Đông tụ là công đoạn chuyển mủ cao su từ trạng thái lỏng thành khối đông để tiếp tục cán, rửa, sấy và chế biến. Trong sản xuất, quá trình này cần diễn ra đủ nhanh, tạo khối đông đồng đều và cho kết quả ổn định giữa các mẻ. Đó cũng là lý do axit formic và axit acetic đã trở thành một thực hành phổ biến trong chế biến cao su tờ và cao su khối.

Axit formic và axit acetic giải quyết rất tốt bài toán đông tụ, nhưng việc sử dụng axit công nghiệp vẫn đi kèm yêu cầu về an toàn hóa chất, xử lý dòng thải có tính axit và các vấn đề bền vững khác (Eakvanich et al., 2025). Vì vậy, các nhóm nghiên cứu tiếp tục tìm kiếm những phương pháp đông tụ vừa đáp ứng yêu cầu sản xuất, vừa giảm sự phụ thuộc vào axit công nghiệp. Những nỗ lực này đã tạo ra nhiều hướng đi đang được nghiên cứu và thử nghiệm, từ sử dụng các nguồn axit hữu cơ khác, tận dụng quá trình sinh học đến ion, polymer, CO₂ hay điện trường.

Đọc thêm: Cơ chế đông tụ của mủ cao su thiên nhiên

Sử dụng axit có nguồn gốc sinh học

Đây là cách tiếp cận gần với quy trình hiện tại nhất. Mủ vẫn được đông tụ bằng cách bổ sung axit để hạ pH; điểm khác biệt chủ yếu nằm ở nguồn axit được sử dụng, thay vì thay đổi cơ chế đông tụ.

Axit citric là một ví dụ. Berdon et al. (2024) sử dụng axit citric có nguồn gốc từ chanh để đông tụ mủ và so sánh với axit formic. Ở nồng độ phù hợp, cao su thu được cho kết quả tương đương mẫu đối chứng ở một số chỉ tiêu chất lượng cơ bản, trong đó có PRI. Tuy nhiên, khi nồng độ axit citric thay đổi, một số chỉ tiêu của cao su cũng thay đổi theo, nên liều lượng vẫn cần được kiểm soát.

Một phương pháp khác là tận dụng phụ phẩm sinh học để tạo nguồn axit cho đông tụ. Năm 1987, Sarath-Kumara et al. đã thử sử dụng phần dịch sinh ra trong quá trình lên men hạt cacao, tiếp tục lên men bằng vi sinh vật để tạo hỗn hợp axit rồi dùng hỗn hợp này đông tụ mủ cao su. Cao su tờ RSS No. 1 thu được trong nghiên cứu có chất lượng tương tự mẫu sử dụng axit formic, cho thấy phụ phẩm sinh học cũng có thể được khai thác như một nguồn axit đông tụ thay thế.

Giấm gỗ là lựa chọn được nghiên cứu khá nhiều và nổi bật trong nhóm này. Đây là phần dung dịch ngưng tụ thu được khi nhiệt phân sinh khối, chứa nhiều axit hữu cơ — đặc biệt là axit acetic — cùng với các hợp chất phenolic. Giấm gỗ từ nhiều nguồn sinh khối khác nhau như gáo dừa, tre, eucalyptus và gỗ cao su đã được thử nghiệm trong các nghiên cứu từ những năm 2000 đến nay. Kết quả nhìn chung cho thấy nó có thể làm mủ đông và cho ra cao su quy khô thành phẩm với nhiều chỉ tiêu tương đương axit formic hoặc axit acetic trong cùng điều kiện thử nghiệm (Baimark & Niamsa, 2009; Eakvanich et al., 2025; Ferreira et al., 2005; Kalasee & Dangwilailux, 2021).

