Chắc hẳn ai sống ở Việt Nam dù ít dù nhiều cũng đã từng thấy cảnh các khu chợ sau một buổi sáng lao động vất vả tràn lan rác thải, bất kể là rau thối, hỏng hay nước thải từ việc xử lý các loại thực phẩm như rau, củ, quả, thịt, cá,… Tuy nhiên, liệu bạn có từng tưởng tượng rằng sẽ có một ngày cảnh tượng đó hoàn toàn biến mất? Hiển nhiên, giấc mộng đó đối với một số người không khác gì bảo sông Tô Lịch có ngày trong veo. Tuy nhiên, một sáng chế Việt mới đây có khả năng là điều hiện thực hóa ước mơ không tưởng đó cho xã hội.

Rau quả thường không thể bảo quản được lâu ngày.

Nếu sau thu hoạch mà mang ra chợ bán không ai mua thì khả năng cao là các tiểu thương sẽ phải vứt bỏ số rau củ đó. May ra còn một ít vẫn đủ tươi mới thì có thể mang về tự nấu bữa tối.

Tuy nhiên, hầu hết các loại rau củ mà để đến ngày thứ 2 sau thu hoạch là đã không thể nào ăn được nữa rồi

Cộng thêm việc chuyên chở số rau củ đó từ khu chợ về nhà cũng là một vấn đề không nhỏ nên đa phần tiểu thương phải nhịn đắng nuốt cay mà vứt, tiêu hủy số rau đó.

Một vài người đổ ‘rác’ đúng nơi quy định nhưng mà đa phần, theo ta biết và thấy, thì đều không quan tâm đến vấn đề này và vứt ngay nơi mình bán, để lại khung cảnh lòng đường bết bát, đen ngòm vì rau quả thối tràn lan.

Nhận thức được tình trạng này, hiểu rõ nguyên do ô nhiễm môi trường gốc rễ ngoài ý thức của người dân thì chính là do vấn đề bảo quản rau củ quả tươi mới, TS. Phạm Hồng Nam và các cộng sự của mình đã đề xuất một phương pháp mới giúp loại bỏ hiệu quả hơn khí etylen ra khỏi môi trường lưu trữ rau quả, từ đó góp phần kéo dài thời gian bảo quản nông sản.

Công nghệ loại bỏ khí etylen giúp rau quả tươi mới lâu hơn

Theo TS. Phạm Hồng Nam cho biết, dù rằng nước ta đã có nhiều biện pháp nhằm giải quyết tình trạng này nhưng hầu hết các biện pháp đó đều không khả thi, có tính áp dụng thực tiễn cao. Ngoài ra, các biện pháp hiệu quả thật sự lại được các doanh nghiệp giữ như ‘bí mật kinh doanh’ và không chia sẻ cho công chúng.

Tuy nhiên, cũng chính tình trạng này đã khiến các thành phần tri thức như TS. Nam muốn tìm ra giải pháp hiệu quả, hợp lí để giữ gìn cảnh quan môi trường đồng thời giúp các tiểu thương, người dân tiết kiệm được một số lớn rau quả, củ cải, góp phần làm giảm tải gánh nặng của người dân.

Công nghệ loại bỏ khí etylen giúp rau quả tươi mới lâu hơn

Ngoài các quy trình thu hái, yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, vi sinh vật, thành phần khí quyển bảo quản (như nồng độ O2, CO2,…) vốn là thiết yếu đối với việc bảo quản rau quả tươi mới, nhóm của TS. Nam cũng đã chú ý đến một nhân tố đặc biệt quan trọng, thậm chí có thể nói là then chốt đối với quy trình bảo quản rau củ tổng thế. Đó chính là khí etylen – một sản phẩm của quá trình chuyển hóa nội sinh trong rau quả tươi sau thu hái.

Đây là một hormone tự nhiên thúc đẩy quá trình chín của rau quả tươi. Chính vì vậy mà nếu nồng độ etylen trong môi trường bảo quản rau gia tăng, loại khí này sẽ đẩy nhanh tốc độ chín của rau quả và từ đó làm giảm thời gian bảo quản sản phẩm.

Đôi khi chín quá nhanh cũng là điều không tốt và đó là điều đặc biệt quan trọng cần phải lưu tâm nếu muốn bảo vệ rau củ quả lâu trong môi trường tự nhiên.

Qua đó, nếu muốn giảm tốc độ chín của rau củ quả, đồng thời từ đó đạt được mục tiêu bảo quản rau củ quả tươi mới lâu hơn, giảm thải khí etylen chính là một yếu tố quan trọng hơn cả.

