Biến phế phẩm nông nghiệp thành than sinh học

“Đổi đời” cho phế phẩm nông nghiệp

Các nhà khoa học thuộc Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp TPHCM vừa hoàn thiện “Quy trình sản xuất than sinh học từ phế phẩm nông nghiệp - chăn nuôi”.

TS Võ Thành Công, giảng viên Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp TPHCM cho biết, hàng năm, sản xuất nông nghiệp đã phát sinh một lượng lớn phế phẩm nông nghiệp như: Phế phẩm trồng trọt, chăn nuôi, thủy sản, lâm nghiệp… Sử dụng hiệu quả nguồn phế phẩm nông nghiệp này đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc duy trì nông nghiệp bền vững và nâng cao hiệu quả kinh tế nền nông nghiệp.

Từ lâu, than sinh học đã được ví như “vàng đen” trong nông nghiệp bởi vô vàn ứng dụng hữu ích. Đây là một khoáng chất dạng rắn giàu carbon thu được từ việc nhiệt phân yếm khí sinh khối, ví dụ là các phụ phẩm nông nghiệp. Tùy thuộc vào nhiệt độ nhiệt phân và loại sinh khối mà sản phẩm thu được có thành phần và tính chất khác nhau.

Loại than này có thể được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu sinh khối như bã mía, vỏ trấu, mùn cưa, vỏ trái cây, rơm rạ, vỏ cà phê…, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như làm chất xử lý môi trường; sản xuất phân bón sinh học; cải tạo đất; làm chất xúc tác, chất hấp phụ...

“Việc ứng dụng công nghệ để sản xuất than sinh học không chỉ giúp nông dân giảm chi phí đầu vào, “đổi đời” cho phế phẩm nông nghiệp - chăn nuôi, mà còn là một trong những lựa chọn để bắt nhịp với xu hướng nông nghiệp “xanh” và “sạch” trên toàn cầu”, TS Công nói.

Nhóm nghiên cứu cho biết, với phế phẩm nông nghiệp (rơm rạ, vỏ trấu, vỏ cà phê…) sau khi nung yếm khí, sản phẩm thu được là mẫu than sinh học có khả năng cô lập, giữ khí CO2 trong đất, đồng thời, đặc tính xốp giúp đất giữ nước, dưỡng chất và bảo vệ vi khuẩn có lợi.

Cùng với đó, than sinh học còn có tác dụng khử mùi và khử trùng có thể sử dụng kết hợp với chế phẩm vi sinh để làm lớp thảm sinh học cho các trại chăn nuôi. Từ phế phẩm vỏ cam qua quá trình nhiệt phân yếm khí, sản phẩm thu được còn chứa hợp chất kim loại được sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng tổng hợp sản phẩm diesel sinh học.

Đối với phế phẩm chăn nuôi (xương bò, xương cá, vỏ hàu…), sản phẩm mẫu than BC-S có màu đen, không mùi, có cấu trúc dạng khoáng chứa nhiều nhóm chức hữu cơ và carbon. Bề mặt của mẫu than thể hiện cấu trúc là các hạt phẳng xếp chồng lên nhau, kích thước hạt trung bình là 10μm, xen giữa các hạt phẳng là các rảnh mao quản, hạt phẳng tương đối đều nhau, các lỗ trống xen kẽ nhiều và sâu làm tăng diện tích bề mặt riêng, vì vậy có thể ứng dụng để hấp phụ hóa học.

Đặc biệt, sản phẩm có khả năng làm mất màu xanh Metylen và thuốc tím tương đối tốt. Do đó, than xương phù hợp để ứng dụng làm chất hấp phụ xử lý màu hoặc kim loại nặng có trong nước thải.

Nền móng của nông nghiệp tuần hoàn

“Việc hoàn tất quy trình sản xuất than sinh học từ phế phẩm nông nghiệp - chăn nuôi sẽ tạo ra vòng tuần hoàn khép kín, giúp sử dụng tài nguyên một cách tiết kiệm, hiệu quả, nhất là giảm thiểu chất thải gây ô nhiễm môi trường, bảo vệ hệ sinh thái và sức khỏe con người.

Nông nghiệp tuần hoàn muốn thành công cần trợ lực của khoa học công nghệ. Hiện nay, nhóm đang nghiên cứu, ấp ủ kế hoạch sản xuất than sinh học từ các nguồn phế phẩm khác nhau, nhằm mục tiêu đa dạng hóa cách thức phát triển nông nghiệp tuần hoàn, nông nghiệp hữu cơ”, TS Công chia sẻ.

Khi phân hủy, than sinh học cũng sẽ tạo ra một lượng phân bón hữu cơ cung cấp ngược cho đất, khử mùi và khử trùng. Nếu sử dụng kết hợp than sinh học với một số chế phẩm vi sinh khác, có thể tạo ra một lớp thảm sinh học phục vụ chăn nuôi. Than sinh học chứa những hệ vi sinh.

Nếu cung cấp được những vi sinh có lợi này vào đất sẽ tạo một nguồn dinh dưỡng, cây trồng dễ dàng hấp thụ. Bên cạnh đó, than sinh học đặc biệt thu hút bởi hiện nay trong bối cảnh sản xuất giảm phát thải, vấn đề tín chỉ carbon trở nên “nóng” hơn.

Theo TS Công, nông nghiệp tuần hoàn muốn thành công cần trợ lực của khoa học công nghệ và cả toán học, có chuyên nghiệp hóa nông nghiệp thì mới tạo được dòng năng lượng và dòng vật chất trong sản xuất nông nghiệp một cách liên tục.