Sắn và ngô là những cây lương thực đứng hàng thứ hai sau cây lúa ở Việt Nam. Đặc biệt sắn là nguyên liệu chế biến cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau từ trong nông nghiệp như là thành phần chủ yếu trong tổ hợp thành phần của thức ăn chăn nuôi (TACN), hoặc các ngành công nghiệp nhiên liệu như Ethanol hay thực phẩm như bánh kẹo, mì ăn liền, dược liệu... được tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Khi xuất khẩu chúng ta cần tạo phải tạo ra những sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu trong xu thế hội nhập hiện nay. Việc chế biến nguyên liệu nông sản sắn, ngô đạt tiêu chuẩn xuất khẩu hiện nay đang là một yêu cầu cấp thiết nhằm cung cấp đầy đủ hàng hóa đủ về số lượng (quy mô lớn) và chất lượng (đổi mới công nghệ) nhằm đáp ứng yêu cầu của xã hội, hơn nữa đáp ứng yêu cầu của Đảng, Nhà Nước, Chính phủ và Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn về chương trình, đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp. Như vậy, về công nghệ cần cải tiến trong ngành chế biến (sấy) nông sản như ngô, sắn khúc cần lưu ý đến công đoạn cấp nhiệt (lò đốt) và công đoạn sấy (hệ thống sấy) là chủ yếu. Điều này sẽ giúp cho các cơ sở chế biến, sơ chế nông sản (sấy) đạt hiệu quả kinh tế cao do tận thu được các nguồn nhiên liệu dư thừa chưa sử dụng hiệu quả còn bỏ lãng phí trong quá trình chế biến để chuyển đổi thành nguồn năng lượng nhiệt sạch sơ cấp là cần thiết. Hơn nữa sấy sắn khúc tăng tỉ lệ thu hổi, khi sấy trên hệ thống sấy tháp có đảo liệu tự động sẽ tăng chất lượng sấy khô đồng đều, qua đó góp phần gia tăng giá trị hàng hóa nông sản sau chế biến, sơ chế, góp phần nhỏ trong việc cải thiện đời sống của người nông dân, nhất là các vùng trung du, miền núi giáp biên giới của Tổ quốc như Sơn La.

Trước yêu cầu đòi hỏi của xã hội và xuất phát từ những phân tích trên, PGS. TS. Nguyễn Đình Tùng, Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp - Bộ Công Thương, đã thực hiện Dự án: “Hoàn thiện thiết kế và chế tạo các hệ thống thiết bị sấy và sơ/chế biến nông sản quy mô công nghiệp”. Đến nay Dự án đã được hoàn tất và ứng dụng ở cơ sở sản xuất tại Sơn La nhằm nghiên cứu về thiết bị (lò đốt, hệ thống sấy và thiết bị vận chuyển) hiện đang sử dụng trong lĩnh vực sơ chế, sấy nông sản (ngô, sắn); hoàn thiện quy trình công nghệ sơ chế, sấy nông sản (ngô, sắn khúc); làm chủ được công nghệ, thiết kế chế tạo được thiết bị trong nước không cần nhập khẩu; hoàn thiện thiết kế chế tạo các thiết bị chính cải tiến trong dây chuyền sơ chế, sấy nông sản (ngô, sắn khúc) quy mô công nghiệp đạt yêu cầu kỹ thuật về nâng cao công suất nhiệt cho lò đốt và hiệu quả quá trình sấy; nghiên cứu xác định được các cải tiến mới về kỹ thuật đối với lò đốt, hệ thống sấy về thông số kỹ thuật của thiết bị phù hợp với với quy mô công nghiệp, nhóm đề tài

Sau một thời gian thực hiện, nhóm Dự án đưa ra kết luận sau:

1. Đã nghiên cứu hoàn thiện đầy đủ các nội dung và chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo hợp đồng đã được ký kết với Bộ Công Thương, cụ thể:

- thiết lập sơ đồ công nghệ và mặt bằng lắp đặt dây chuyền tại cơ sở sản xuất;

- nghiên cứu, hoàn thiện thiết kế, chế tạo các thiết bị trong dây chuyền;

- chuyển giao kết quả của dự án cho cơ sở sản xuất;

- lắp đặt toàn bộ dây chuyền thiết bị đưa vào sản xuất.

