Đại học Bách khoa Hà Nội, Việt Nam
Trong nuôi trồng thủy sản (ngành nông nghiệp tập trung vào thủy/hải sản) ở Việt Nam, nước chứa tạp chất là một vấn đề nghiêm trọng có thể làm giảm hiệu suất sản xuất các sản phẩm như tôm. Các chất làm sạch hiện không có sẵn. Đặc biệt tại những khu vực nông thôn, chất lượng nước kém có thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và gia súc. Người ta thường sử dụng zeolit (hợp chất kết hợp từ nhôm, silic và oxy) để làm sạch nước. Nó rất hiệu quả cho cả nước và đất đai tại nhiều vùng ở Việt Nam
Cho đến gần đây, zeolit đã được nhập khẩu chủ yếu từ các quốc gia khác. Do đó nó có giá cực kì đắt. Vì lý do giá thành; nhiều nông dân và công ty đã không thể làm sạch nguồn nước và đất đai của họ. Việc Sản xuất nội địa zeolit ở Việt Nam theo những phương pháp thông thường là rất khó vì các nguyên liệu và cơ sở hạ tầng cần thiết đều không có sẵn.
Các đặc tính
Zeolit được mô tả lần đầu vào giữa những năm 1700. Chúng đã được phát hiện là có chất lượng hấp thụ tuyệt vời. Chúng có cấu trúc xốp có thể chứa nhiều ion mang điện tích dương; là các aluminosilicat ngậm nước của các kim loại kiềm và kiềm thổ. Ngoài ra, chúng được hình thành tự nhiên ở những nơi như núi lửa và tro tiếp xúc với nước ngầm có tính kiềm. Tính đến tháng 1 năm 2011; có 40 loại zeolit tự nhiên đã được xác định và hơn 150 loại đã được tổng hợp trên toàn thế giới. Zeolit có tỉ lệ hấp thụ cao và tính khử khuẩn độc đáo cùng với nhiều đặc tính khác. Do đó, các zeolit tự nhiên và zeolit tổng hợp thường được dùng trong thương mại.
Các đặc tính của zeolit cực kì hữu dụng trong việc mở rộng vụ mùa và sinh sản động vật. Trên tất cả, chúng tiếp tục là một công cụ quan trọng trong nền nông nghiệp nói chung.
Ứng dụng
Đối với nền nông nghiệp trên đất liền, chúng làm giảm các chất có hại. Do đó giảm thiểu nguy cơ bệnh đường ruột; kiểm soát độ ẩm; và giữ cho hàm lượng amoniac trong phân động vật giảm xuống. Trong nuôi trồng thủy sản, việc bổ sung zeolit vào nước làm tăng hiệu quả dinh dưỡng của thức ăn. Điều này làm giảm đi nguy cơ dịch bệnh; sạch nước cho trại giống tái tuần hoàn (một cơ sở thủy sản nơi trứng được ấp dưới điều kiện nhân tạo); cung cấp không khí giàu oxi cho chăn nuôi cá và vận chuyển; giảm hàm lượng nitơ trong nước chảy ra lỗ ấp.
Đối với nhiều ứng dụng, zeolit tổng hợp được dùng do chất lượng cao của chúng. Tuy nhiên, chúng cần nhiều loại hóa chất cho quá trình sản xuất nên có chi phí tổng hợp cao. Thêm vào đó, các chất cần thiết cho quá trình tổng hợp không dễ tiếp cận. Do đó, nhiều nước đang phát triển như Việt Nam không có cách tiếp cận đến zeolit; và ngành nông nghiệp của họ phải chịu ảnh hưởng.
Nghiên cứu và phát triển
Nhằm phát triển một giải pháp hiệu quả hơn về mặt kinh tế; vào năm 1998 một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại Học Bách Khoa Hà Nội (HUT) được tài trợ bởi chính phủ Việt Nam và dẫn đầu là Tiến sĩ Hoàng Trọng Yêm của Bộ môn Hóa Hữu Cơ, Khoa Công nghệ Hóa học tại HUT; đã tiến hành một chương trình nghiên cứu và phát triển (R&D) nhằm phát triển nguyên liệu zeolit nội địa.
