Đưa công nghệ 4.0 vào bảo quản nông sản

Để đảm bảo chất lượng gạo sau xay xát, tăng khả năng cạnh tranh xuất khẩu, nhiều doanh nghiệp tại đồng bằng sông Cửu Long đã hướng tới ứng dụng các giải pháp công nghệ 4.0 trong sản xuất và chế biến lúa gạo.

Vận hành thử nghiệm sản phẩm trên máy sấy mô hình và máy sấy MFD-300-6. Ảnh nhóm nghiên cứu cung cấp

Theo các nhà khoa học, ứng dụng khoa học kỹ thuật trong sản xuất và chế biến nông sản là xu hướng chung của các quốc gia. Riêng việc bảo quản sản phẩm nông nghiệp sau thu hoạch, đặc biệt là lúa gạo không được đầu tư đúng mức sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng, tăng chi phí, giảm năng lực cạnh tranh… Tại Việt Nam, một phần do doanh nghiệp chủ quan, hơn nữa chi phí đầu tư các dây chuyền công nghệ mới khá tốn kém nên ít nhiều ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế. Từ thực tế đó, nhóm chuyên gia thuộc Công ty TNHH Kỹ thuật Công nghiệp Đồng Tâm (TP.HCM) đã nghiên cứu, chế tạo thiết bị giám sát để điều khiển chế độ sấy lúa tối ưu cho máy sấy tháp. Theo đánh giá của hội đồng khoa học, thiết bị này giúp các doanh nghiệp thu mua lúa gạo cũng như các nhà máy sản xuất, chế biến đảm bảo ở mức tối đa chất lượng gạo sau xay sát, mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Nguyên mẫu chế tạo giải pháp được trình diễn thực tế tại buổi nghiệm thu. Ảnh nhóm nghiên cứu cung cấp

ThS. Lê Thanh Sơn (đại diện nhóm nghiên cứu) cho biết, hiện nay các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực nông sản chưa thật sự chú trọng đầu tư các giải pháp kỹ thuật và công nghệ. Trong khi đó, giải pháp kỹ thuật và công nghệ là nhân tố quyết định đến chất lượng và tăng khả năng cạnh tranh. Thiết bị giám sát để điều khiển chế độ sấy lúa cho máy sấy tháp được xem là giải pháp tối ưu nhằm giảm chi phí, đồng thời nâng cao chất lượng lúa sau khi sấy mà các doanh nghiệp đang quan tâm.

Tủ điều khiển trung tâm của toàn bộ giải pháp. Ảnh nhóm nghiên cứu cung cấp

Ứng dụng khoa học kỹ thuật trong sản xuất, chế biến nông sản được các chuyên gia, nhà khoa học khuyến khích nhằm tối ưu hóa quy trình, nâng cao giá trị nông sản. Giải pháp này là tâm huyết của đội ngũ chuyên gia, kỹ sư với mong muốn được ứng dụng rộng rãi tại các nhà máy chế biến nông sản tại Việt Nam nói chung và khu vực đồng bằng sông Cửu Long nói riêng. Đại diện nhóm nghiên cứu chia sẻ, sản phẩm hoàn thiện trên cơ sở nghiên cứu, bổ sung trực tiếp các giải pháp cơ khí, điện tử và điều khiển tự động vào hệ thống máy sấy lúa mẫu Lamico MFD-300-6 với sức chứa 20 tấn/mẻ. Bên cạnh ứng dụng các giải pháp cơ khí và điện tử được lập trình để giám sát liên tục những thông số chính ảnh hưởng đến hệ thống tháp sấy như độ ẩm lúa đầu vào, nhiệt độ sấy, vận tốc không khí sấy, khối lượng lúa cần sấy, thời gian sấy thì nhóm nghiên cứu cũng đã phát triển thành công bộ giải thuật đi kèm hệ thống cơ – điện – điều khiển nhiệt nhằm điều khiển tự động quá trình sấy lúa hạt dài.

Nhóm nghiên cứu xây dựng phần mềm MST cho phép điều khiển tháp sấy từ xa qua điện thoại thông minh. Ảnh nhóm nghiên cứu cung cấp

Sau thời gian vận hành tại Hợp tác xã sản xuất thương mại dịch vụ Green Vina TG, nhóm nghiên cứu đã thu được kết quả khả quan. Cụ thể là tăng tỷ lệ gạo nguyên sau xay xát (đạt trên 56%). Tổng thời gian cho 1 mẻ sấy giảm từ 12,25 giờ xuống còn 11,08 giờ, tức giảm 1,3 giờ so với quy trình cũ. Đặc biệt là tiết kiệm một lượng điện năng đáng kể (1 mẻ sấy giảm từ 252,8kWh xuống 226,2kWh) và giảm được đến 26% lượng trấu tiêu thụ/mẻ. “Nhờ quy trình được lập trình, tối ưu và tự động hóa, giao diện thiết kế trên màn hình cảm ứng HMI để dễ thao tác cũng như quan sát thì chỉ cần một người, thay vì 2 người để vận hành một mẻ sấy như trước”, ThS. LêThanh Sơn cho biết.

Thiết bị giám sát để điều khiển chế độ sấy lúa tối ưu cho máy sấy tháp được thực hiện với sự hỗ trợ kinh phí của Sở Khoa học – Công nghệ TP.HCM và được đưa vào vận hành tại Hợp tác xã sản xuất thương mại dịch vụ Green Vina TG (huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang).

Sản phẩm này có nhiều tính năng ưu việt nhờ kết hợp các giải pháp công nghệ hiện đại. Theo đó, người vận hành có thể sử dụng máy tính cá nhân hay thiết bị di động thông minh (qua App) có thể giám sát các thông số liên quan của toàn tháp sấy, thông qua các thuật toán chủ động điều khiển cũng như thiết lập chế độ sấy tối ưu để quyết định chất lượng gạo thành phẩm sau xay xát. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đã hoàn thiện phần mềm MST với các chức năng điều chỉnh thông số thời gian lấy mẫu; khả năng lưu trữ dữ liệu thông qua cổng USB nhằm phục vụ quá trình nghiên cứu cải tiến chế độ sấy và phục vụ cho quá trình giám sát thời gian sử dụng tháp sấy bằng lịch sử sử dụng; chức năng cài đặt chế độ và thông số hoạt động máy theo hai chế độ Auto/Manual để điều khiển động cơ bổ sung không khí của buồng hòa trộn tác nhân sấy; chức năng vẽ đồ thị theo thời gian thực giúp cho người dùng dễ dàng quan sát diễn biến toàn bộ quá trình sấy và chức năng dự báo kết thúc thời gian sấy. Sau thời gian đưa thiết bị này vào vận hành, đại diện Hợp tác xã sản xuất thương mại dịch vụ Green Vina TG khẳng định đã mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt từ giảm nhân công, điện năng tiêu thụ và hiệu quả lớn nhất là chất lượng gạo sau khi xay xát.

Đánh giá hiệu quả của giải pháp về lâu dài, ThS. Lê Thanh Sơn kỳ vọng trong tương lai thiết bị này sẽ được phát triển thêm với các công nghệ mới phù hợp với xu hướng điện toán IoT và nông nghiệp công nghệ cao. Giải pháp thiết bị và công nghệ trong nghiên cứu của đề tài đã giúp tiết kiệm được chi phí thực hiện các thử nghiệm sấy trên mô hình đồng dạng, thay vào đó sẽ có được bộ dữ liệu sấy thực tại nhà máy để xây dựng chế độ sấy tối ưu, từ đó giúp cho khuyến cáo chế độ sát nhất với thực tế sản xuất kinh doanh.

Trần Tri