Ngoài khả năng đông tụ, các hợp chất phenolic trong giấm gỗ còn được ghi nhận có tác dụng hạn chế nấm mốc và có thể ảnh hưởng thuận lợi đến màu sắc cao su tờ trong một số điều kiện nghiên cứu (Baimark & Niamsa, 2009; Kalasee & Dangwilailux, 2021). Tuy nhiên, để đưa giấm gỗ vào quy trình sản xuất ở quy mô công nghiệp, thách thức quan trọng là kiểm soát sự biến động về thành phần giữa các nguồn sinh khối và điều kiện nhiệt phân, từ đó chuẩn hóa chất lượng và liều lượng sử dụng.

Đông tụ nhờ hoạt động của vi sinh vật

Mủ cao su tươi nếu không được chống đông hoặc bảo quản sẽ dần tự kết tụ theo thời gian. Một phần quan trọng của quá trình này đến từ hoạt động của vi sinh vật: chúng sử dụng các chất dinh dưỡng có trong latex và tạo ra axit hữu cơ, làm pH giảm dần cho đến khi hệ latex mất ổn định.

Đông tụ sinh học có hỗ trợ (assisted biological coagulation – ABC) tìm cách tận dụng chính quá trình đó nhưng thực hiện một cách chủ động hơn. Thay vì chờ mủ tự đông, người ta bổ sung nguồn dinh dưỡng hoặc các chủng vi sinh phù hợp để thúc đẩy quá trình lên men và tạo axit. Về bản chất, đây vẫn là một con đường axit hóa latex, nhưng axit được tạo ra ngay trong hệ nhờ hoạt động sinh học thay vì được bổ sung trực tiếp từ bên ngoài.

Các nghiên cứu được tổng hợp bởi Ng et al. (2022) cho thấy đông tụ sinh học có thể tạo ra cao su với thành phần phi cao su và một số đặc tính khác so với đông tụ bằng axit. Tuy nhiên, chỗ khó nằm ở khả năng kiểm soát. Tốc độ tạo axit và thời gian đông có thể thay đổi theo chất lượng mủ đầu vào, nhiệt độ, quần thể vi sinh vật và điều kiện lên men. Đây là bất lợi đáng kể khi một nhà máy cần quy trình lặp lại ổn định giữa các mẻ, và cũng là lý do hướng này vẫn chủ yếu xuất hiện trong nghiên cứu hơn là thay thế trực tiếp đông tụ axit ở quy mô sản xuất lớn.

Phá ổn định latex bằng ion

Một số loại muối có thể làm latex mất ổn định mà không cần hạ pH bằng axit. Khi hòa tan, các ion của chúng làm giảm lực đẩy giữa các hạt cao su, khiến các hạt tiến lại gần và kết tụ.

Các muối như CaCl₂ hoặc NaCl đã được thử nghiệm cho mục đích này. Nambiathodi và Varghese (2024), chẳng hạn, sử dụng NaCl để đông tụ mủ tươi mà không bổ sung axit. Mủ có thể đông, nhưng cao su thu được không cho kết quả nổi bật bằng khuấy tốc độ cao hay đông lạnh – rã đông trong cùng nghiên cứu. Một hạn chế khác của phương pháp dùng muối là lượng chất vô cơ còn lại có thể làm tăng hàm lượng tro của cao su.

Một hướng mới hơn là kết hợp ion với enzyme. Dai et al. (2025) sử dụng protease kiềm cùng CaCl₂ và thu được cao su có một số tính chất cơ học tốt hơn mẫu đông bằng axit trong thí nghiệm. Tuy nhiên, đây mới là kết quả ở quy mô phòng thí nghiệm; chưa có đủ dữ liệu để đánh giá chi phí, độ ổn định hay khả năng vận hành ở quy mô nhà máy.

Các phương pháp công nghệ mới

Bên cạnh việc thay chất đông tụ, một số nghiên cứu đi theo hướng khác hẳn: tác động trực tiếp lên hệ latex bằng cơ học, nhiệt, khí hoặc điện trường để gây đông tụ. Điểm hấp dẫn của những phương pháp này là có thể giảm mạnh lượng axit cần sử dụng, hoặc thậm chí không cần dùng axit formic hoặc axit acetic. Một số phương pháp còn cho cao su có PRI, khối lượng phân tử hoặc tính chất cơ học tốt hơn mẫu đông bằng axit trong cùng điều kiện nghiên cứu.