Một trong những yếu tố thúc đẩy dự án này chính là ngành công nghiệp tôm ở Việt Nam. Tôm là mặt hàng quan trọng của quốc gia này; và đã vượt qua gạo trở thành nông sản chủ yếu ở nhiều tỉnh đảo và trung tâm. Tuy nhiên, do chi phí cao nên nhiều trang trại nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam đã không dùng các chất làm sạch hóa học như zeolit. Khi tôm phát triển, nhiều tác nhân độc hại được tạo ra và lưu thông trong các trại giống. Điều này làm giảm đi chất lượng nước và dẫn đến việc tôm chết hàng loạt. Những con tôm còn sống còn lại đều có chất lượng thấp; thậm chí có thể gây nguy hiểm đến sức khỏe người tiêu dùng.
Tiến sĩ Yêm và nhóm của ông bắt đầu nghiên cứu các phương pháp để phát triển một loại nguyên liệu zeolit với các khoáng chất có sẵn tại địa phương. Cuối cùng họ quyết định tập trung vào kaolin, một loại nguyên liệu mềm, có cấu tạo như đất sét màu trắng mà với giá cực rẻ và có thể được tìm thấy ở nhiều nơi khắp lãnh thổ Việt Nam.
Nghiên cứu của họ tập trung vào 3 loại zeolit cụ thể: A, P và X. Ba loại này có tính hấp thụ đặc biệt tốt và cũng có khả năng trao đổi ion đáng kể (mức độ mà nước có thể hấp thụ và trao đổi ion điện tích dương). Điều này khiến chúng đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng nuôi trồng thủy sản. Sau một năm thực hiện quá trình R&D chuyên sâu, vào tháng 9 năm 1999 nhóm nghiên cứu đã phát minh thành công một phương pháp chuyển đổi kaolin thành zeolit.
Phát minh
Nhờ những nỗ lực của mình; nhóm nghiên cứu không chỉ phát minh một phương pháp mà là 14 phương pháp khác nhau tạo ra các loại zeolit tương ứng khác nhau có nguồn gốc từ kaolin của Việt Nam. Các nguyên tắc cơ bản của mỗi phương pháp là giống nhau. Tuy nhiên mỗi phương pháp đều có một chút khác biệt nhằm tạo ra loại zeolit mong muốn. Điều mới mẻ của phương pháp này nằm trong việc sử dụng kaolin hữu cơ được khai thác ở Việt Nam. Thêm vào đó, tất cả nguyên liệu zeolit không chỉ có thể được dùng nhằm tăng sản lượng và chất lượng tôm; nó còn có thể được dùng để tăng cường sức khỏe gia súc.
Phương pháp bao trùm bao gồm một số bước quan trọng. Đầu tiên, kaolin tự nhiên phải có các đặc tính thích hợp được xác định và thu thập. Cấu trúc, nguyên liệu và chất lượng của kaolin được thu thập sau đó sẽ được phân tích. Tiếp theo, kaolin được làm khô; nghiền và vôi hóa (làm cứng lại do lắng đọng hoặc chuyển hóa thành canxi cacbonat hoặc hợp chất canxi không hòa tan khác). Điều này khiến nó sẵn sàng cho quá trình kết tinh zeolit. Khi tinh thể zeolit đã được tạo ra; chúng được thêm vào các sản phẩm thích hợp (như phân bón và thức ăn cho tôm, cùng với những thứ khác); cũng như thêm cả vào nước trong các buồng ấp và trong các cánh đồng nông nghiệp.
