Nguồn nguyên liệu tiềm năng tạo nhựa sinh học
Theo số liệu thống kê của Tổng cục Thủy sản (Bộ NN&PTNT), hiện nay, mỗi năm sản lượng tôm cả nước đạt hơn 650 nghìn tấn. Đáng chú ý là trong đó, lượng phụ phẩm tôm (chủ yếu đầu và vỏ) chiếm một nửa (hơn 320 nghìn tấn), nhưng chỉ được xem là phế thải mà chưa tận dụng nguồn phụ phẩm này để sản xuất ra những sản phẩm giá trị gia tăng cao như chitin, chitosan, protein thủy phân… ứng dụng vào thực phẩm chức năng, vật liệu sinh học, y tế, nông nghiệp. Nguyên nhân do các cơ quan quản lý nhà nước, doanh nghiệp chưa quan tâm đầu tư, ứng dụng khoa học - công nghệ cao vào chế biến phụ phẩm tôm nhằm tăng giá trị sản phẩm.
Còn theo tính toán của Bộ KH-CN, chỉ tính riêng năm 2017, phụ phẩm của tôm trên cả nước khoảng trên 320.000 tấn và dự kiến tới năm 2025 sẽ tăng thêm tới 60%. Nếu kim ngạch xuất khẩu ngành tôm đạt 10 tỉ USD vào năm 2025 thì ước tính cả nước sẽ có hơn 500.000 tấn phụ phẩm tôm, chỉ tính riêng trong ngành tôm mà chưa tính rác vỏ tôm cua từ chế biến thực phẩm hằng ngày. Hơn 500.000 tấn phụ phẩm trong ngành chế biến tôm có thể trở thành nguồn nguyên liệu nhựa sinh học trong tương lai để thay thế dần các sản phẩm nhựa hóa học vốn đang bị xem là tác nhân gây ô nhiễm môi trường vì khó phân hủy.
Cũng cần nói thêm, trong báo cáo “Thông tin thương mại ngành nhựa và hóa chất” trong 9 tháng đầu năm 2019 cho thấy, vấn đề cơ bản trong ngành công nghiệp bao bì nhựa của Việt Nam là thiếu hụt nguyên liệu thô nội địa dẫn đến sự phụ thuộc vào việc nhập khẩu nhựa dẻo. Trong 9 tháng đầu năm nay, nhập khẩu mặt hàng này ước đạt 4,7 triệu tấn với trị giá 6,76 tỉ USD, tăng 16,3% về lượng và tăng 2% về trị giá so với cùng kỳ năm 2018.
Cũng theo báo cáo này, ngành nhựa sẽ cần 8,2 triệu tấn nhựa dẻo mỗi năm. Trong khi đó, sau khi tính tất cả dự án được quy hoạch, sản xuất trong nước sẽ cung cấp 2,34 triệu tấn, chỉ đáp ứng 30% nhu cầu trong nước vào năm 2023. Trong giai đoạn 2018-2022, nhu cầu về nguyên liệu nhựa dẻo sẽ tăng khoảng 9%. Ước tính thị trường này không dưới 1 tỉ USD vào năm 2025 nên nhựa sinh học sẽ là một thị trường đại dương xanh cho các doanh nghiệp Việt Nam.
Điều này cho thấy ngành nhựa và bao bì Việt Nam đang lệ thuộc quá nhiều vào nguồn nguyên liệu nhập khẩu từ bên ngoài (đa số là nhựa hóa chất), trong khi đó ngành nhựa sinh học tại Việt Nam lại chưa được chú trọng phát triển, dù nguồn nguyên liệu nhựa sinh học trong nước hoàn toàn có thể chủ động (từ phế phẩm chăn nuôi, thủy sản…).
Hiện nay, trên thế giới các sản phẩm nhựa từ vỏ tôm đã bước vào giai đoạn thử nghiệm thị trường và khai thác thương mại. Còn ở Việt Nam, hiện nay phụ phẩm tôm phần lớn vẫn bị bỏ hoặc xử lý thô thiếu định hướng như hấp, sấy và nghiền để bán với giá rất rẻ. Nguồn nguyên liệu làm nhựa sinh học từ vỏ tôm thì dư thừa, mà ngành nhựa vẫn lao đao vì quá phụ thuộc vào nguyên liệu nhựa thô nhập khẩu. Điều này đã và đang tạo ra những “nghịch lí kép” cho ngành chế biến thủy sản và ngành nhựa: ngành thủy sản lãng phí phụ phẩm, mất cơ hội tạo thêm giá trị gia tăng cho ngành; trong khi ngành nhựa vẫn phải nhập khẩu nguyên liệu từ bên ngoài trong khi nguyên liệu trong nước bị… bỏ quên.
