Lẽ ra có thể tiết kiệm một nửa chặng đường

Nếu có nguồn tài trợ ổn định dài hạn ngay từ đầu thì chặng đường nghiên cứu triển khai về dung môi sinh học - một trong những thành tựu đáng nói của Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc, hóa dầu - từ những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đến ươm tạo công nghệ, rất có thể đã tiết kiệm được một nửa thời gian.

Trên thế giới, khoảng 20% các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) thải vào khí quyển có nguồn gốc từ dung môi. Các hợp chất hữu cơ này gây ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người sử dụng và cộng đồng. Một vài hợp chất hữu cơ như các chất thơm, các olefin gây cay mắt, các aldehyde phá hủy niêm mạc. Một số hợp chất khác như benzen, hydrocarbon thơm đa vòng có thể gây ung thư. Trong khi đó, ở Việt Nam, cùng với tốc độ phát triển của nền công nghiệp, nhu cầu sử dụng dung môi ngày một tăng lên. Theo số liệu của Hải quan Việt Nam, lượng dung môi nhập khẩu vào Việt Nam năm 2012 đạt khoảng 247.000 tấn.

Việc thay thế dung môi công nghiệp có nguồn gốc hóa thạch (dầu mỏ) bằng các dung môi có nguồn gốc thực vật, hay còn gọi là dung môi sinh học (DMSH) xuất phát từ nhiều lý do, trong đó đáng kể là vấn đề nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt và giá dầu thô tăng từng ngày. Thêm vào đó, các loại dung môi có nguồn gốc từ thực vật có khả năng hòa tan tốt, đồng thời, khắc phục được hầu hết các nhược điểm của dung môi hóa thạch.

Những ưu điểm nổi bật của DMSH là: ít bay hơi nên hầu như không tạo ra các hợp chất VOC ô nhiễm không khí; khó bắt cháy nên an toàn khi sử dụng và bảo quản; ít hoặc không độc hại nên hầu như không ảnh hưởng đến sức khỏe của người sử dụng; không gây ung thư nên không ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng; có khả năng phân hủy sinh học và không tham gia vào quá trình tạo ra ozone quang hóa nên thân thiện với môi trường; có ứng dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp như sơn, in, nhựa trải đường, cao su, giấy, thuốc bảo vệ thực vật, sản xuất đồ gỗ mỹ nghệ, vệ sinh công nghiệp, xử lý những vùng bờ biển bị nhiễm bẩn do sự cố tràn dầu, và đặc biệt còn có thể sử dụng trong ngành thực phẩm.

Với những tính năng vượt trội và khả năng ứng dụng rộng rãi như đã nêu trên, càng ngày, DMSH càng được sử dụng rộng rãi. Người ta ước tính, nhu cầu sử dụng DMSH ở châu Âu hiện nay khoảng 250.000 tấn/năm và nhu cầu trên toàn thế giới là 500.000 tấn/năm¹.

Chặng đường 8 năm

Ở Việt Nam, vào cuối những năm 1990, đã có một vài công trình nghiên cứu phương án ứng dụng condensate làm dung môi cho công nghiệp chế biến cao su, dung môi pha sơn nhanh khô và dung môi pha sơn thông dụng. Tuy nhiên, đây cũng là loại dung môi có nguồn gốc hóa thạch (từ dầu mỏ). Hơn nữa, để hiện thực hóa được phương án này còn cần có nhiều nghiên cứu hơn nữa, đặc biệt là cần phải nghiên cứu pha thêm các hydrocarbon thơm (như xylen) vào condensate để tăng thêm khả năng hòa tan của dung môi này.

Trong số các DMSH được nghiên cứu và ứng dụng, dung môi trên cơ sở metyl este axit béo và metyl este của axit mạch ngắn, đặc biệt là axit lactic, có tiềm năng ứng dụng rộng rãi nhất. Cả hai loại este này đều có những tính chất dung môi tốt nên có thể thay thế cho những dung môi độc hại chứa halogen mà hiện nay đang được tiêu thụ với khối lượng chiếm 80% tổng lượng tiêu thụ dung môi trên toàn thế giới. Việc kết hợp cả hai loại dung môi này sẽ tạo ra một hỗn hợp dung môi có các tính năng dung môi tốt với phổ ứng dụng rất rộng. Hơn nữa, các este này có thể được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tái tạo được và không ảnh hưởng tới việc sản xuất lương thực.

