Hệ thống máy nông nghiệp công nghệ cao của RIAM giúp tiết kiệm năng lượng

Tiết kiệm 20 - 40% năng lượng thông qua việc kiểm soát rò rỉ khí trong nhà máy Khí nén là nguồn năng lượng chuyển đổi không thể thiếu tại hầu hết các nhà máy, giúp vận hành máy móc, robot, hệ thống xử lý sản phẩm và nhiều thiết bị khác. Tuy nhiên, hệ thống này lại hay hư hỏng do ăn mòn và phương pháp bảo trì kém, dẫn đến nguyên nhân lãng phí lớn nhất, đó là rò rỉ. Những rò rỉ này có thể nằm ẩn phía sau máy móc, tại các đầu nối, đường ống cố định trên cao, đường ống bị nứt hay bị ăn mòn. Sự lãng phí này tăng lên nhanh chóng và có thể dẫn đến việc ngừng hoạt động (downtime). Hậu quả còn gây tăng thêm chi phí do tiêu hao thêm năng lượng, thường là điện, để duy trì áp suất khí nén. Bài toán kinh tế đặt ra đối với các nhà máy hiện nay là kiểm toán hao tổn do rò rỉ khí gây ra trên hệ thống. Từ việc xử lí các điểm rò giúp nhà máy tiết kiệm đáng kể tổn thất do rò rỉ khí gây ra.

Kết quả này có được nhờ quá trình triển khai cụm công trình nghiên cứu, ứng dụng các hệ thống dây chuyền máy móc, thiết bị đồng bộ trong sản xuất nông nghiệp sử dụng nguồn năng lượng tái tạo từ phụ phẩm nông nghiệp do đội ngũ nhà khoa học của RIAM thực hiện.

Nông nghiệp Việt Nam trong nhiều năm qua đã đạt được những 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 vào thị trường quốc tế. Tuy nhiên, sản xuất nông nghiệp phần lớn chỉ ở quy mô nhỏ lẻ, 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, không mang lại nhiều giá trị gia tăng. Từ thực tế đó, để khắc phục những nhược điểm của các công nghệ, phương pháp sấy hiện có, PGS, TS. Nguyễn Đình Tùng - Viện trưởng RIAM cùng nhóm cộng sự đã bắt tay thiết kế và chế tạo các hệ thống thiết bị máy nông nghiệp công nghệ cao.

Sau quá trình nghiên cứu, thử nghiệm, nhóm thực hiện đã bước đầu làm chủ và hoàn thiện công nghệ, dây chuyền thiết bị sấy và sơ, chế biến nông sản quy mô công nghiệp, đã hoàn thiện thiết kế, chế tạo các thiết bị chính cải tiến trong dây chuyền sấy và sơ, chế biến nông sản quy mô công nghiệp đạt yêu cầu kỹ thuật về nâng cao công suất nhiệt cho lò đốt và hiệu quả quá trình sấy, giúp tiết kiệm năng lượng và thân thiện môi trường, đồng thời ứng dụng trong sản xuất phục vụ các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực sản xuất, chế biến các sản phẩm giống cây trồng nông nghiệp chất lượng cao.

Hệ thống sấy tháp trong dây chuyền chế biến/ sấy lạc giống.

Ông Tùng cho biết, các công nghệ ứng dụng tại các khâu tiêu tốn nhiều nhiên liệu như hệ thống lò đốt nhiên liệu, hệ thống máy sấy tĩnh, sấy sàn, lấy lại hạt sau tẽ, sấy làm mát sau nhuộm màu xử lý, hệ thống máy sàng và làm sạch sau tẽ... đem lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng đáng kể, trung bình từ 8 - 25% ở từng khâu. Đặc biệt, việc cải tiến hệ thống máy sàng và làm sạch sơ bộ sau tẽ với nguyên lý mẫu máy tốt, sử dụng quạt công suất nhỏ đem lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng 35 - 40% của quá trình sấy.

Hệ thống dây chuyền thiết bị được lắp đặt, thử nghiệm thực tế tại cơ sở sản xuất hoạt động ổn định, năng suất thực tế tăng hơn so với năng suất thiết kế. Công suất nhiệt lò đốt tăng khoảng gần 56%, hiệu suất nhiệt lò đạt gần 88%, độ khô đồng đều khoảng trên 99,6%, độ vỡ vụn nhỏ khoảng 0,15 - 1,05%. Nhiên liệu đốt tiết kiệm khoảng gần 20%. So với các thiết bị tương đương trong và ngoài nước thì công nghệ sấy, chế biến nông sản hiện đại của RIAM có ưu điểm nổi trội là tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Từ khi được áp dụng vào thực tiễn sản xuất, công trình nghiên cứu này đã được doanh nghiệp, người dân đánh giá cao.

