Tái chế rác thải thực phẩm bằng công nghệ nhiệt: Giải pháp bền vững và sinh lợi cho nông dân và đô thị

Tái chế rác thải thực phẩm không chỉ là biện pháp bảo vệ môi trường mà còn có thể trở thành một mô hình kinh doanh sinh lợi nếu được thực hiện bằng các công nghệ nhiệt hiện đại, dễ tiếp cận. Một trong những giải pháp khả thi là nấu chiên rác thực phẩm kết hợp với công nghệ khí hóa mẻ (batch gasifier) giá rẻ, có thể hoạt động từ 3 đến 10 giờ cho mỗi mẻ. Mỗi lần nấu chiên sẽ đồng thời tạo ra biochar – một sản phẩm có giá trị cao hơn cả sinh khối đầu vào, và không cần sử dụng đến các lò biochar gây ô nhiễm như trước đây. Lượng nhiệt sinh ra từ quá trình khí hóa giúp chiên nấu rác thực phẩm mà vẫn mang lại lợi nhuận. Thực phẩm đã chiên có thể được ép viên, hút chân không và vận chuyển tới các nông trại nhỏ để lên men làm thức ăn cho vật nuôi. Khí dầu mỡ phát sinh trong quá trình chiên có thể được xử lý qua màng lọc vỏ trấu hoặc biochar, đảm bảo an toàn môi trường.

Ngoài ra, công nghệ sấy bằng hơi nước quá nhiệt (superheated steam) mang đến nhiều lợi ích vượt trội khi xử lý rác thực phẩm: khử trùng hiệu quả, không làm biến tính protein hay phá hủy vitamin, giữ lại các dưỡng chất quan trọng. Sau khi sấy khô, rác thực phẩm có thể nghiền thành bột và trộn với biochar để ép viên. Bột thực phẩm sấy khô dễ vận chuyển hơn nhiều so với rác thực phẩm ướt, tiết kiệm đáng kể chi phí logistics. Rác thực phẩm sau khi sấy có thể phối trộn theo tỷ lệ dinh dưỡng phù hợp với gia cầm, gia súc, thủy sản hoặc dùng để lên men tùy nhu cầu. Đặc biệt, một thiết bị tạo hơi quá nhiệt từ khí hóa (Gasifier Superheated Steam Generator) có thể được chế tạo chỉ với khoảng 130 USD, sử dụng hơi nước bão hòa từ nồi áp suất dẫn qua bộ trao đổi nhiệt bằng khí nóng thải từ lò khí hóa.

Mô hình xử lý phân tán cũng khả thi: nhà hàng có thể tự sấy khô rác tại chỗ, lưu trữ để thu gom định kỳ; hộ gia đình có thể gom rác để đưa đến các trạm xử lý cộng đồng. Thành phố có thể xây dựng mạng lưới các trạm sấy hoặc chiên rác thực phẩm quy mô nhỏ. Các tổ chức xã hội, hợp tác xã có thể tổ chức thu gom, xử lý và kinh doanh sản phẩm đầu ra – bột thức ăn từ rác và viên biochar – với tiềm năng sinh lợi cao. Điều này giúp thay thế hoàn toàn việc chôn lấp, đốt rác, ủ phân hay lên men sinh học – vốn tốn kém và gây hại môi trường. Hơn nữa, thiết bị sấy hơi quá nhiệt còn có thể ứng dụng để xử lý các loại chất thải dễ hư hỏng khác.

Việc sấy và ép viên rác thực phẩm giúp giảm tới hơn 80% trọng lượng và thể tích, đồng thời sản phẩm có thể bảo quản dài ngày mà không cần làm lạnh. Chỉ với một vài phụ gia nhỏ, viên thức ăn từ rác thực phẩm có thể thay thế hoàn toàn các loại thức ăn chăn nuôi nhập khẩu với giá dao động từ 400 đến 1.000 USD/tấn. Tại Việt Nam, một tấn biochar chất lượng cao có thể bán được với giá khoảng 2.120 USD, trong khi chi phí sản xuất một tấn viên nhiên liệu chỉ khoảng 50 USD, hoàn toàn từ phụ phẩm nông lâm nghiệp không cần chặt cây.

Việt Nam hiện thải ra hơn 8,8 triệu tấn vỏ trấu mỗi năm, phần lớn bị đốt bỏ lãng phí. Một tấn viên vỏ trấu khi khí hóa sẽ tạo ra khoảng 330 kg biochar, tương đương hơn 700 USD giá trị. Đây là một mô hình tạo nhiệt năng sạch, sinh lời, không cần đến các lò đốt ô nhiễm. Nhà hàng vừa nhận được nhiên liệu miễn phí, vừa được thu gom rác miễn phí, đổi lại tạo ra hai sản phẩm có giá trị cao: viên biochar và viên thức ăn từ rác. Mô hình này hoàn toàn có thể mở rộng ở tất cả các thành phố lớn. Hộ gia đình cũng có thể áp dụng tương tự.

Tại Việt Nam, có tới 70% rác hộ gia đình là rác thực phẩm, còn lại chủ yếu là phế liệu dễ phân loại thủ công. Khi rác thực phẩm được tách riêng để chiên hoặc sấy khô, lượng và chất lượng phế liệu còn lại sẽ tăng lên đáng kể do không bị ô nhiễm.

Việc tái sử dụng trực tiếp rác thực phẩm đã sấy làm thức ăn (cấp độ 1) vượt trội hơn hẳn việc dùng rác thực phẩm làm thức ăn cho sâu hoặc giun (cấp độ 2), vì loại bỏ được một bậc trong chuỗi dinh dưỡng, từ đó tăng hiệu suất hoàn trả dinh dưỡng về nông nghiệp. Ngay cả khi rác thực phẩm bị hư và không thể sấy làm thức ăn, vẫn có thể dùng làm thức ăn cho ấu trùng ruồi lính đen. Khi đã sấy khô hiệu quả, việc ủ phân rác thực phẩm (cấp độ 3) cũng không còn cần thiết. Tất cả đều hướng đến một nền kinh tế tuần hoàn hiệu quả và bền vững hơn cho nông nghiệp.

Author: WeGreen Team