Trong những năm qua, Phòng thí nghiệm trọng điểm (PTNTĐ) Công nghệ lọc, hóa dầu đã thành công trong việc nghiên cứu thích nghi công nghệ tiên tiến của Hàn Quốc về sản xuất metyl este axit béo và sẵn sàng cho việc chuyển giao công nghệ ở qui mô công nghiệp. Bên cạnh đó, vấn đề công nghệ sản xuất DMSH và etyl lactat cũng được triển khai tại PTNTĐ Công nghệ lọc, hóa dầu từ năm 2006 thông qua các đề tài cấp Bộ, nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo Nghị định thư, nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ thường xuyên. Đến nay, với những kết quả đạt được, PTNTĐ Công nghệ lọc, hóa dầu đang tiến hành ươm tạo công nghệ này.

Như vậy, để đi từ những nghiên cứu đầu tiên tới giai đoạn ươm tạo công nghệ chuẩn bị đưa kết quả nghiên cứu triển khai vào thương mại hóa trong thực tiễn, PTNTĐ đã phải trải qua 8 năm. Tuy nhiên, điều đáng nói ở đây là thời gian làm nghiên cứu thực chất chỉ là 4 năm: sau khi hoàn thành bước nghiên cứu đầu tiên vào năm 2006, PTNTĐ phải chờ 1 năm mới có kinh phí để tiếp tục triển khai bước nghiên cứu thứ hai trong hai năm (2008-2010) và phải chờ tiếp 3 năm nữa mới có thể tiếp tục bước nghiên cứu triển khai thứ ba (năm 2013). Giá như có được nguồn kinh phí tài trợ dài hạn có tính ổn định và liên tục thì PTNTĐ đã không mất đi tổng thời gian chờ đợi 4 năm, tức là tiết kiệm được tới một nửa thời gian trong tiến trình đưa kết quả nghiên cứu vào thực tiễn và gặt hái thành quả từ sớm hơn.  

Quốc tế công nhận và tiềm năng khai thác

Điểm nổi bật trong số các kết quả đạt được là sáng chế “Method for obtaining biosolvent composition by esterification and resulting biosolvent compositions” đã được đăng ký bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ (Số công bố quốc tế WO 2011/107712; Ngày 9/9/2011), bằng cách nộp đơn quốc tế qua văn phòng quốc tế của Tổ chức Sở hữu trí tuệ thế giới (WIPO). Theo đó, chủ đơn có thể đồng thời đăng ký bảo hộ sáng chế ở tất cả các nước là các bên tham gia PCT (Hệ thống Hiệp ước Hợp tác về sáng chế – gồm 123 quốc gia, tính đến tháng 1/2004). Được xếp hạng trong top 10 sáng chế có tiềm năng ứng dụng nhất trong số 79 sáng chế được đưa ra đánh giá bởi Hội đồng Khoa học quốc gia của Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia, Cộng hòa Pháp (CNRS) năm 2011, sáng chế về DMSH đã được CNRS (thay mặt PTNTĐ Công nghệ lọc, hóa dầu) làm các thủ tục đăng ký độc quyền sáng chế tại 4 quốc gia và vùng lãnh thổ gồm châu Âu, Mỹ, Brazil và Việt Nam, với thời hạn bảo hộ 20 năm (European Patent EP 2542520 (2013); US Patent 0105738 (2013)). Tỷ lệ phân chia nghĩa vụ và quyền lợi của sáng chế là 50% đối với phía Pháp và 50% đối với phía Việt Nam. Hiện tại, một công ty cổ phần của Pháp đã thương thảo xong với CNRS về việc mua quyền khai thác sáng chế này với phí ban đầu 100.000 Euro và khoảng 1% doanh số sản xuất trong vòng 20 năm. Công ty mua bản quyền cũng mong muốn được hợp tác với PTNTĐ Công nghệ lọc, hóa dầu để ươm tạo công nghệ này nhằm có thể sớm đưa công nghệ vào ứng dụng. Kết quả nghiên cứu triển khai sẽ thuộc sở hữu của hai bên và sẽ được sử dụng để thành lập doanh nghiệp khoa học công nghệ.

Để tăng tính khả thi của dự án triển khai công nghiệp, phía Pháp đã tìm được nhiều đối tác sẵn sàng tiêu thụ sản phẩm. Tương tự, phía Việt Nam cũng từng bước đưa sản phẩm DMSH vào thị trường. Đồng thời, cả hai bên đang tiếp tục nỗ lực huy động các nguồn lực cho các dự án triển khai trước mắt.

¹ Nguồn: Báo cáo khảo sát sơ bộ thị trường dung môi sinh học – Công ty Cổ phần Scheme, Pháp