Công nghệ sấy nông sản tiết kiệm năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường

Trong những năm gần đây, ngành nông nghiệp Việt Nam đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể, bên cạnh những mặt hàng xuất khẩu truyền thống như lúa gạo, cà phê, tiêu, thủy sản... các mặt hàng khác như rau củ, trái cây cũng đã từng bước thâm nhập thị trường quốc tế với kim ngạch xuất khẩu trên 3,7 tỷ USD ở năm 2019.

Tuy nhiên, sản xuất nông nghiệp phần lớn duy trì ở quy mô nhỏ lẻ, manh mún trong phạm vi hộ gia đình với phương thức canh tác thủ công, hạn chế về công nghệ, thiết bị và phương pháp chế biến nên phần lớn nông sản vẫn đang xuất khẩu thô, giá trị gia tăng mang lại không cao.

PGS.TS Nguyễn Đình Tùng - trưởng nhóm nghiên cứu đứng bên cạnh hệ thống máy tẽ và sàng phân loại sơ bộ sau khi tẽ ngô

PGS.TS Nguyễn Đình Tùng - Viện trưởng Viện Nghiên cứu thiết thế chế tạo máy nông nghiệp (RIAM), Bộ Công Thương chia sẻ, trong lĩnh vực trồng trọt mới chỉ có cây lúa có mức độ cơ giới hóa cao ở nhiều khâu từ làm đất, gieo xạ, phun thuốc và thu hoạch. Các loại cây trồng khác như: mía, ngô, rau quả chỉ mới cơ giới hóa ở khâu làm đất, gieo hạt và chưa áp dụng được nhiều trong khâu thu hoạch, bảo quản, nhất là khâu sản xuất chế biến, trong đó có sấy hạt giống như ngô.

Hiện nay, để sấy, chế biến ngô giống thường qua 3 công đoạn sấy (sấy bắp, sấy ngô hạt và sấy hạt sau nhuộm màu xử lý hóa chất) và sử dụng đến nguồn năng lượng (năng lượng nhiệt và điện). Ở mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng. Tuy nhiên, dù lựa chọn công nghệ hay phương pháp nào thì khách hàng đều mong muốn đạt được những tiêu chí nhất định như: tiết kiệm năng lượng, chất lượng sản phẩm, hiệu suất làm việc...

Vì vậy, để khắc phục những nhược điểm của các công nghệ/phương pháp sấy hạt ngô giống đã có trong và ngoài nước, PGS.TS Nguyễn Đình Tùng cùng nhóm cộng sự đã nghiên cứu đề xuất giải pháp “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống dây chuyền thiết bị đồng bộ chế biến ngô giống quy mô công nghiệp tiết kiệm năng lượng và thân thiện môi trường” (gọi tắt: hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng).

“Kết quả đã được áp dụng vào thực tiễn sản xuất và được doanh nghiệp đánh giá rất cao. Hiện nay, Viện RIAM đã chuyển giao công nghệ cho cơ sở sản xuất chế biến giống ở Trung tâm Nghiên cứu và sản xuất ngô giống Sông Bôi, Hòa Bình”, PGS.TS Nguyễn Đinh Tùng chia sẻ.

Nền móng ban đầu

Trao đổi với phóng viên về những khó khăn, thuận lợi trong quá trình nghiên cứu hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng, PGS.TS Nguyễn Đình Tùng - trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, may mắn lớn nhất trong quá trình nghiên cứu đó là việc tác giả đã được đào tạo Tiến sĩ tại CHLB Đức với chuyên ngành Kỹ thuật năng lượng và môi trường.

Với kinh nghiệm học tập và nhiều năm làm việc trong lĩnh vực năng lượng tái tạo và môi trường, nhất là năng lượng tái tạo được ứng dụng trong nông nghiệp phục vụ cho ngành chế biến, bảo quản sản phẩm nông nghiệp, tác giả cùng nhóm cộng sự đã nghiên cứu rất nhiều và chuyên sâu về công nghệ, thiết bị chuyển đổi năng lượng tái tạo từ sinh khối, từ các phụ phẩm trong nông lâm nghiệp...

