Nghiên cứu cải tiến lò sấy thuốc lá khu vực phía Bắc nhằm tiết kiệm nhiên liệu và nâng cao chất lượng thuốc lá nguyên liệu

Nguyên tắc sấy là quá trình sử dụng nhiệt năng làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu sấy. Quá trình sấy sơ chế thuốc lá vàng sấy sử dụng tác nhân sấy lá không khí nóng, không khí được làm nóng gián tiếp qua hệ thống trao đổi nhiệt sau đó tiếp xúc với lá thuốc để trao đổi nhiệt và làm bay hơi nước ra khỏi bề mặt lá thuốc. Tuy nhiên quá trình sấy không chỉ là quá trình sấy đơn thuần, trong quá trình sấy diễn ra sự biến đổi sinh hóa, sinh lý phức tạp. Việc điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phải được kiểm soát trong từng giai đoạn sấy để tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt nhất.
 

 
Thiết bị sấy thuốc lá vàng được phổ biến hiện nay trên thế giới gồm 2 loại: Lò sấy thủ công truyền thống, hệ thống nhiệt và lá thuốc được đặt trong cùng buồng sấy, nhiên liệu sử dụng là than, củi, dầu LPG…. được đốt chát, khói nóng di chuyển trong đường ống thực hiện quá trình trao đổi nhiệt làm nóng tác nhân là không khí nóng và không khí  nóng trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên tiếp xúc với vật liệu sấy là lá thuốc để thực hiện quá trình tách nước và biến đổi vật chất của lá thuốc; sấy bulk curing, lá thuốc được đóng thành khối hoặc treo trong buồng sấy riêng biệt, nhiêu liệu ga, dầu…. được đốt cháy và trao đổi nhiệt tại clorifer bên ngoài buồng sấy làm nóng không khí sau đó được quạt thổi qua khối thuốc. Hiện các lò sấy thủ công vẫn được áp dụng phổ biến trên toàn thế giới do chi phí đầu tư xây dựng và bảo trì thấp nhưng tồn đọng nhiều nhược điểm như chất lượng sấy không đảm bảo, hiệu suất sử dụng nhiệt rất thấp. Vấn đề cung cấp năng lượng, tiêu hao nhiên liệu sấy được nghiên cứu  khá nhiều trên thế giới và Việt Nam. Tuy nhiên, việc áp dụng vào thực tế còn khá nhiều khó khăn do chi phí đầu tư cao chưa phù hợp với thu nhập của người dân các nước kém phát triển và các nước đang phát triển.

Thiết kế lò sấy sử dụng các biện pháp kỹ thuật đơn giản, giá thành thấp và sử dụng vật tư có sẵn tại vùng thuốc lá nguyên liệu miền núi phía Bắc là việc làm cần thiết do đó nhóm nghiên cứu do ThS. Kiều Văn Tuyển, Công ty TNHH MTV Viện Kinh tế Kỹ thuật Thuốc lá, đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu cải tiến lò sấy thuốc lá khu vực phía Bắc nhằm tiết kiệm nhiên liệu và nâng cao chất lượng thuốc lá nguyên liệu” với mục tiêu tiết kiệm ít nhất 10% nhiên liệu so với lò sấy truyền thống và tăng tỷ lệ thuốc lá nguyên liệu cấp 1+2 trên 10%.

Sau 2 năm triển khai thực hiện (2016-12/2017), nhóm nghiên cứu thu được các kết quả như sau:

1. Lò được thiết kế cải tiến mới với kích thước 3x3x3,35m, công suất thiết kế 80kg thuốc khô/mẻ, đáp ứng đủ công suất để sấy cho diện tích trồng thuốc 0,35-0,4ha, với năng suất trung bình từ 2,2 - 2,7 tấn/ha. Lò sấy thiết kế mới có một số thay đổi cấu trúc vỏ lò, sử dụng vật liệu cách nhiệt để giảm tổn thất nhiệt. Đặc biệt lò sây thiết kế mới bổ xung hệ thống trao đổi nhiệt trần và hệ thống thu năng lượng mặt trời nhằm giảm tiêu hao nhiên liệu.

2. Kết quả sấy thử nghiệm sấy cho thấy:

- Lượng than cám tiêu hao trung bình đạt 2,48 kg/kg thuốc khô và tiêu tốn điện năng 0,08 kwh/kg thuốc lá khô, giảm 40,6% tiêu hao nhiên liệu so với sấy bằng lò sấy truyền thống (4,18kg/kg thuốc lá khô) tương đương với giảm 39% chi phí sấy.

- Tỷ lệ cấp 1+2 trung bình đạt 60,6%, tăng 12,9% so với sấy sử dụng lò sấy truyền thống. Tỷ lệ cấp 4 và tận dụng lò sấy thiết kế mới là 10,9% thấp hơn so với lò sấy truyền thống (8,8%).

3. Xây dự thảo quy trình sấy và vận hành lò sấy áp dụng cho lò sấy cải tiến.

Với kết quả có được, việc áp dụng mô hình lò sấy cho các vùng sản xuất lá nguyên liệu đóng góp hiệu qủa kinh tế cao đồng thời sẽ góp phần đáng kể vào việc bảo vệ môi trường, đáp ứng yêu cầu trong sản xuất thuốc lá bền vững, hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạch và khai thác rừng, giảm phát thải khí cácbon điôxít. Nhóm nghiên cứu rất mong muốn sớm cho phép áp dụng thiết kế lò sấy cải tiến mới để triển khai áp dụng tại các vùng sản xuất nguyên liệu thuốc lá phía Bắc. Đồng thời cần tiếp tục nghiên cứu hệ thống kiểm soát sấy tự động thay thế hệ thống điều khiển thủ công hiện nay.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14715/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.
 

P.T.T (NASATI)