Hóa chất trong sơ chế cao su thiên nhiên thường được nhắc đến qua những hình ảnh khá mơ hồ: mủ được pha “thuốc”, đánh đông bằng axit rồi trải qua nhiều công đoạn trước khi trở thành cao su thành phẩm. Trong thực tế, mỗi nhóm hóa chất đều được sử dụng ở những thời điểm khác nhau của quy trình để giải quyết các yêu cầu kỹ thuật khác nhau.
Từ lúc dòng mủ vừa được thu hoạch cho đến khi trở thành cao su quy khô, hóa chất xuất hiện ở đâu, có vai trò gì và vì sao phải sử dụng? Hiểu đúng “bản đồ hóa chất” không chỉ giúp nhìn rõ bản chất của quy trình sơ chế cao su thiên nhiên mà còn cho thấy xu hướng của ngành đang chuyển dịch sang các giải pháp tối ưu hóa quy trình, giảm tác động đến người lao động và môi trường, đồng thời hướng tới sản xuất bền vững hơn.
Bài viết này tập trung vào quy trình sơ chế cao su thiên nhiên dạng quy khô như SVR/TSR. Một số quy trình khác, chẳng hạn sản xuất latex cô đặc bằng ly tâm, có thể sử dụng hệ hóa chất và mục tiêu kỹ thuật khác nên không được phân tích sâu trong phạm vi bài viết.
Trước khi mủ về nhà máy: Chống đông mủ
Sau khi được thu hoạch, latex bắt đầu biến đổi dưới tác động của vi sinh vật, enzyme và điều kiện môi trường. Độ axit tăng dần theo thời gian có thể khiến mủ đông tự phát ngay trong chén hứng, trên phương tiện vận chuyển hoặc trong bồn chứa. Khi đó, nguyên liệu dễ bị lẫn tạp chất, chất lượng giữa các lô không đồng đều và nhà máy khó kiểm soát các công đoạn chế biến tiếp theo.
Vì vậy, mủ sau thu hoạch cần được bảo quản để duy trì trạng thái lỏng cho đến khi đưa vào chế biến. Trong thực tế, công đoạn này thường được gọi nôm na là “chống đông” mủ.
Hóa chất được sử dụng phổ biến nhất cho mục đích này là amoniac (NH₃) hoặc dung dịch amoniac. Khi bổ sung vào latex, amoniac làm tăng pH, hạn chế hoạt động của nhiều loại vi sinh vật và giúp hệ latex duy trì trạng thái ổn định trong thời gian cần thiết.
Trong một số trường hợp, natri sulfite (Na₂SO₃) cũng có thể được sử dụng như một chất chống đông ngắn hạn, đồng thời góp phần hạn chế hiện tượng biến màu do enzyme.
Việc lựa chọn hóa chất và liều lượng sử dụng phụ thuộc vào loại mủ, thời gian vận chuyển, điều kiện bảo quản và yêu cầu kỹ thuật của từng quy trình. Điểm chung là latex phải được giữ ổn định cho đến khi nhà máy chủ động chuyển sang công đoạn đánh đông.
Khi mủ vào sản xuất: Đánh đông mủ
Nếu ở giai đoạn thu gom, mục tiêu là giữ cho mủ cao su không đông lại thì khi đưa vào sản xuất, mục tiêu hoàn toàn ngược lại: làm cho latex đông tụ lại thành khối. Đây là công đoạn quyết định đến hiệu suất thu hồi, khả năng cán rửa cũng như chất lượng của cao su thành phẩm.
Trước khi đưa latex vào công đoạn đánh đông, một số nhà máy có thể bổ sung thêm các hóa chất hỗ trợ nhằm ổn định chất lượng nguyên liệu. Trong đó, natri metabisulfit (sodium metabisulfite, Na₂S₂O₅) được sử dụng ở một số quy trình để hạn chế quá trình oxy hóa và hiện tượng biến màu của latex, góp phần duy trì chất lượng nguyên liệu trước khi tạo đông. Đây là chất hỗ trợ ổn định, không có vai trò thay thế các axit dùng để đánh đông.
