1. ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÁ TRA VÀ CÁ BASA
Trong thực tế, hiện vẫn còn sự lẫn lộn giữa tên gọi hai loài cá basa và cá tra. Vì vậy, để khảo sát một cách chính xác nguồn nguyên liệu mỡ cá cho sản xuất biodiesel, cần phải phân biệt rõ đặc điểm sinh học của hai loài cá này để nhận dạng được ảnh hưởng của môi trường nuôi trồng đến chất lượng mỡ cá, cũng như các vấn đề phải xử lý cho sản xuất biodiesel công nghiệp.
Cá basa (tên tiếng Anh: Yellowtail catfish) là loài được nuôi truyền thống trong bè trên sông Mekong ở Việt Nam, Lào, Thái Lan và Campuchia. Cá tra (tên tiếng Anh: Shutchi catfish) trước đây được nuôi nhiều trong ao, ở đồng bằng Nam bộ Việt Nam.
Về mặt phân loại, 2 loài này thuộc bộ cá nheo (Siluriformes), họ cá tra (Pangasidae), loài Pangasius. Cá tra (Pangasius hypophthalmus) và cá basa (Pangasius bocourti) đều là cá da trơn (không vẩy). Cá sống chủ yếu ở nước ngọt, chịu được nước lợ nhẹ (độ muối dưới 10%) và nước phèn (pH>4).
Cá tra có cơ quan hô hấp phụ, có thể hô hấp bằng bóng khí và da, nên chịu đựng được môi trường nước thiếu oxy hòa tan. Ngược lại, cá basa còn gọi là cá bụng vì có lá mỡ rất lớn, không có cơ quan hô hấp phụ, chịu đựng kém ở môi trường nước có hàm lượng oxy hòa tan thấp. Ngoài ra, cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn như mùn bã hữu cơ, cám, rau, động vật đáy, thức ăn hỗn hợp. Thức ăn cho cá basa thường là hỗn hợp tấm, cám, rau và cá vụn (nấu chín) nên phù hợp với nuôi dưỡng trong bè trên sông nước chảy mạnh. Cá tra có thể nuôi trong môi trường chật hẹp với mật độ cao (50 con/m2) như bè, ao hầm, gần đây là nuôi cồn và đăng quần cũng cho hiệu quả cao.
2. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH NUÔI CÁ TRA VÀ BASA Ở VIỆT NAM
Giống cá tra và basa nuôi hiện nay có hai nguồn: vớt trong tự nhiên và sinh sản nhân tạo. Cá tra và cá basa không đẻ tự nhiên trong ao nuôi. Cá có bãi đẻ tự nhiên ở Campuchia, cá bột theo dòng nước về Việt Nam. Hàng năm vào mùa mưa, người ta dùng một loại lưới hình phễu gọi là “đáy” để vớt cá bột trên sông và ương nuôi trong ao, hầm thành cá giống cung cấp cho các bè nuôi. Sản lượng vớt cá bột ngày càng giảm do biến động của điều kiện môi trường và sự khai thác quá mức của con người. Việc nghiên cứu sinh sản nhân tạo cá tra được bắt đầu từ năm 1978 và cá ba sa từ năm 1990. Năm 1996, Trường Đaị học Cần Thơ, Viện Nghiên cứu nuôi trồng thủy sản II, Công ty Agifish An giang đã nghiên cứu đẻ nhân tạo cá basa thành công, chủ động giải quyết con giống cho nghề nuôi cá basa.
Ngành nuôi cá tra và basa phát triển rất nhanh trong những năm vừa qua do có thị trường xuất khẩu. Vì điều kiện chế độ nuôi dễ dàng, giá trị xuất khẩu cao, nên dù giá thấp hơn, cá tra vẫn chiếm tỷ trọng chủ yếu trong xuất khẩu cá da trơn ở Việt Nam (theo VASEP, khoảng 90%). Nếu năm 2004, tổng sản lượng cá tra, ba sa của các tỉnh ĐBSCL là 264.436 tấn, thì năm 2006 là 825.000 tấn và dự báo đến cuối năm 2007 sẽ lên đến khoảng một triệu tấn, bằng sản lượng quy hoạch cho đến năm 2010 theo dự đoán của ngành Thủy sản. Như vậy, sẽ có khoảng 600.000 tấn phụ phẩm sau xuất khẩu cần được nghiên cứu ứng dụng để làm tăng hiệu quả sử dụng từ nguồn lợi thủy sản này.
3. QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỠ TỪ CÁ TRA VÀ CÁ BASA
Tại các nhà máy chế biến thủy sản, cá tươi được lóc hai miếng phi-lê để chế biến xuất khẩu. Phần còn lại chiếm khoảng 60% gồm da, xương, đầu, bụng, mỡ, ruột, kỳ vi.... Sau khi chiên, mỡ bụng của cá được loại nước để được mỡ chất lượng cao. Có thể tiếp tục tinh luyện loại mỡ này bằng phương pháp vật lý hoặc hóa học để sử dụng trong thực phẩm. Các phụ phẩm còn lại như da, đầu, xương, kỳ vi… được chế biến thành bột hoặc mỡ cá sử dụng chủ yếu làm thức ăn gia súc. Hiện nay có hai phương pháp để sản xuất mỡ cá sau khi xuất khẩu philê cá hoặc từ cá tươi, đó là phương pháp truyền thống hoặc hiện đại.