Quản lý Sở hữu trí tuệ (IP)
Năm 2005, HUT tạo nên một bộ phận sở hữu trí tuệ (IP) trực thuộc Văn phòng Khoa học và Công nghệ của trường Đại học. Bộ phận SHTT có nhiều nhiệm vụ; đó là: tư vấn và hỗ trợ các nhà nghiên cứu, giảng viên và sinh viên trong việc bảo vệ quyền SHTT; giám sát và quản lí SHTT; xúc tiến đẩy mạnh hoạt động SHTT; phát triển và huấn luyện các chuyên gia SHTT; cung cấp thông tin bằng sáng chế và thông tin SHTT cho HUT; và hợp tác toàn cầu với các tổ chức SHTT khác.
Để bảo đảm rằng những mục tiêu này được thực hiện; Bộ phận SHTT có một quy trình rõ ràng cho việc bảo vệ quyền SHTT. Đầu tiên, (các) nhà phát minh liên lạc với bộ phận SHTT và nói về phát minh của họ. Sau đó bộ phận SHTT đánh giá sự phát triển công nghệ. Tiếp theo, (các) nhà sáng chế hoàn thành và nộp đơn bảo vệ sáng chế và bất kì văn bản yêu cầu nào khác theo hướng dẫn của bộ phận SHTT. Bộ phận SHTT sẽ thực hiện các sửa đổi cần thiết và trình lên Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam (NOIP). Tất cả các khoản phí nộp đơn do Bộ phận SHTT thanh toán thay cho HUT.
Trong trường hợp có bất kì sự thay đổi hoặc các hành động nào được yêu cầu từ Cục SHTT; bộ phận SHTT sẽ cam kết thực hiện những thay đổi này với sự phối hợp từ (các) nhà sáng chế. Khi bảo hộ quyền SHTT (chẳng hạn liên quan đến bảo vệ bằng sáng chế); bộ phận SHTT sẽ lưu giữ chứng chỉ gốc và chuyển tiếp một bản sao đến (các) nhà sáng chế. Tất cả quyền SHTT được bảo mật vẫn là tài sản của HUT.
Bằng sáng chế, mô hình tiện ích và nhãn hiệu
Theo quy trình và hướng dẫn do Bộ phận SHTT thực hiện; tiến sĩ Yêm và nhóm nghiên cứu của ông nộp đã nộp đơn đăng ký sáng chế lên Cục SHTT cho các công nghệ và quy trình do họ phát minh ra liên quan đến vật liệu zeolit phát triển từ chất kaolin khai thác nội địa. Vào năm 2006, HUT đã thực hiện các ứng dụng bằng sáng chế và mô hình tiện ích cho mỗi phương pháp trong số 14 phương pháp được phát minh của mình liên quan đến zeolit được phát triển trong nước.
Nhằm quảng cáo nguyên liệu zeolit mới; bộ phận SHTT đã đăng kí nhãn hiệu cho bốn loại zeolit: “Bk-z4a,” “Bk-z13x,” “Bk-zsr,” và “Bk-zcr”. Mỗi loại nhãn hiệu đều có tên zeolit tiếng Việt và đi kèm với logo của trường Đại học.
Cấp phép
HUT có một giàn quan hệ rộng lớn giữa đội nghiên cứu R&D và các doanh nghiệp thương mại. Khi các công ty nghe về lợi ích của phát minh này thì nhiều yêu cầu xin cấp phép đã được gửi đến trường đại học. Thêm vào đó, công nghệ được phô bày ở nhiều triển lãm và hội chợ xuyên suốt Việt Nam. Điều này đã mang lại nhiều hứng thú hơn nữa đến việc cấp phép. Vào tháng 10 năm 2006; HUT kí một bản hợp đồng cấp phép quan trọng với công ty lớn tại Việt Nam. Điều này tạo điều kiện cho việc chuyển giao công nghệ và cung cấp kĩ thuật cần thiết để tăng tiến việc thương mại hóa.
Ngoài thỏa thuận cấp phép chính này; trường cũng ký kết nhiều thỏa thuận cấp phép với các công ty sản xuất sản phẩm chăn nuôi gia súc ở tỉnh Bắc Giang. Tiến xa hơn nữa về công nghệ; HUT đã ký thỏa thuận cấp phép bổ sung để xử lý nước ở các tỉnh phía Bắc là Hà Tây và Vĩnh Phúc. Do mạng lưới mạnh mẽ và các hoạt động tiếp cận do trường thực hiện để thúc đẩy công nghệ; HUT ngày càng nhận được nhiều yêu cầu cấp phép hơn từ các công ty; viện nghiên cứu và sở khoa học và công nghệ cấp tỉnh.