2. Kết quả chạy thử không tải, có tải cho thấy dây chuyền thiết bị chạy ổn định năng suất và chất lượng phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế (theo biên bản nghiệm thu).

3. Chất lượng của dây chuyền thiết bị đáp ứng tốt các yêu cầu đặt ra, minh chứng chất lượng của dây chuyền thông qua:

- tỉ lệ đo đánh giá độ khô của sản phẩm sấy: độ đồng đều đạt khoảng trên 99,6%; ü tỉ lệ rạn nứt hạt, vỡ vụn tương ứng khoảng 0,15 và 1,05%;

4. Thực nghiệm về lò đốt cho kết quả là:

-  Công suất nhiệt đạt được 1.650 kWth thay vì 500-1.000kWth do tính toán (tăng 69,69- 39,39%)

- Tiêu hao nhiên liệu đốt 215-250,5 thay vì 250-300 do tính toán (tiết kiệm 16,27-19,76%);

5. Thực nghiệm về quạt sấy cho kết quả là:

- Lưu lượng đạt được 49.356 m3 /h thay vì 30.000-40.000 do tính toán (tăng 39,22-18,95%);

- Áp suất/cột áp đạt được 255 mmH₂O thay vì 180-200 do tính toán (tăng 29,41-21,57%);

6. Thực nghiệm về máy sấy tháp

-  Năng suất 55 tấn thay vì 38-45 tấn do tính toán (tăng 31-18,2%);

- Chi phí công suất điện cho quạt sấy 32,5kW thay vì 37,5kW (giảm 13,3%);

7. Đã khảo nghiệm trên mô hình lý thuyết tối ưu quy hoạch thực nghiệm đối với lò đốt khi gắn vào với hệ thống máy sấy tháp, và tìm ra được các giá trị/thông số tối ưu như:

- nhiệt độ khí nóng đạt được cao nhất ≈ 115 0C;

- công suất nhiệt đạt được cao nhất ≈ 1.642,5 kWth;

- lưu lượng gió ≈ 40.421m ³ /h;

- ống “can thiệp” với kích thước đường kính ≈ ø90mm, chọn ø90mm;

- lượng nhiên liệu đốt tiêu thụ 250,5 kg/h.

8. Kết quả số liệu đo thực nghiệm thực tế với quy mô công nghiệp tại cơ sở sản xuất cho thấy hiệu suất trao đổi nhiệt tăng, đạt được tới ≈ 88%, công suất nhiệt tăng lên được khoảng gần ≈ 56%;

9. Trong dự án đã sử dụng một số phương pháp tính toán phân tích trên phần mềm máy tính chuyên dụng để hạn chế những sai số khi tính toán lý thuyết nhằm cải tiến kết cấu, thiết bị và hoàn thiện bản vẽ thiết kế cho một số thiết bị trọng yếu trong hệ thống dây chuyền.

Kết quả của dự án cần cho triển khai ứng dụng tại các tỉnh thành khác trong cả nước; Hệ thống dây chuyền thiết bị trong dự án có thể cho triển khai ứng dụng với một số loại nông sản khác, đặc biệt hoàn toàn có thể ứng dụng cho sấy nông sản giống (lúa, ngô, lạc, đậu/đỗ...); Cần tiếp tục cải tiến lò với các phương pháp khác nhau như đã đề cập trong báo cáo, với mục đích tiếp tục nâng cao hơn nữa nhiệt độ đến 160-180^oC để sử dụng cho hệ thống sấy chè xanh, và nâng hiệu suất trao đổi nhiệt của dàn ống và tiếp tục nâng cao công suất nhiệt để đáp ứng tối ưu bài toán kinh tế.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19005/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)