Thuộc da vốn nổi tiếng là ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trường nặng nề. Ngay từ bước sản xuất, hóa chất được sử dụng trong các mỗi công đoạn theo nguồn nước thải ngấm vào nguồn nước ngầm, ngấm vào đất, một phần bay hơi dưới tác động của tự nhiên, gây ô nhiễm cả 3 môi trường nước, đất, không khí.

Thuở ban đầu, người xưa thường căng da sống trên các khung và ngâm chúng trong tanin tự nhiên (một lớp các hóa chất polyphenol làm se có trong vỏ cây và lá của nhiều loài thực vật) để khử nước trong da, thay thế các phân tử nước và các liên kết trong collagen. Quá trình thuộc da truyền thống này đỏi hỏi các quy trình lắp đi lặp lại và thường mất ít nhất một đến hai tháng để hoàn thành.

Khi ngành công nghiệp ngày càng phát triển và nhu cầu sử dụng da thuộc không ngừng tăng lên, phương pháp này không còn được ưa thích vì mất quá nhiều thời gian, không đáp ứng được số lượng. Năm 1858, phương pháp thuộc da sử dụng chrome sulfate ra đời và ngay lập tức trở nên phổ biến. Nó dẻo dai hơn so với phương pháp thủ công, nhiều màu sắc phong phú hơn, thời gian thuộc nhanh hơn và chi phí rẻ hơn.

Trong quá trình sản xuất, các nhà máy đã thải ra hàng đống các mảnh da thuộc dư thừa ra ngoài, mà không tìm ra phương án giúp giải quyết những phế phẩm này. Những mảnh da thuộc này rất khó phân hủy. Thêm vào đó, chúng chứa chrome - vốn rất độc và hại, do đó sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường tự nhiên và sức khỏe con người.

“Làm thế nào để tận dụng những phế phẩm da thuộc chứa chrome này?” ông Đặng Tiến Dũng (Giám đốc vận hành Công ty TNHH Giải pháp Công nghệ Sau thu hoạch) đã tự hỏi mình như vậy sau khi lắng nghe vấn đề mà những chuyên gia trong lĩnh vực da thuộc gặp phải.

Với mong muốn tạo ra một quy trình công nghệ giúp giải quyết phế phẩm da bò trong ngành công nghiệp dệt may, biến thành sản phẩm có giá trị kinh tế, ông và các cộng sự đã bắt tay vào thử nghiệm các phương án khác nhau. “Ban đầu, chúng tôi thí nghiệm ngâm da bò trong nước, đưa vào sóng siêu âm để đưa da thuộc quay lại trạng thái da bò tươi ban đầu, sau đó cho ấu trùng ruồi lính đen và con vịt ăn thì chúng đều bị ngộ độc”, một thành viên trong nhóm nghiên cứu chia sẻ tại hội thảo giới thiệu “Công nghệ thủy phân phế phẩm da thuộc làm thức ăn cho ruồi lính đen, chăn nuôi thủy hải sản và phân bón sinh học” do Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI, thuộc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) tổ chức vào tháng sáu vừa qua.

Điều này cho thấy trong da bò hiện có chrome gây hại cho sức khỏe người và động vật. Nhóm nghiên cứu cần phải tìm cách loại bỏ được kim loại này khỏi da thuộc. Họ thử cắt nhỏ da thành kích thước khoảng 1-2 cm, sau đó đem đi rửa. Kế đến đem ngâm trong bồn dung dịch hóa chất (thứ nhất) kết hợp với siêu âm và nhiệt độ để phá vỡ liên kết của cherom với da bò giúp cho chrome ở trạng thái tự do.

Sau đó da bò được vắt khô và ngâm vào bồn dung dịch hóa chất (thứ hai) kết hợp với khuấy để chrome ở trạng thái tự do hòa tan hoàn toàn vào trong dung dịch. Sau khi chrome đã hòa tan hoàn toàn vào dung dịch, nhóm đem lọc thu được da bò đã loại bỏ gần như không còn chrome rồi đem rửa sạch, từ đó sẽ thu được da bò nguyên chất không còn chrome.

Da bò này tiếp tục được ngâm vào dung dịch (thứ ba) kết hợp với gia nhiệt khuấy trộn để gelatin hóa da bò làm cho trương nở và mềm, sau đó đem lọc và rửa sạch rồi đem trộn với hệ vi sinh và đem ủ để chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các đơn chất và tạo mùi thơm giúp cho gia súc hoặc ấu trùng dễ dàng chuyển hóa hoàn toàn thức ăn này.

Bên cạnh đó, da bò còn được xay nhỏ làm nguyên liệu thức ăn trực tiếp nuôi ruồi lính đen và bổ sung đạm trong thức ăn chăn nuôi thủy hải sản. Sản phẩm sau thủy phân phối trộn các chất khoáng như sắt, đồng, kẽm, mangan... thực hiện phản ứng chelatropic tạo phân bón chelate axit amin, là nguồn dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Theo đó, quy trình công nghệ kể trên khi được triển khai sẽ giúp giải quyết phế phẩm da bò trong ngành công nghiệp dệt may, biến thành sản phẩm có giá trị kinh tế.