Tuy nhiên, phần lớn các công nghệ này hiện mới được chứng minh ở quy mô phòng thí nghiệm hoặc thiết bị thử nghiệm. Khi chuyển sang sản xuất, câu hỏi không chỉ là mủ có đông được hay không, mà còn là tốc độ xử lý, lượng năng lượng tiêu thụ, thiết bị cần đầu tư và khả năng vận hành liên tục với khối lượng mủ lớn. Vì vậy, dù là những phương hướng có tiềm năng, nhưng chưa có đủ bằng chứng để xem là phương án sẵn sàng thay thế quy trình đông tụ bằng axit hiện nay.

• Khuấy tốc độ cao: Khuấy latex ở tốc độ rất cao tạo tác động cơ học đủ mạnh để làm hệ latex mất ổn định và các hạt cao su kết tụ mà không cần bổ sung axit. Trong nghiên cứu của Nambiathodi và Varghese (2024), phương pháp này cho cao su có khối lượng phân tử và PRI cao hơn mẫu đông bằng axit formic, đồng thời đạt kết quả tốt ở một số phép thử cơ học và lão hóa của hỗn hợp cao su dùng cho mặt lốp. Tuy nhiên, hệ thí nghiệm sử dụng tốc độ tới 14.000 vòng/phút, nên yêu cầu về thiết bị và năng lượng khi mở rộng quy mô vẫn cần được đánh giá.
• Đông lạnh – rã đông: Khi latex bị đông lạnh rồi rã đông, trạng thái phân tán của hệ bị phá vỡ và các hạt cao su kết tụ lại. Trong cùng nghiên cứu, phương pháp này cũng cho một số kết quả tốt về PRI, khối lượng phân tử và tính chất cơ học so với mẫu axit formic. Hạn chế rõ nhất là phải mất tới hai ngày giữ latex ở trạng thái đông lạnh, khiến thời gian và năng lượng trở thành trở ngại lớn nếu áp dụng ở quy mô sản xuất.
• Vi bọt CO₂: CO₂ được bơm vào latex dưới dạng các bọt khí rất nhỏ, hòa tan vào pha nước và tạo axit carbonic làm pH giảm. Nghiên cứu của Maung et al. (2023) cho biết mủ tươi có thể đông hoàn toàn bằng CO₂ mà không bổ sung axit formic, mất khoảng 240 phút. Khi kết hợp CO₂ với một lượng nhỏ axit formic, thời gian giảm xuống khoảng 40 phút và lượng axit cần dùng cũng giảm mạnh.
• **Điện trường: **Trong đông tụ điện di, điện trường làm các hạt cao su mang điện di chuyển và tập trung tại điện cực cho đến khi kết tụ. Zhao et al. (2024) đã xây dựng thiết bị thử nghiệm và thu được cao su có một số tính chất tốt mà không cần quy trình đông tụ axit thông thường. Tuy nhiên, khả năng vận hành liên tục, mức tiêu thụ điện, độ bền điện cực và chi phí thiết bị vẫn chưa được chứng minh ở quy mô lớn.
• Gia nhiệt bằng hơi nước hoặc vi sóng: Gia nhiệt có thể làm hệ latex mất ổn định và thúc đẩy các hạt cao su kết tụ. Phương pháp hơi nước đưa nhiệt vào latex qua tiếp xúc trực tiếp, trong khi vi sóng làm nóng khối latex bằng năng lượng điện từ. Theo Liao et al. (2014), đông tụ bằng vi sóng có thể tạo cao su đáp ứng yêu cầu TSR 5 trong điều kiện thử nghiệm. Tuy nhiên, hiệu quả năng lượng, thiết kế thiết bị và khả năng xử lý lượng mủ lớn vẫn cần được đánh giá khi mở rộng quy mô.
• Hỗ trợ bằng chân không: Phương pháp này bổ sung một lượng nhỏ axit acetic vào mủ, sau đó đưa mủ vào thiết bị kín và hạ áp suất. Khi áp suất giảm, hệ latex giãn nở mạnh, các hạt mất ổn định và quá trình tạo khối đông diễn ra nhanh hơn. Báo cáo của Jiang et al. (2012) cho biết có thể đông tụ tương đối đồng đều 2 lít mủ tươi trong khoảng 45 giây trong điều kiện thử nghiệm tốt nhất. Kết quả này cho thấy chân không có thể được dùng để tăng tốc đông tụ và giảm lượng axit cần sử dụng, nhưng hiện bằng chứng vẫn chủ yếu ở mức bằng sáng chế và thử nghiệm quy mô nhỏ.