Ngoài hiệu quả tiết kiệm năng lượng, các hệ thống máy cải tiến này còn được tích hợp các giải pháp chuyển đổi năng lượng sinh khối nhờ công nghệ khí hóa liên tục quy mô công nghiệp. Đối với thiết bị khí hóa xuôi chiều liên tục sử dụng nhiên liệu lõi ngô, các cải tiến tập trung tại cụm cơ cấu chống tạo vòm, cơ cấu tháo tro có bộ phận giải nhiệt và cụm buồng phản ứng và áo khí... nhằm giải quyết bài toán tạo nguồn năng lượng nhiệt sạch có công suất nhiệt lớn, phù hợp nhu cầu sử dụng năng lượng lớn, ổn định và liên tục của các doanh nghiệp sản xuất quy mô.

Hệ thống thiết bị đã giúp giải quyết hai vấn đề quan trọng trong sản xuất nông nghiệp đó là nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của hệ thống máy chế biến nông sản và giảm phát thải trong quá trình sản xuất thông qua việc chuyển đổi năng lượng tái tạo từ phụ phẩm nông nghiệp.

“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” - PGS, TS. Nguyễn Đình Tùng khẳng định.

Việc áp dụng vào sản xuất thành công của hệ thống dây chuyền thiết bị đã đem lại hiệu quả kinh tế cho cơ sở sản xuất sấy chế biến ngô giống, lạc giống đối với lĩnh vực phục vụ trong sản xuất nông nghiệp tại vùng sâu, vùng xa của đất nước, đó là cơ sở sản xuất, chế biến, sấy ngô giống tại Sông Bôi (Hòa Bình), và Tuyên Quang. Từ các kết quả này hoàn toàn có thể nhân rộng ra ứng dụng tại nhiều cơ sở chế biến, sấy giống quy mô lớn, công nghiệp khác trong cả nước nước, thậm chí có thể xuất khẩu ra nước ngoài.

Không chỉ vậy, việc áp dụng vào sản xuất thành công của công trình đối với hệ thống dây chuyền thiết bị sấy lạc giống kiểu tháp (kiểu tháp chuyên dụng) đã chuyển giao để ứng dụng cho Hợp tác xã Nông lâm nghiệp Phúc Sơn, huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang. Hệ thống này đã đưa vào hoạt động ứng dụng trong sản xuất nhiều năm, có nhiều tính mới, khoa học, rất phù hợp cho Hợp tác xã khi ứng dụng để sấy lạc giống phục vụ sản xuất và phân phối thương mại trên thị trường đối với sản phẩm lạc giống sau khi sấy. Sản phẩm lạc giống sau khi sấy trên hệ thống dây chuyền thiết bị này đảm bảo tốt về chất lượng giống; chi phí năng lượng tiết kiệm; dễ vận hành thao tác, sử dụng; mức độ tự động hóa cao như tự động đảo trộn khi sấy; giảm phát thải như không khói bụi; hoạt động êm dịu không tiếng ồn.

Việc thiết kế, chế tạo hệ thống thiết bị máy nông nghiệp công nghệ cao đã góp phần tăng năng suất lao động, tạo việc làm, cải thiện điều kiện sống đối với doanh nghiệp, bà con nông dân. Không chỉ vậy, còn góp phần cải thiện điều kiện làm việc, an toàn lao động cho người lao động.

Thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục triển khai ứng dụng rộng rãi kết quả của dự án tại các tỉnh thành trong cả nước, tiếp tục nghiên cứu ứng dụng Hệ thống dây chuyền thiết bị trong dự án đối với một số loại nông sản khác, có thể ứng dụng cho sấy nông sản giống; Nghiên cứu cải tiến lò sấy nhằm nâng cao nhiệt độ sấy đến 160 - 180 độ để sử dụng cho hệ thống sấy chè xanh, nâng cao hiệu suất trao đổi nhiệt và công suất nhiệt để đa dạng hóa sản phẩm sấy và giảm chi phí sản xuất./.

DOÃN TÂM