Cùng với đó, là lòng đam mê, nhiệt huyết với nghiên cứu khoa học. Để nghiên cứu thành công hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng nhóm đã miệt mài, nỗ lực nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu trong và ngoài nước. Nhiều cuộc họp trực tuyến cùng hàng trăm cuộc gọi lúc nửa đêm đã diễn ra để trao đổi, thảo luận, tìm ra những giải pháp tối ưu.

“Hàng tháng trời, phòng nghiên cứu trở thành nhà của anh em. Nhiều cuộc trao đổi trực tuyến, trực tiếp từ các Nhà Khoa học hướng dẫn nghiên cứu đã diễn ra để động viên, hoàn thiện công trình” PGS.TS Nguyễn Đình Tùng nhớ lại.

Hệ thống máy sàng phân loại và làm sạch tinh hạt ngô trước khi nhuộm màu hoặc đóng bao lưu kho

Tuy nhiên, đây là lĩnh vực nghiên cứu với yêu cầu hệ thống dây chuyền thiết bị đồng bộ, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường, nên hoàn toàn mới so với Việt Nam bởi tính đồng bộ và tiết kiệm năng lượng của toàn hệ thống, với hệ thống này cần đồng bộ, khép kín nhưng cũng phải tiết kiệm được năng lượng và đảm bảo về môi trường, do vậy, quá trình nghiên cứu đã gặp không ít khó khăn từ điều kiện thiết bị thí nghiệm, thiết bị nghiên cứu đến kinh phí nghiên cứu hạn hẹp, và thách thức lớn nhất đó là trình độ, học vấn của nguồn nhân sự tham gia nghiên cứu.

“Trong quá trình nghiên cứu, tôi vừa là nhân sự, vừa là một người thầy và cũng là một phiên dịch cho nhóm cộng sự, bởi trong nhóm, số cán bộ thông thạo ngoại ngữ tiếng Anh, tiếng Đức chuyên ngành rất hạn chế, trong khi triển khai nghiên cứu có nhiều thiết bị trong hệ thống dây chuyền có yêu cầu về kỹ thuật, công nghệ cao, tính mới, gần như 100% tài liệu tham khảo bằng tiếng nước ngoài”, PGS.TS Nguyễn Đình Tùng chia sẻ.

Một giải pháp 5 hiệu quả

Thông tin rõ hơn về những ưu điểm vượt trội của hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng, PGS.TS Nguyễn Đình Tùng đánh giá, đây là hệ thống kiểu mới và đồng bộ có rất nhiều ưu điểm nổi trội so với các mẫu máy trong nước cũng như thế giới.

Nhiều máy móc thiết bị chính trong hệ thống này đã được “tích hợp ưu điểm” từ nhiều máy móc của các nước phát triển trên thế giới có công nghệ hiện đại như Đức, Anh, Mỹ, Hàn Quốc...

Cụ thể, về tính mới, tính sáng tạo, hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng đã cơ bản đáp ứng những yêu cầu mà khách hàng mong muốn như: tiết kiệm năng lượng ở mức tối đa nhất, chất lượng sản phẩm sau chế biến tốt nhất, hiệu suất làm việc và tính ổn định của thiết bị đạt được lớn nhất...

Thứ hai, về hiệu quả khả năng ứng dụng, qua quá trình ứng dụng hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng vào sản xuất ở Trung tâm Nghiên cứu và sản xuất ngô giống Sông Bôi (Hòa Bình) đã cho thấy, dây chuyền hoạt động ổn định, chất lượng sản phẩm sau sấy, chế biến đạt kết quả tốt. Cùng với đó, dây chuyền này đã đạt được hiệu quả về tiết kiệm năng lượng so với các dây chuyển tương đương ở trong và ngoài nước, điều này góp phần vào việc nâng cao hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp.

Hệ thống bin sấy, cấp liệu ngô bắp vào bin sấy bắp và tháo liệu ra từ bin sấy thuộc hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng

Thứ ba, về hiệu quả kinh tế, giá thành đầu tư hệ thống dây chuyền thiết bị của hệ thống này chỉ bằng khoảng 25-30% so với giá thành nhập khẩu từ các nước châu Âu (Đức) và khoảng 40-50% so với từ các nước châu Á (Hàn Quốc, Nhật Bản). Ngoài ra, với hệ thống này, chi phí năng lượng cũng tiết kiệm được từ 40-45% so với dây chuyền thiết bị của các nước châu Âu và 30-35% so với dây chuyền đến từ các nước châu Á.