3.1. Phương pháp truyền thống
Quy trình sản xuất thủ công hiện nay ở hầu hết các nhà máy chế biến thủy sản ở các tỉnh ĐBSCL như ở hình 3.
Việc sản xuất mỡ và bột cá từ phế phẩm cá tra và cá basa hiện nay đang diễn ra tự phát, quy mô nhỏ, phương pháp thủ công nên tỷ lệ thu hồi rất thấp, khoảng từ 10% - 16% so với 20% - 22% bằng phương pháp công nghiệp.
Mỡ nấu từ phương pháp này thường có hàm lượng nước, axit tự do và cặn cao, màu sắc không đều, có mùi tanh. Việc áp dụng công nghệ thông thường để sản xuất biodiesel từ loại mỡ này với xúc tác kiềm không thu được hiệu quả cao. Nước là nguyên nhân tạo xà phòng trong quá trình sản xuất gây khó khăn và làm tăng chi phí cho quá trình tinh chế biodiesel. Ngoài ra, nước còn tạo môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển trong quá trình tồn trữ và lưu kho, làm cho mỡ dễ bị oxy hóa, ôi và có mùi khó chịu. Cặn làm tắc nghẽn đường ống khi bơm nguyên liệu vào bồn phản ứng, làm giảm hiệu suất của sản phẩm. Tỷ lệ thu hồi thấp còn làm tăng giá thành của mỡ và ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.
Nguyên liệu mỡ cá được sản xuất bằng phương pháp này khi sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất biodiesel phải thực hiện qua hai giai đoạn. Ở giai đoạn đầu tiên, xúc tác axit được dùng để chuyển axit béo tự do có trong mỡ cá thành biodiesel, sau đó tiếp tục sử dụng xúc tác kiềm để chuyển hóa hoàn toàn mỡ cá thành biodiesel. Sản xuất hai giai đoạn sẽ không có tính kinh tế vì làm tăng giá thành của sản phẩm.
Hiện nay, công nghệ chế biến mỡ cá được áp dụng rộng rãi trên thế giới không nấu trực tiếp mà chỉ gia nhiệt sau khi đã ép để loại trừ các phụ phẩm rắn (hình 4). Ưu điểm của quy trình này là không sử dụng trực tiếp nhiệt độ nên mỡ cá có màu sáng hơn, quá trình ly tâm và lọc cho mỡ có hàm lượng nước, axit béo tự do và cặn thấp hơn. Phương pháp này có hiệu suất thu hồi mỡ cao, thời gian sản xuất ngắn, nên giá thành của mỡ thấp, nhưng chi phí đầu tư thiết bị lại khá lớn. Để sử dụng hiệu quả nguyên liệu sản xuất biodiesel từ mỡ cá tra và basa, Nhà nước cần có chính sách khuyến khích các doanh nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu đầu tư thay đổi công nghệ chế biến mỡ và bột cá.
3.2. Phương pháp hiện đại
Công nghệ ly tâm ba pha là phương pháp hiện đại nhất hiện nay trong sản xuất mỡ cá (hình 4). Phương pháp này ly tâm cho ra mỡ, nước và bột cá sau khi ép, nên tỷ lệ thu hồi mỡ cao, sản phẩm có độ nhớt, hàm lượng nước, cặn và axit béo tự do thấp, màu sáng, ít tốn kém năng lượng và lao động, giảm tối thiểu lượng nước sử dụng nên không gây ảnh hưởng đến môi trường. Tuy nhiên, kinh phí đầu tư thiết bị khá cao là một bài toán khó ngay cả đối với các doanh nghiệp xuất nhập khẩu thủy sản lớn muốn thay đổi công nghệ để tăng giá trị phụ phẩm của cá tra và basa sau khi xuất khẩu philê.
Mỡ cá được sản xuất từ phương pháp này sẽ thuận lợi và hiệu quả cao khi sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất biodiesel với công nghệ đơn giản, một giai đoạn với xúc tác kiềm như NaOH hoặc KOH.
5. TRIỂN VỌNG CỦA VIỆC SẢN XUẤT BIODIESEL TỪ MỠ CÁ TRA VÀ BASA
Sau khi phân tích thành phần hóa học của mỡ cá, hàm lượng axit béo không no chủ yếu là axit oleic trong mỡ cá tra chiếm 55,5% và mỡ cá basa chiếm 62%. Kết quả này cho thấy sử dụng mỡ cá tra và cá basa làm nguyên liệu để sản xuất biodiesel. Tuy nhiên, mỡ cá basa làm nguyên liệu sản xuất biodiesel có nhiều ưu điểm hơn so với mỡ cá tra, do có hàm lượng axit oleic cao hơn (hình 5), nên biodiesel đi từ mỡ cá basa sử dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp.
Sản xuất biodiesel từ mỡ cá tra và basa là một hướng đi có triển vọng của ĐBSCL và có nhiều khả năng sản xuất quy mô lớn vì ở đây có nguồn nguyên liệu dồi dào, ổn định, giá rẻ và có tiềm năng phát triển. Việc đầu tư sản xuất biodiesel tại chỗ từ phụ phẩm của cá sau khi xuất khẩu philê sẽ mở ra một ngành công nghiệp mới cho vùng này, tạo ra một nguồn nhiên liệu mới không ô nhiễm và có thể tái tạo được phục vụ sản xuất, đời sống cư dân trong vùng.
