Sơn và quế Yên Bái do các địa phương nơi này đề xuất và nhờ chúng tôi giải quyết", ông nói.

TS. Lê Văn Tri đang thử nghiệm cách pha chế nước khử trùng từ tinh dầu theo đặt hàng của một doanh nghiệp. Ảnh: Thanh An