Sản xuất “bột giấy sinh học” là một khái niệm tương đối mới, nhưng trong những năm gần đây trở thành khả thi, hiệu quả và là xu thế đối với những dạng nguyên liệu xơ sợi dễ biến đổi sinh học (như các phụ phẩm nông nghiệp rơm rạ, bã mía, thân cây ngô, cỏ…). Đây là phương pháp sử dụng enzyme và các chế phẩm sinh học trong hầu hết các công đoạn sản xuất bột giấy và giấy. Công nghệ này có rất nhiều ưu điểm, giúp giảm đáng kể tiêu hao hóa chất, năng lượng, giảm ô nhiễm, phù hợp với sản xuất quy mô vừa và nhỏ, làm nguyên liệu cho sản xuất giấy bao gói,các tông... Theo các chuyên gia, công nghệ này sẽ giúp giải quyết những vấn đề quan trọng mà công nghệ truyền thống không đáp ứng được.

Tại Việt Nam, bột giấy thường được sản xuất theo phương pháp hóa học và hóa cơ, sản phẩm chính là bột giấy được tẩy trắng hoặc không tẩy trắng, bột giấy hiệu suất cao (là bột cơ tẩy trắng hoặc không tẩy trắng, bột bán hóa). Đặc thù của sản xuất bột hóa và bột bán hóa là mức phát thải lớn, tiêu hao năng lượng cao, vì vậy, chỉ khi quy mô sản xuất lớn, năng suất tương đương với hàng nghìn tấn/năm, thì việc áp dụng công nghệ hiện đại xử lý chất thải (nước thải, khí thải và chất thải rắn) mới khả thi về hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và đáp ứng được các yêu cầu về bảo vệ môi trường hiện hành. Đối với quy mô vừa và nhỏ thì hoặc là không hiệu quả, hoặc là không khả thi.

Thực tế, tại nước ta hiện nay chỉ còn một vài nhà máy sản xuất bột giấy quy mô lớn, giải quyết được các vấn đề năng lượng cho sản xuất và xử lý môi trường như Nhà máy Giấy Bãi Bằng thuộc Tổng công ty Giấy Việt Nam, Công ty CP Giấy An Hòa. Các nhà máy sản xuất quy mô vừa và nhỏ, chiếm đến 60% sản lượng bột giấy trong nước, đã dừng sản xuất từ vài năm nay. Ngoài ra, do không đáp ứng được các yêu cầu về bảo vệ môi trường, lợi nhuận thấp hoặc không có lợi nhuận, thời gian tới đây, nhiều doanh nghiệp đang sản xuất bột giấy bán hóa, theo công nghệ kiềm lạnh truyền thống, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng sẽ phải ngừng sản xuất. Việc này sẽ dẫn đến nhiều sản phẩm giấy có nhu cầu lớn và bức thiết như mặt hàng giấy bao gói, các tông, vốn đang có xu thế gia tăng nhu cầu do tốc độ tăng trưởng công nghiệp sẽ không có nguyên liệu bột giấy thay thế. Với các doanh nghiệp sản xuất mặt hàng này, việc sử dụng bột giấy thương phẩm nhập khẩu hoặc chuyển đổi sang sử dụng bột giấy phế liệu sẽ kéo theo phải thay đổi công nghệ thiết bị đầu tư mới… là những vấn đề không khả thi trong bối cảnh kinh tế khó khăn.

Hiện nay, một số nước nông nghiệp phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, sản xuất bột giấy sinh học là công nghệ phù hợp và mang tính đột phá. Cụ thể, theo nghiên cứu mới đây của Công ty TNHH Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô, tại Viện nghiên cứu sơ sợi hàng đầu tại Bắc Kinh, Trung Quốc, Giáo sư Trương Kiện và các cộng sự đã nghiên cứu thành công và đưa vào sản xuất ở quy mô bán công nghiệp bột giấy sinh học theo phương pháp Abbi Venter. Phương pháp này sử dụng tổ hợp của 30 chủng nấm (nấm mục trắng, nấm mục mềm, nấm mục nâu…) có khả năng phân hủy lignin và một số chất hữu cơ có trong thực vật, quá trình xử lý không cần gia nhiệt, bột giấy thu được có chất lượng phù hợp cho sản xuất giấy. Phương pháp Abbi Venter được áp dụng sản xuất ở quy mô bán công nghiệp (năng suất 10.000 tấn/năm) tại Công ty TNHH Tiền Đạo Bắc Kinh với nguyên liệu chính là cỏ Long tu, ngoài nguyên liệu từ cây nguyên liệu ngắn ngày, thân thảo còn có thể áp dụng đối với các loại tre, nứa và gỗ.