Trong sản xuất, cách phổ biến nhất để tạo đông là bổ sung axit nhằm chủ động đưa latex về vùng pH mất ổn định. Về bản chất, latex là một hệ keo gồm các hạt cao su siêu nhỏ phân tán trong pha nước. Khi pH được hạ về vùng đông tụ, thường khoảng 4,4–5,2 tùy loại mủ, sản phẩm mục tiêu và quy trình, lớp điện tích bảo vệ quanh các hạt mất ổn định, lực đẩy giữa chúng suy giảm và các hạt bắt đầu kết dính với nhau để hình thành khối đông.
Đọc thêm: Cơ chế đông tụ của mủ cao su thiên nhiên
Tuy vậy, mục tiêu của nhà máy không chỉ đơn thuần là “làm cho mủ đông”, mà là kiểm soát quá trình đông tụ. Nếu pH chưa đạt vùng thích hợp, latex có thể đông chậm hoặc đông không hoàn toàn; ngược lại, nếu pH bị hạ quá nhanh hoặc thấp hơn mức cần thiết, khối đông dễ hình thành không đồng đều, gây khó khăn cho công đoạn cán rửa và ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm.
Trong các hóa chất đánh đông, axit formic (HCOOH) hiện là lựa chọn phổ biến nhất tại nhiều nhà máy sơ chế cao su thiên nhiên nhờ khả năng tạo đông hiệu quả và ít ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Axit acetic (CH₃COOH) cũng được sử dụng tại một số nhà máy do dễ bảo quản, ít ăn mòn thiết bị và an toàn hơn cho người vận hành khi sử dụng đúng quy trình. Trước đây, axit sulfuric từng xuất hiện ở một số cơ sở, tuy nhiên xu hướng hiện nay là hạn chế do tính ăn mòn cao, nguy cơ mất an toàn lao động và làm tăng tải lượng ô nhiễm cho nước thải.
Sau đánh đông: Còn dùng hóa chất nữa không?
Sau khi latex đã đông tụ thành khối, các công đoạn tiếp theo trong sơ chế cao su thiên nhiên không còn nhằm thay đổi thành phần hóa học của sản phẩm mà chủ yếu là gia công cơ học, loại bỏ tạp chất và giảm độ ẩm. Khối cao su sẽ lần lượt được cán, rửa, băm hoặc tạo hạt (tùy quy trình), sau đó đưa vào sấy để tạo thành cao su quy khô đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.
Từ thời điểm này trở đi, hầu như không còn bổ sung thêm hóa chất quy trình trực tiếp vào khối cao su. Thay vào đó, nước được sử dụng với lượng lớn để rửa trôi phần serum còn bám lại, đồng thời cuốn theo phần lớn axit dư, protein hòa tan, đường, muối khoáng và các tạp chất tự nhiên có trong mủ. Công đoạn sấy sau đó chỉ sử dụng nhiệt để đưa độ ẩm của cao su về mức quy định, giúp sản phẩm ổn định hơn trong quá trình bảo quản và vận chuyển.
Điều này cũng là điểm khác biệt giữa sơ chế cao su thiên nhiên và nhiều quy trình chế biến hóa học khác. Sau khi quá trình đông tụ hoàn tất, trọng tâm của dây chuyền chuyển sang các công đoạn cơ học như cán, rửa, tạo hạt và sấy nhằm loại bỏ tạp chất, ổn định chất lượng và chuẩn bị cho quá trình xuất khẩu.