Xu thế chính trong tương lai
Trên thực tế, câu chuyện sản xuất nhựa sinh học thân thiện với môi trường từ vỏ tôm không còn mới lạ với nhiều nước trên thế giới. Giờ đây, vỏ tôm đã trở thành nguồn nguyên liệu quý cho nhiều công ty chuyên về sản xuất nhựa sinh học, nhựa vi sinh thân thiện với môi trường. Vỏ tôm được đánh giá là nguồn nguyên liệu tiềm năng cho nhựa sinh học trong những năm tới, sẽ dần thay thế cho nhựa hóa chất.
Theo các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Wyss của Đại học Harvard, sự kết hợp chitosan từ vỏ tôm và protein từ tơ lụa ở mức nano để tạo ra một loại nhựa sinh học được gọi là nhựa Shrilk. Việc sản xuất nhựa sinh học làm từ vỏ tôm có chi phí rất rẻ do chỉ sử dụng kỹ thuật sản xuất thông thường. Đặc điểm đáng chú ý nhất của nhựa Shrilk là nó có thể phân hủy hoàn toàn chỉ trong vài tuần khi thải ra môi trường tự nhiên.
Trong khi đó, các nhà khoa học Ai Cập cũng đã lấy vỏ tôm để làm ra những chiếc túi thay thế túi ni-lon hiện nay với công thức khá đơn giản là vỏ tôm sau khi được làm sạch, xử lý hóa học sau đó phơi khô trở thành một màng nhựa mỏng. Lớp màng nhựa này sau đó được chế tạo thành những túi nhựa bền tương đương túi ny-lon thông thường mà lại an toàn với động vật biển nếu ăn phải.
Nhận xét về tính ưu việt của nguyên liệu vỏ tôm khi chế tạo nhựa sinh học, TS J. Carson Meredith – thuộc Học viện Công nghệ Georgia (Mỹ) cho biết: “Với công thức kết hợp chất chitin với vỏ thực vật chứa nhiều cellulose, chất liệu mà chúng tôi tạo ra cho thấy nó có khả năng chống thấm khí oxy tốt hơn khoảng 67% so với nhựa PET. Vì vậy, trên lý thuyết, chất liệu này có thể giữ được vị tươi ngon của thực phẩm lâu hơn”.
Hiện nay, chỉ tính riêng tại Mỹ, mỗi năm nước này thải ra môi trường hàng triệu tấn rác thải nhựa các loại, hầu hết là nhựa plastic khó phân hủy và chỉ 7% trong số đó được tái chế. Bên cạnh một khối lượng lớn được Mỹ xuất khẩu sang các nước nghèo hoặc đang phát triển, rất nhiều rác thải nhựa plastic trôi ra đại dương, tạo thành các đảo rác trôi nổi trên mặt nước, đe dọa môi trường sống của các loài sinh vật biển.
Do đó, nhựa sinh học được các nhà khoa học Mỹ xem là giải pháp hàng đầu để Mỹ giải quyết tình trạng này. Các nhà khoa học Mỹ cho biết họ sẽ tập trung chiết xuất chitosan từ vỏ tôm vì chúng là chất thải sẵn có trong ngành công nghiệp chế biến thủy sản. Việc sản xuất nhựa sinh học làm từ vỏ tôm chỉ sử dụng kỹ thuật sản xuất thông thường nên chi phí rất rẻ. Phiên bản sớm nhất của loại nhựa sinh học làm từ vỏ tôm này được các nhà khoa học gọi là nhựa Shrilk, một sản phẩm làm bằng hỗn hợp chitosan từ vỏ tôm và protein từ tơ lụa.
Không giống như nhựa sinh học làm từ thực vật thường không được phân hủy hoàn toàn, nhựa Shrilk có đặc điểm ưu việt là có thể phân hủy hoàn toàn chỉ trong vài tuần khi thải ra môi trường tự nhiên. Không những vậy, chitosan và protein có trong loại nhựa hữu cơ này khi phân hủy trong đất sẽ tạo ra nguồn dinh dưỡng mà thực vật có thể hấp thụ.