“Nghiên cứu thực tế trên 23 loại rau quả tươi khác nhau cho thấy, khi duy trì ngưỡng nồng độ etylen trong môi trường bảo quản ở mức 5ppb, thời gian bảo quản tăng 60% so với ngưỡng nồng độ 0,1ppm – ngưỡng được coi là chấp nhận được đối với một quá trình bảo quản rau củ tươi. Vì vậy, việc kiểm soát khí etylen là một trong những yếu tố quan trọng quyết định thời gian bảo quản. Nếu làm cho nồng độ etylen càng thấp thì thời gian bảo quản càng được kéo dài”, TS. Nam giải thích.

Ưu điểm của công nghệ loại bỏ khí etylen của nhóm

TS. Nam cho biết rằng mình và các cộng sự đã tìm hiểu kĩ thị trường về các công nghệ loại bỏ khí etylen trên thế giới.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu cho biết rằng hiện nay thế giới đang có 3 phương pháp chính để giải quyết vấn đề về nồng độ khí etylen, đó là:

  • Sử dụng chất xúc tác;
  • Sử dụng màng vi sinh;
  • Sử dụng các chất hấp phụ – oxy hóa.

Các phương pháp trên đều có khả năng làm giảm khí etylen và đều có độ hiệu quả ở mức nhất định, song vẫn có nhiều vấn đề tồn đong.

Chẳng hạn như là các chi phí cần thiết để sử dụng biện pháp chất xúc tác lại quá cao, không có tính áp dụng thực tiễn cao trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển như Việt Nam.

Lại có biện pháp như biện pháp màng vi sinh có chi phí rẻ lại không có đủ độ hiệu quả, không ổn định.

Hiện tại, theo tiến sĩ, trong 3 phương pháp trên thì chỉ có biện pháp sử dụng các chất hấp phụ là có ổn định cao và có khả năng thực tiễn: “Với phương pháp còn lại là sử dụng các chất hấp phụ – oxy hóa, đây là giải pháp phổ biến nhất do hiệu quả tốt và không tốn nhiều chi phí vận hành.”

Chính vì thế mà đây cũng là phương hướng mà nhóm nghiên cứu tìm tòi phát triển để tìm ra giải pháp giúp xã hội và môi trường Việt Nam khỏi vấn đề bảo quản rau củ.

Cụ thể, mô hình thiết bị loại bỏ khí etylen của nhóm có cấu tạo chính gồm:

  • Tháp hấp phụ – oxy hóa dạng tầng sôi;
  • Tháp sấy hoàn nguyên (để tăng hiệu quả hoạt động của hạt vật liệu);
  • Hệ thống vận chuyển các hat vật liệu được thiết kế nhằm đảm bảo sự tuần hoàn liên tuc của chúng.

Để tạo thuận lợi cho quá trình loại bỏ khí etylen, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn các hạt vật liệu có dạng cầu và có kích cỡ phù hợp với tốc độ của quạt ở tháp tầng sôi cũng như tương thích với kết cấu của tấm chặn phối khí.

Với cấu tạo này, không khí trong môi trường bảo quản sẽ được quạt hút vào tháp hấp phụ – oxy hóa, sau đó được tấm chặn phân phối khí phân bố đi. Sau khi các hạt vật liệu hấp phụ etylen, chúng sẽ được luân chuyển sang tháp hoàn nguyên thông qua cơ cấu vận chuyển hạt và được tách biệt với  môi trường bảo quản. Các hạt này tiếp đó sẽ được sấy khô (hoàn nguyên) và rơi xuống đáy tháp sấy, từ đó đi vào khoảng không phía trên của tấm chặn phân phối khí và chuẩn bị cho chu trình tiếp theo. Đồng thời cũng ở bước sấy này, hơi nước sẽ bị cuốn ra ngoài theo cửa xả khí.

Với những sáng kiến này, thiết bị loại bỏ khí etylen do TS. Nam và các đồng nghiệp phát triển đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền sáng chế số 1-0030332 vào 25 tháng 12 năm 2021.

Khi được hỏi về kế hoạch trong tương lai, nhóm của TS. Nam cho biết rằng họ sẽ tiếp tục nghiên cứu việc tích hợp hệ thống đo nhiệt độ, độ ẩm, khí etylen,… và ứng dụng công nghệ số để có thể tạo ra một thiết bị hoàn chỉnh và thuận tiện, có hiệu quả áp dụng cao và có cả hiệu quả về chi phí để cho những người dân bình thường cũng có thể dễ dàng sử dụng. 

(Theo Bài viết hợp tác giữa Cục Sở hữu trí tuệ và Báo Khoa học và Phát triển)