Bảo vệ môi trường toàn cầu đang tác động làm thay đổi hướng công nghệ sản xuất da thuộc. Tới 80-90%  tổng mức ô nhiễm gây ra trong khâu chuẩn bị thuộc và thuộc bởi các chất thải dạng rắn, lỏng và khí như vôi, sulphua, crôm, sulphua hydro…Sử dụng chế phẩm enzyme thay thế hóa chất là hướng nghiên cứu quan trọng cho nhiều công đoạn thuộc da. Đề tài nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết bị thuộc da  sử dụng chế phẩm enzym proteaza và lipaza”, Mã số đề tài, dự án: 06.08/ CNSHCB , thuộc: “Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020” là bước đi đầu tiên trong công cuộc đó.

Có thể nói da thuộc và môi trường là hai mặt của đồng tiền. Da thuộc được làm ra từ phế liệu của công nghiệp thực phẩm (da động vật) nhờ công nghệ thuộc. Nhưng thuộc da lại gây ô nhiễm cho môi trường bởi các chất thải. Công nghệ thuộc da gồm nhiều khâu: khấu chuẩn bị thuộc (làm sạch da và chuẩn bị điều kiện để thuộc); khâu thuộc (tạo cho da không bị phân hủy trong không khí); khâu hoàn thành (Tạo các tính chất sử dụng cho da). Mỗi khâu đều sử dụng nhiều hóa chất và đưa ra chất thải với lượng lớn COD, BOD, TDS.
 

Ứng dụng công nghệ sinh học là phương pháp sản xuất sạch:

Sử dụng chế phẩm enzym là ví dụ điển hình của xu hướng công nghệ mới trên ngưỡng cửa thế kỷ 21, đó là sự kết hợp giữa các ngành hóa học và sinh học, mà kết quả là những sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Bản chất của enzyme là protein, nhưng không phải tất cả các protein đều là enzyme mà chỉ có những protein có khả năng tham gia xúc tác vào phản ứng sinh hóa.

Chế phẩm enzyme có thể sử dụng trong nhiều công đoạn sản xuất da thuộc: Hồi tươi (da được làm sạch và hút lại lượng nước đã mất trong bảo quản), tẩy lông (loại bỏ lông và tạo cấu trúc mở cho da), làm mềm (loại bỏ các protein không cần thiết), tẩy mỡ (loại bỏ mỡ trong da).

Hồi tươi: Sự tiến bộ ở chỗ chế phẩm enzym có khả năng loại bỏ các protein không dạng collagen, mỡ giữa các bó sợi, giảm nhăn cho da, rút ngắn thời gian hồi tươi.

Tẩy lông- ngâm vôi: Công nghệ tẩy lông thông thường sử dụng vôi và natri sulphua, đây là nguồn ô nhiễm lớn. Chế phẩm enzyme làm lỏng chân lông, sau đó nhò tác dụng của máy nạo lông loại bỏ lông. Nhờ đó, giúp giảm lượng lớn natri sulphua.

Làm mềm: Sử dụng chế phẩm enzyme loại bỏ các loại protein khác collagen, tạo thay đổi cấu trúc mặt cật và một vài tính chất lý học của da thuộc.

Tẩy mỡ: Lượng mỡ trong một số loại da rất lớn, nhất là da lợn, cừu…Dùng chế phẩm enzyme tẩy mỡ tránh đưa ra môi trường dung môi hay chất tẩy rửa.

Mặc dù có nhiều nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme trong các công đoạn thuộc da, nhưng cho đến nay việc áp dụng trong sản xuất vẫn còn nhiều khó khăn. Lượng chế phẩm enzyme thương mại không nhiều, phản ứng do enzym xúc tác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nồng độ E, bản chất và nồng độ các chất phản ứng (cơ chất S), nhiệt độ, pH môi trường, các ion kim loại, các chất vô cơ và hữu cơ khác…

Điều đáng lưu ý là các yếu tố lý hoá không chỉ ảnh hưởng đến phản ứng enzym theo kiểu giống như các phản ứng hoá học thông thường, mà còn ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng không gian tác dụng của chúng đối với cấu trúc phân tử enzym.

              Thùng quay bán tự động

Đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết bị thuộc da  sử dụng chế phẩm enzym proteaza và lipaza” đã nghiên cứu lựa chọn các chế phẩm enzyme phù hợp với từng công đoạn hồi tươi, tẩy lông, làm mềm sau tẩy vôi, làm mềm trong dung dịch a xít hóa; khái quát các ảnh hưởng trong công nghệ và sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm tìm thông số kỹ thuật tối ưu. Để ứng dụng chế phẩm enzyme trong thuộc da, đề tài cũng đã nghiên cứu chế tạo được phu lông bán tự động, có thể kiểm soát được tốc độ, thời gian quay, nghỉ, nhiệt độ, lượng nước và máy nạo lông sau khi sử dụng chế phẩm enzym tẩy lông.

Kiểm chứng và hiệu chỉnh công nghệ cùng thiết bị, đề tài đã sản xuất thử nghiệm hơn 6000 bia da thành phẩm với chất lượng cao . Đặc biệt, ô nhiễm môi trường đã giảm nhiều (công nghệ sử dụng hóa chất thông thường: COD: 30 kg/tấn da nguyên liệu, TDS: 220 kg/tấn da nguyên liệu. Công nghệ sử dụng chế phẩm enzyme: COD: 10 kg/tấn da nguyên liệu, TDS: 45 kg/tấn da nguyên liệu).
 

Công nghệ sinh học trong sản xuất da thuộc, hướng phát triển của tương lai:

Có thể thấy thuộc da bao gồm các phương pháp thuận nghịch như bảo quản- hồi tươi, ngâm vôi- tẩy vôi, a xít hóa- nâng kiềm, trung hòa- hãm a xít. Sự logic này dẫn đến sự không cân bằng sinh thái. Do đó cần đưa công nghệ thuộc da trở lại logic một chiều, mỗi công đoạn bao gồm tác động đặc biệt không cần đảo ngược. Sử dụng chế phẩm sinh học thay thế hóa chất, đưa khái niệm áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất da thuộc vào thực tế là sự cụ thể hóa của lý luận này. Sau thành công ban đầu, cần tiếp tục phát triển kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và thiết bị thuộc da  sử dụng chế phẩm enzym proteaza và lipaza” vào mô hình sản xuất thử nghiệm để công nghệ này sớm triển khai rộng rãi trong toàn ngành, mở hướng đi cho công nghiệp sản xuất da thuộc.

ThS. Vũ Ngọc Giang, 
KS. Nguyễn Hữu Cường,
Viện Nghiên cứu Da- Giầy.