Hỗ trợ cho một ngành công nghiệp tiềm năng

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm sản phẩm trên một số lượng nhỏ ruồi lính đen, thủy hải sản, cây trồng. Kết quả mang lại rất tích cực, đó là lý do ông Đặng Tiến Dũng mong muốn có thể triển khai công nghệ này ra ngoài thực tế với quy mô lớn hơn, bởi “nhu cầu xử lý phế phẩm da thuộc hiện rất lớn, chúng bị đổ bỏ ngoài môi trường rất nhiều, chất đống thành cả ngàn tấn để chờ môi trường phân hủy”, ông bày tỏ. Bên cạnh quá trình chuyển giao công nghệ như các bí quyết về công nghệ, kiến thức dưới dạng phương án công nghệ, các giải pháp kỹ thuật, quy trình công nghệ, tài liệu thiết kế sơ bộ và thiết kế kỹ thuật, công thức, thông số kỹ thuật, v.v., hiện nay Công ty TNHH Giải pháp Công nghệ Sau thu hoạch còn đồng hành đầu tư theo các phương án 30-70% tổng giá trị công nghệ.

Chỉ xét trên nhu cầu mở rộng ngành công nghiệp nuôi ruồi lính đen tại Việt Nam, ta đã có thể thấy được tiềm năng của sản phẩm từ da thuộc này. Ruồi lính đen (Hermetia Illucens) là một trong những loại côn trùng được các nhà nghiên cứu đánh giá là loài có ích. Loài vật này có khá nhiều công dụng và ứng dụng trong thực tế. Tại Việt Nam, bột ruồi lính đen được sử dụng để thay thế bột cá trong thức ăn công nghiệp trong nuôi trồng thủy sản, ấu trùng tươi ruồi lính đen được sử dụng trực tiếp để nuôi cá, gà, vịt, lươn. Trong khi đó, phân ruồi lính đen thì được sử dụng làm phân bón hữu cơ trong nông nghiệp.

Trong những năm trở lại đây, ngành sản xuất ấu trùng ruồi lính đen đang phát triển tăng vọt. Nhiều công ty quốc tế đã đến Việt Nam để lập nhà máy quy mô lớn sản xuất thức ăn chăn nuôi từ ấu trùng ruồi lính đen. Thành phần dinh dưỡng của ruồi lính đen trước giai đoạn hóa nhộng là: 43 - 51% protein, 15 - 18% chất béo, 2.8 - 6.2% canxi, 1 - 1.2% phốt pho, đủ chất dinh dưỡng làm thức ăn chăn nuôi,… đồng thời là thức ăn sống tốt nhất để nuôi các động vật đặc sản như tôm, cua, cá, lươn, ếch.

Không chỉ ông Đặng Tiến Dũng, mà rất nhiều nhà khoa học cũng đang tìm cách tận dụng các phụ phẩm phù hợp làm thức ăn nuôi ruồi lính đen. Ấu trùng ruồi lính đen sinh trưởng rất nhanh và thức ăn của chúng khá đa dạng như các loại thức ăn thừa, rác thải thực phẩm như vỏ trái cây, vỏ rau củ, phụ phẩm nông nghiệp như ác bia, xác bã đậu nành…

GS.TS Dương Nguyên Khang (trường Đại học Nông Lâm TP.HCM) gần đây cho biết, các nhà khoa học của Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM đã hoàn thiện quy trình nuôi ruồi lính đen tận dụng rác thải nông nghiệp. Trường đã phối hợp huyện Gò Công Tây, tỉnh Tiền Giang tổ chức Hội thảo tập huấn chuyển giao ứng dụng các tiến bộ khoa học - kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp, mô hình nuôi ruồi lính đen cho người dân tại hai xã Bình Nhì và Vĩnh Hựu.

Sau khi hướng dẫn kỹ thuật nuôi, các nhà khoa học sẽ hỗ trợ 50 người dân của hai xã trên mỗi người 8 gram ấu trùng, 3 khay nhựa và hơn 3 kg xác bia, xác bã đậu nành để làm thức ăn cho ruồi lính đen.

Những mô hình nuôi ruồi lính đen từ phụ phẩm ngành may mặc, rác thải hữu cơ này có thể áp dụng rộng rãi trong cộng đồng. Mô hình này giúp nông dân phát triển kinh tế, tạo ra sản phẩm sạch, an toàn, chất lượng và còn giúp bảo vệ môi trường. Quá trình nuôi ruồi lính đen góp phàn phân hủy rác thải và hoàn toàn không tạo mùi khó chịu ra môi trường xung quanh.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng cần thận trọng trong việc phát triển các công nghệ này, bởi “bên trong da thuộc không chỉ có chrome còn có những kim loại nặng gây hại khác tồn tại nhưng chưa được lọc sạch” - một chuyên gia góp ý tại hội thảo. Bên cạnh đó, cần phải tiến hành các nghiên cứu sâu hơn để đánh giá thành phần dinh dưỡng bên trong da thuộc và nên dùng với liều lượng và công thức bao nhiêu để phù hợp với mô hình chăm sóc ruồi lính đen, thủy hải sản và cây trồng về lâu dài.