Vì vậy, nếu chỉ xét dòng nguyên liệu chính từ mủ nước đến cao su quy khô, các hóa chất trực tiếp tham gia quy trình chủ yếu tập trung ở hai thời điểm: bảo quản mủ sau thu hoạch và đánh đông latex. Những hóa chất khác vẫn có thể xuất hiện trong nhà máy, chẳng hạn hóa chất vệ sinh thiết bị, xử lý nước thải hoặc vận hành lò hơi, nhưng đây là hóa chất phục vụ vận hành nhà máy, không phải hóa chất trực tiếp tham gia tạo thành cao su.
Cao su quy khô có tồn dư hóa chất không?
Một trong những băn khoăn phổ biến là liệu các hóa chất được sử dụng trong quá trình sơ chế có còn tồn tại trong cao su thành phẩm hay không. Thực tế là phần lớn các hóa chất quy trình không tồn tại hoặc chỉ còn ở hàm lượng rất thấp sau khi quá trình chế biến hoàn tất. Ngay sau công đoạn đánh đông, khối cao su được cán và rửa nhiều lần để loại bỏ serum cùng phần lớn axit dư, protein hòa tan, đường, muối khoáng và các chất hòa tan khác. Đến công đoạn sấy, lượng nước còn lại tiếp tục được loại bỏ, trong khi các hợp chất dễ bay hơi như amoniac (nếu có) cũng giảm đáng kể.
Vì vậy, thành phần chủ yếu của cao su quy khô vẫn là polyme cao su thiên nhiên (cis-1,4-polyisoprene), cùng với một lượng nhỏ các thành phần tự nhiên vốn có trong mủ như protein, lipid, carbohydrate, khoáng chất và các hợp chất vi lượng. Đây đều là các thành phần tự nhiên của latex, không phải hóa chất được bổ sung trong quá trình sơ chế.
Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là việc lựa chọn và kiểm soát hóa chất là không quan trọng. Ngược lại, chất lượng của cao su thành phẩm phụ thuộc rất lớn vào cách nhà máy kiểm soát toàn bộ quá trình bảo quản và đánh đông. Việc sử dụng đúng loại hóa chất, đúng liều lượng, đúng pH và đúng điều kiện vận hành sẽ quyết định khả năng thu hồi cao su, mức độ đồng đều của khối đông, hiệu quả cán rửa cũng như các chỉ tiêu chất lượng như hàm lượng tạp chất, chất bay hơi, tro, nitơ, chỉ số giữ dẻo (PRI) hay độ nhớt Mooney.
Xu hướng tối ưu hóa quy trình sơ chế cao su thiên nhiên
Trong nhiều thập kỷ, mục tiêu của quá trình sơ chế cao su thiên nhiên chủ yếu là đảm bảo mủ không bị hỏng trong quá trình thu gom và tạo đông hiệu quả khi đưa vào sản xuất. Tuy nhiên, cùng với yêu cầu ngày càng cao về phát triển bền vững, tư duy của ngành đang dần thay đổi. Thay vì chỉ quan tâm đến việc sử dụng hóa chất đúng kỹ thuật, các doanh nghiệp ngày càng hướng đến việc kiểm soát quy trình tốt hơn với mức tiêu hao thấp hơn.
Xu hướng này được thúc đẩy bởi nhiều yếu tố. Người lao động cần một môi trường làm việc an toàn hơn khi thường xuyên tiếp xúc với amoniac và axit. Doanh nghiệp cũng chịu áp lực giảm chi phí xử lý nước thải, bởi lượng hóa chất sử dụng càng lớn thì nhu cầu trung hòa và xử lý càng cao. Bên cạnh đó, các tiêu chuẩn ESG, yêu cầu minh bạch chuỗi cung ứng và quy định từ thị trường nhập khẩu cũng đang thúc đẩy doanh nghiệp kiểm soát quy trình sản xuất chặt chẽ hơn.
