Sắn là cây công nghiệp quan trọng trong các ngành công nghiệp như thực phẩm, dược phẩm, giấy dệt và các ngành công nghiệp khác ở nước ta. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất tinh bột sắn, đã có một lượng lớn phụ phẩm được tạo ra.

Mặc dù bã sắn được làm thức ăn chăn nuôi, phân bón, thì phụ phẩm sắn cũng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do không được xử lý kịp thời.

Nhằm xử lý để bã sắn không ô nhiễm môi trường, mà còn tạo ra nguồn thu từ phụ phẩm này, các nhà nghiên cứu của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tiến hành đề tài khoa học “Nghiên cứu công nghệ sản xuất nanocellulose từ bã sắn và ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm”, do PGS.TS. Tô Kim Anh, Viện Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm, Đại học Bách khoa Hà Nội làm  Chủ nhiệm.

"Chúng tôi không nhìn nhận bã sắn như là phụ phẩm của quá trình sản xuất, mà coi bã sắn là một nguồn nguyên liệu tiềm năng. Bởi trong bã sắn chứa tinh bột sót và hàm lượng cellulose khá cao. Vì thế, nhóm tác giả đã bắt tay nghiên cứu nhằm thu hồi tinh bột và cellulose, phát triển sản phẩm từ hai nguyên liệu này, từ đó hướng tới nâng cao giá trị chuỗi sản xuất, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho các nhà máy, làng nghề sản xuất thuộc ngành công nghiệp sản xuất sắn” – PGS. TS. Tô Kim Anh cho biết

Theo đại diện nhóm nghiên cứu, công nghệ nanocellulose là lĩnh vực hoàn toàn mới mẻ tại Việt Nam. Trong khuôn khổ thực hiện đề tài, bã sắn – phụ phẩm của công nghiệp tinh bột sắn được tách tinh bột/glucose từ tinh bột dư, thu hồi cellulose cho phát triển sản xuất nanocellulose (gồm dạng sợi – NFC: Nanofibrillated cellulose và dạng tinh thể - NCC: Nanocrystalline cellulose).

Với quy trình thu hồi tinh bột từ bã sắn, điểm mới công nghệ của đề tài là sử dụng phương án phân cắt mở hệ sợi bằng phối hợp hai chế phẩm enzyme cellulase và petinase xử lý trong 4h. Sau đó dịch tinh bột được hoàn trả lại dây chuyền công nghệ tách dịch bột bình thường.

Với cách làm này việc nối tiếp dây chuyền thiết bị rất thuận lợi, do dây chuyền hoạt động liên tục. Kết quả tính toán sơ bộ cho thấy hiệu quả kinh tế của công nghệ rất khả thi. Chi phí vật tư tiêu hao để thu hồi 1 kg tinh bột sắn khoảng 6,800 đ. Ước tính doanh thu cộng thêm khi thu hồi tinh bột là khoảng 2,6 triệu đồng/tấn bã khô.

Để sản xuất nanocellulose từ bã sắn, trước tiên thu hồi tinh bột nhằm tách tinh bột khỏi cellulose. Tiếp đó thực hiện thu hồi glucose nhằm tách hoàn toàn tinh bột khỏi cellulose. Bã sắn sau tách tinh bột được tẩy trắng, tiến hành tạo NCC và NFC. Kết quả thử nghiệm, hiệu suất thu hồi NCC đạt 65%, NFC đạt 60,2 %.

Quy trình công nghệ này đã được Đại học Bách khoa Hà Nội đăng ký giải pháp hữu ích. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng đã phối hợp với Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương nghiên cứu ứng dụng nanocellulose trong sản xuất dược phẩm, đồng thời, phối hợp với Công ty TNHH Hải Châu nghiên cứu ứng dụng nanocellulose trong sản xuất bánh và thử nghiệm phân tách tinh bột tại cơ sở sản xuất tinh bột sắn Nguyễn Văn Việt ở làng nghề sản xuất tinh bột Cát Quế, Hoài Đức, Hà Nội.

Kết quả thử nghiệm cho thấy, khả năng sử dụng NCC của đề tài trong chất ổn định sản phẩm và chất nhũ hóa và mang thuốc trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Với NFC có thể ứng dụng cho tạo phim sử dụng trong mỹ phẩm bởi  khả năng chống tia UV, giữ ẩm tốt. Thử nghiệm tạo tráng NFC cho giấy giúp tăng độ bền xé, độ bền mục và tăng tính năng ngăn ẩm.

PGS TS Tô Kim Anh chia sẻ: “Các kết quả nghiên cứu phối hợp với GS. Inokuchi của Nhật Bản cũng khẳng định có thể phát triển NFC cho tính kháng khuẩn, kháng nấm. Đây là kết quả khả quan để thử nghiệm xa hơn NFC cho mỹ phẩm và làm bao bì thực phẩm. Hiện nay chúng tôi đã hoàn toàn làm chủ được công nghệ sản xuất NCC và NFC, sẵn sàng chuyển sang thử nghiệm sản xuất và khai thác ứng dụng”.

Với kết quả đã có, công trình khoa học này đã được Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao, có giá trị ứng dụng vào sản xuất nhằm tăng giá trị, giảm thiểm ô nhiễm môi trường cho ngành công nghiệp sắn. Kết quả nghiên cứu đặc biệt có ý nghĩa, trong bối cảnh sắn là cây công nghiệp chủ lực của Việt Nam với kim ngạch xuất khẩu tới hơn 1,2 tỷ USD và sản lượng sắn ở Việt Nam đứng thứ 4 trong khu vực và đứng thứ 3 về diện tích, chỉ sau lúa và ngô.