Thương mại hóa
Năm 2006, công ty thỏa thuận với HUT xây dựng một nhà máy có thể sản xuất zeolit loại X và P cho các ứng dụng nuôi trồng thủy sản. Nhà máy có công suất 3.000 tấn mỗi năm. Nó được xây dựng tại Khu kinh tế Đình Vũ, tỉnh Hải Phòng, miền Bắc Việt Nam. Tất cả cao lanh và các nguyên liệu tự nhiên cần thiết khác để sử dụng cho nhà máy này đều được lấy từ các tỉnh lân cận như Hải Đông và Phú Thọ. Các nhà nghiên cứu của HUT cung cấp cho Công ty sự hỗ trợ và bí quyết công nghệ. Ngoài mốc quan trọng này, đến năm 2011, nhiều bên được cấp phép khác cũng đang tiến hành các bước để thương mại hóa công nghệ.
Kết quả kinh doanh
Công ty đã thành công trong việc thương mại hóa. Năm 2011, sản lượng của nhà máy sản xuất tại Khu kinh tế Đình Vũ đạt giá trị bảy tỷ đồng Việt Nam (VND); tương đương khoảng 335.000 đô la Mỹ hàng năm. Do nhu cầu về zeolit trung bình tăng đều đặn hàng năm; nên việc thương mại hóa hơn nữa có khả năng mang lại nhiều doanh thu hơn; đồng thời cũng làm giảm bớt sự phụ thuộc của quốc gia vào hàng nhập khẩu đắt đỏ.
Vào đầu năm 2011; mục tiêu ngắn hạn của HUT là cuối cùng giành được 10% thị trường vật liệu zeolit chất lượng cao; mang lại 650 tỷ đồng (tương đương 31 triệu đô la Mỹ). Mục tiêu này chỉ tính đến các ứng dụng nuôi trồng thủy sản. Nếu nó được mở rộng sang các ứng dụng khác như chăn nuôi gia súc – một hoạt động nông nghiệp quan trọng khác – thì giá trị sẽ tăng lên 2,4 nghìn tỷ đồng (tương đương 115 triệu USD) hàng năm.
Ngoài ra, công nghệ của HUT đã làm sạch các trại giống, hồ và sông. Điều này đã làm tăng chất lượng nước cho người, động vật và môi trường. Do đó, ngành nông nghiệp nói chung đã được hưởng lợi. Đất sạch đã làm tăng sản lượng và sức khoẻ của gia súc và các động vật khác;đồng thời tăng chất lượng của sản phẩm thu được.
Đơn giản, thuần khiết và sáng tạo
Dựa trên việc nhập khẩu đắt tiền có thể là một gánh nặng lớn cho nền kinh tế đang trỗi dậy như ở Việt Nam. Với việc phát triển công nghệ độc nhất của HUT nhằm tạo ra zeolit từ chất kaolin sẵn sàng và có khối lượng lớn; cộng thêm chiến lược sử dụng hệ thống IP và việc cấp phép, ngành nông nghiệp trong nước đang là mũi nhọn tăng trưởng trong tính tự cung tự cấp.
Không còn bị hạn chế bởi việc nhập khẩu đắt tiền, các zeolit sản xuất nội địa có thể đảm bảo sức khỏe gia súc tốt hơn. Điều mà có thể giúp nhiều công ty và nông dân mở rộng phát triển; cống hiến cho sự phát triển kinh tế đất nước. Việc tiếp cận đến zeolit được gia tăng có thể thanh tẩy các buồng ấp và cánh đồng; thanh lọc nước; gia tăng phúc lợi kinh tế và sức khỏe của người dân toàn quốc.
-Vicma-