Cùng với cải tiến quy trình, nhiều hướng nghiên cứu mới như các giải pháp sinh học, enzyme và chất hỗ trợ kỹ thuật đang được kỳ vọng sẽ giúp doanh nghiệp đạt được mục tiêu này. Các giải pháp này, trong đó có Bioheva, có thể tham gia vào những điểm quan trọng của quy trình sơ chế, từ ổn định latex sau thu hoạch đến hỗ trợ công đoạn đánh đông, qua đó giúp doanh nghiệp kiểm soát quá trình tốt hơn, giảm phụ thuộc vào hóa chất công nghiệp, tối ưu chi phí vận hành và từng bước tiến tới mô hình sản xuất an toàn, hiệu quả, bền vững hơn.
Nhìn rộng hơn, “bản đồ hóa chất” trong sơ chế cao su thiên nhiên không chỉ cho biết hóa chất được sử dụng ở đâu, mà còn phản ánh cách ngành cao su đang thay đổi. Từ chỗ chủ yếu dựa vào kinh nghiệm vận hành, các nhà máy ngày càng hướng đến kiểm soát quy trình bằng dữ liệu, tiêu chuẩn kỹ thuật và các giải pháp hỗ trợ mới. Đó cũng là hướng phát triển được kỳ vọng sẽ định hình ngành sơ chế cao su trong những năm tới: nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm tác động đến người lao động và môi trường, đồng thời đáp ứng tốt hơn các yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường quốc tế.
Tài liệu tham khảo
Adhikari, A. M. K. S. P., Abdul Rahman, N., Ismail, M. F., & Zainuddin, N. (2023). Mini review on the preservatives for natural rubber latex (NRL). Malaysian Journal of Chemistry, 25(3), 212–220. https://doi.org/10.55373/mjchem.v25i3.212
Bottier, C. (2020). Biochemical composition of Hevea brasiliensis latex: A focus on the protein, lipid, carbohydrate and mineral contents. Advances in Botanical Research, 93, 201–237. https://doi.org/10.1016/bs.abr.2019.11.003
Bộ Khoa học và Công nghệ. (2016). TCVN 3769:2016: Cao su thiên nhiên SVR – Quy định kỹ thuật. https://tieuchuan.vsqi.gov.vn/tieuchuan/view?sohieu=TCVN+3769%3A2016
International Organization for Standardization. (2020). ISO 2000:2020: Rubber, raw natural—Guidelines for the specification of technically specified rubber (TSR). https://www.iso.org/standard/78875.html
Karunathilaka, G. D. D. K., & Subhashani, V. A. K. S. (2020). Study of crepe rubber manufacturing process, economical state and waste management in Sri Lanka. Journal of Research Technology and Engineering, 1(3), 28–36. https://www.jrte.org/2020/07/04/study-of-crepe-rubber-manufacturing-process-economical-state-and-waste-management-in-sri-lanka/
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
Nguyen, H. N., & Luong, T. T. (2012). Situation of wastewater treatment of natural rubber latex processing in the Southeastern region, Vietnam. Journal of Vietnamese Environment, 2(2), 58–64. https://doi.org/10.13141/jve.vol2.no2.pp58-64
Rubber Research Institute of Sri Lanka. (2016a). Latex collection and preservation. https://www.rrisl.gov.lk/content/files/downDoc/7.%20Collection%20%26%20Preservation%20of%20Latex.pdf
Rubber Research Institute of Sri Lanka. (2016b). Manufacture of latex crepe rubber. https://www.rrisl.gov.lk/content/files/downDoc/3.%20Manufacture%20of%20Latex%20Crepe.pdf
Rubber Research Institute of Sri Lanka. (2016c). RSS manufacture. https://www.rrisl.gov.lk/content/files/downDoc/5.%20RSS%20Manufacture.pdf
National Institute for Occupational Safety and Health. (n.d.-a). Ammonia. In NIOSH pocket guide to chemical hazards. Centers for Disease Control and Prevention. Retrieved July 10, 2026, from https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0028.html
National Institute for Occupational Safety and Health. (n.d.-b). Formic acid. In NIOSH pocket guide to chemical hazards. Centers for Disease Control and Prevention. Retrieved July 10, 2026, from https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0296.html