Đọc thêm: Po và PRI là gì? Hai chỉ số nói gì về chất lượng cao su thiên nhiên?

Từ nghiên cứu đến quy mô sản xuất

Các nghiên cứu trong nhiều năm qua cho thấy việc giảm sự phụ thuộc vào axit formic và axit acetic trong đông tụ mủ cao su là khả thi về mặt kỹ thuật. Từ các axit có nguồn gốc sinh học, vi sinh vật và ion đến các công nghệ mới nhất như khuấy tốc độ cao hay điện trường, nhiều phương pháp khác nhau đã được chứng minh có thể tạo khối đông và trong một số trường hợp còn cho cao su có những chỉ tiêu tốt hơn mẫu đông bằng axit trong cùng điều kiện thử nghiệm.

Thách thức lớn hơn nằm ở bước tiếp theo: làm cho một phương pháp hoạt động ổn định trong điều kiện sản xuất thực tế. Nhà máy cần kiểm soát được thời gian đông, độ đồng đều của khối đông và chất lượng cao su khi DRC, nhiệt độ hay chất lượng mủ đầu vào thay đổi. Đồng thời, lợi ích từ việc giảm axit phải được cân nhắc cùng năng lượng, nước, thiết bị, thời gian xử lý, chi phí và tải lượng chất thải của toàn bộ quy trình.

Khoảng cách từ nghiên cứu đến thực tiễn sản xuất cũng còn nhiều khác biệt. Các giải pháp dựa trên cơ chế hạ pH bằng axit thường dễ tích hợp hơn vì không cần thay đổi đáng kể về dây chuyền hiện có. Tại Bioheva, chúng tôi phát triển Bioheva Plus theo cách tiếp cận này, sử dụng axit yếu và polyphenol từ giấm gỗ để đông tụ mủ cao su. Giải pháp đã được thử nghiệm ở quy mô nhà máy, cho hiệu quả đông tụ ổn định và chất lượng cao su quy khô thành phẩm đạt chuẩn, hứa hẹn là một sản phẩm đầy triển vọng.

Với những công nghệ có cơ chế khác xa phương pháp truyền thống như CO₂, điện trường, đông lạnh hay khuấy tốc độ cao, bước phát triển tiếp theo nhiều khả năng sẽ là thử nghiệm ở quy mô lớn hơn và tối ưu lại quy trình cho sản lượng công nghiệp. Khi đó, câu hỏi sẽ chuyển từ “phương pháp này có làm mủ đông được không?” sang “nó có vận hành liên tục, ổn định và kinh tế trong điều kiện thực tế hay không?”.

Vì vậy, tương lai của đông tụ mủ cao su có thể không phải là tìm ra một chất đông tụ duy nhất thay thế hoàn toàn axit formic hay axit acetic. Khả năng thực tế hơn là nhiều giải pháp cùng phát triển song song: chuẩn hóa các nguồn axit sinh học, giảm liều lượng axit truyền thống, kết hợp nhiều cơ chế và từng bước đưa các công nghệ mới từ phòng thí nghiệm sang nhà máy. Khi bằng chứng ở quy mô sản xuất ngày càng nhiều, ngành cao su sẽ có thêm lựa chọn để cân bằng tốt hơn giữa hiệu quả đông tụ, chất lượng cao su, chi phí và tác động môi trường.