Thứ tư, về hiệu quả kỹ thuật, hệ thống dây chuyền thiết bị đồng bộ của giải pháp này được nghiên cứu và chế tạo 100% ở trong nước và tại viện RIAM, do đó đã đáp ứng được yêu cầu về tính khoa học, tính kỹ thuật hợp lý, tiết kiệm năng lượng, giá thành thấp, góp phần nâng cao khả năng chế tạo trong nước.

Thứ năm, về hiệu quả xã hội, việc thiết kế, chế tạo và ứng dụng vào sản xuất thành công đối với hệ thống dây chuyền thiết bị đồng bộ trong giải pháp này đã góp phần tạo việc làm, cải thiện điều kiện sống đối với doanh nghiệp, bà con nông dân, đặc biệt là bà con dân tộc thiểu số tại Hòa Bình.

Đáng chú ý, hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng còn góp phần cải thiện điều kiện làm việc, an toàn lao động cho người lao động bởi trước đây, doanh nghiệp thường sử dụng lò đốt thủ công kiểu cũ, đơn giản không có tự động hóa nhiệt độ, không tận dụng nhiệt thoát ra môi trường, không hệ thống “dập tàn lửa”, tro bụi...  Do đó, khi sử dụng hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng đã khắc phục được toàn bộ nhược điểm trên, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường, thúc đẩy các ngành công nghiệp khác trong nước cùng phát triển như: ngành năng lượng, ngành cơ khí chế tạo máy, ngành vật liệu, môi trường...

Với những hiệu quả thiết thực, áp dụng được ngay vào sản xuất, hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng của PGS.TS Nguyễn Đình Tùng cùng cộng sự đã giành giải Nhất tại Giải thưởng Sáng tạo khoa học và công nghệ Việt Nam năm 2019 ở lĩnh vực Tiết kiệm năng lượng.

Chia sẻ về giải thưởng này, PGS.TS Nguyễn Đình Tùng cho biết, đây là món quà to lớn đối với Viện Nghiên cứu thiết thế chế tạo máy nông nghiệp, cũng như tác giả cùng nhóm cộng sự. Món quà này đã tiếp thêm động lực cho tác giả cũng như đồng nghiệp trong việc nghiên cứu ứng dụng các công nghệ sau này, góp phần vào việc thay đổi tư duy tiết kiệm năng lượng cũng như thúc đẩu nền sản xuất “nông nghiệp xanh”, bền vững.

PGS.TS Nguyễn Đình Tùng: Việc chế biến hạt giống nhất là hạt ngô giống hiện nay đang là một yêu cầu cấp thiết nhằm cung cấp đầy đủ hạt giống cho các cùng chuyên canh. Nắm bắt thực tế này, Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp đã đề xuất Bộ Công Thương triển khai thực hiện dự án khoa học sản xuất thử nghiệm mã số 001.16DASXTN/HĐ-KHCN “Hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết bị trong dây chuyền chế biến ngô giống năng suất Q =100:120 tấn/mẻ”.

Việc nghiên cứu, chế tạo thành công hệ thống dây chuyền đồng bộ tiết kiệm năng lượng đã thể hiện được nội lực nghiên cứu khoa học của Viện. Nội lực này được xây dựng trong thời gian rất dài, trong đó có sự hỗ trợ giúp đỡ rất lớn của Bộ Công Thương, nhất là Vụ Khoa học và Công nghệ thông qua các chủ trương, cơ chế, chính sách và các nhiệm vụ khoa học công nghệ trong thời gian vừa qua.

Với giải pháp “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống dây chuyền thiết bị đồng bộ chế biến ngô giống quy mô công nghiệp tiết kiệm năng lượng và thân thiện môi trường”, RIAM sẽ coi đây là động lực để tiến hành những công trình nghiên cứu sau này, có ý nghĩa thiết thực với khách hàng, với người dân.

Theo Tạp chí Công thương