Theo đánh giá tổng quan về tình hình nghiên cứu trong nước cho lĩnh vực sản xuất bột giấy sinh học của Công ty TNHH Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô, với mục tiêu tạo ra các chế phẩm sinh học hiệu quả, giảm tiêu hao hóa chất, năng lượng, nâng cao hiệu quả thu hồi bột giấy, chất lượng giấy cũng như cải thiện tính chất của nước thải sản xuất… những năm gần đây, ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệp giấy tại Việt Nam đã được triển khai theo hai hướng: Nghiên cứu tạo chế phẩm enzyme, chế phẩm sinh học ứng dụng trong công nghiệp giấy; Ứng dụng enzyme thương phẩm và chế phẩm sinh học trong quá trình sản xuất bột giấy và giấy. Các nghiên cứu đã có nhiều kết quả và ứng dụng thành công trong nhiều công đoạn như: tạo bột giấy, tẩy trắng bột, khử mực in giấy tái chế… Nhiều chế phẩm sinh học đã được nghiên cứu và ứng dụng trong công nghệ tái chế giấy loại để tăng hiệu suất bột giấy thu hồi, giảm lượng hóa chất sử dụng… Tiêu biểu như các nghiên cứu: tạo ra chế phẩm enzyme laccase từ chủng Treames Versicolor Mn-Peroxidase từ nấm sợi FBH 11, ứng dụng cho tách loại lignin trong gỗ cứng của Viện Công nghệ sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Phân lập và tuyển chọn ligninase từ chủng Aspergillus flavus mannanase ứng dụng cho tẩy trắng bột giấy của Viện Công nghệ sinh học và Thực phẩm – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội…

Ngoài ra, Công ty TNHH Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô đã triển khai một số nghiên cứu sử dụng enzyme tẩy trắng, trợ nghiền và khử mực giấy phế liệu… Có thể thấy, trong lĩnh vực sản xuất bột giấy sinh học tại Việt Nam, để có được công nghệ khả thi thì cần phải giải quyết được các vấn đề: Tạo được chế phẩm sinh học hiệu quả, phù hợp với từng loại nguyên liệu, bao gồm nhiều vi sinh vật có khả năng cùng lúc phân hủy và chuyển hóa đồng thời các thành phần của nguyên liệu ở một điều kiện nhất định. Đây là vấn đề cốt lõi cho công nghệ sản xuất bột giấy sinh học; Xác lập được quy trình công nghệ cho từng dạng nguyên liệu; Nghiên cứu thử nghiệm ở các quy mô khác nhau, hệ thống hóa, điều chỉnh phù hợp theo từng cấp độ để triển khai ở quy mô công nghiệp…

Thực tế tại nước ta, do khó khăn về cơ sở vật chất, trình độ KHCN, chưa tạo được chế phẩm sinh học hiệu quả, có thể chuyển hóa hoàn toàn các dạng nguyên liệu giấy thành bột giấy mà mới chỉ tạo được các chế phẩm thúc đẩy quá trình tạo bột giấy ở mức độ rất thấp như tách loại lignin, biến tính xơ sợi trợ nghiền. Mặc dù đã có những nghiên cứu được triển khai, nhưng đầu tư còn hạn chế, chủ yếu sử dung emzyme thương phẩm, trang thiết bị nghiên cứu thiếu thốn… là những trở ngại không nhỏ cho sản xuất bột giấy sinh học. Tuy nhiên, với những hiệu quả thiết thực về mặt kinh tế và môi trường, việc bắt tay với các đối tác nước ngoài thành công, có kinh nghiệm trong lĩnh vực này là điều cần thiết phải xúc tiến và đẩy mạnh.

Phan Minh