Nguồn tham khảo

Baimark, Y., & Niamsa, N. (2009). Study on wood vinegars for use as coagulating and antifungal agents on the production of natural rubber sheets. Biomass and Bioenergy, 33(6–7), 994–998. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2009.04.001

Berdon, J. B., Jr., Lavarias, J. A., Mateo, W. C., & Paragas, D. S. (2024). Effect of citric acid from Citrus aurantiifolia as a coagulant on natural rubber properties. International Journal of Agricultural Technology, 20(4), 1331–1340. https://www.ijat-aatsea.com/pastv20n4.html

Dai, T., Li, Y., Huang, H., Ding, L., Li, J., Geng, H., Song, Y., Zhao, T., Zhao, L., & Gui, H. (2025). A study on the preparation of environmentally friendly high-performance natural rubber using the interaction mechanism of alkaline protease and calcium ions. Polymers, 17(4), 490. https://doi.org/10.3390/polym17040490

Eakvanich, V., Lakachaiworakun, P., Rachsiriwatcharabul, N., Wattana, W., Kalasee, W., & Dangwilailux, P. (2025). Effects of wood vinegar as a coagulant in rubber sheet production: A sustainable alternative to acetic acid and formic acid. Polymers, 17(13), 1718. https://doi.org/10.3390/polym17131718

Ferreira, V. S., Rêgo, I. N. C., Pastore, F., Jr., Mandai, M. M., Mendes, L. S., Santos, K. A. M., Rubim, J. C., & Suarez, P. A. Z. (2005). The use of smoke acid as an alternative coagulating agent for natural rubber sheets’ production. Bioresource Technology, 96(5), 605–609. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2004.06.008

Jiang, S., Fu, N., Lei, T., & Cai, K. (2012). Method for promoting natural rubber latex to solidify by utilizing vacuum (CN Patent No. 102477109A). China National Intellectual Property Administration. https://patents.google.com/patent/CN102477109A/en

Kalasee, W., & Dangwilailux, P. (2021). Effect of wood vinegar substitutes on acetic acid for coagulating natural para rubber sheets during the drying process. Applied Sciences, 11(17), 7891. https://doi.org/10.3390/app11177891

Liao, L.-S., Liao, J.-H., Li, Y.-M., Chen, Y.-P., Zhao, Y.-F., & He, C.-Z. (2014). Curing kinetics and properties of natural rubber coagulated using microwave radiation. Rubber Chemistry and Technology, 87(1), 43–52. https://doi.org/10.5254/rct.13.87932

Maung, S. T. M., Kokoo, R., & Khangkhamano, M. (2023). Innovation in natural rubber latex coagulation using CO₂ microbubbles. Chemical Engineering and Processing – Process Intensification, 193, 109556. https://doi.org/10.1016/j.cep.2023.109556

Nambiathodi, V., & Varghese, S. (2024). Sustainable coagulation approaches and their impacts towards the properties of natural rubber: A study related to tyre tread applications. Journal of Rubber Research, 27, 1–10. https://doi.org/10.1007/s42464-023-00229-z

Ng, J. W., Othman, N., & Yusof, N. H. (2022). Various coagulation techniques and their impacts towards the properties of natural rubber latex from Hevea brasiliensis—A comprehensive review related to tyre application. Industrial Crops and Products, 181, 114835. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.114835

Sarath-Kumara, S. J., Jansz, E. R., Mendis, L. P., Tillekedratne, L. M. K., & Wickremasinghe, L. K. G. (1987). Production of acid from cocoa sweatings and its use for coagulation of natural rubber latex. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 39(1), 11–18. https://doi.org/10.1002/jctb.280390103

Zhao, G., Sun, S., Zheng, B., Wu, X., Wang, Y., Zhang, L., Han, F., & Luan, B. (2024). An environmentally friendly and efficient technology to prepare high-performance natural rubber: Electrophoretic coagulation. Polymers for Advanced Technologies, 35(1), e6233. https://doi.org/10.1002/pat.6233