Chế tạo máy sấy cà phê bằng năng lượng mặt trời

Máy sấy cà phê bằng năng lượng mặt trời. Ảnh: T. BA

Đơn giản và thiết thực

Theo sinh viên Đỗ Hoàng Thắng, thành viên nhóm nghiên cứu, giảm độ ẩm của cà phê sau khi thu hoạch là công đoạn có tính quyết định đến chất lượng cà phê nhưng hiện nay đa số hộ sản xuất cà phê ở Việt Nam đều dùng sân phơi tự nhiên. Thói quen này làm giảm hiệu quả khai thác đất canh tác, đồng thời khiến cho sản phẩm bị lẫn đất cát, độ ẩm hạt cao, dễ bị nấm mốc, làm giảm nghiêm trọng chất lượng cà phê. Một số hộ đã chuyển sang sấy bằng lò điện, hiệu quả cao nhưng lượng điện sử dụng lại cực kỳ lớn. Từ nguyên lý sấy khô nông sản (sử dụng nhiệt để bốc hơi nước trong vật sấy đồng thời sử dụng gió để thổi hơi nước bay ra ngoài), nhóm đã đi đến quyết định sử dụng nguồn điện mặt trời, vừa rẻ lại sử dụng khá nhiều ở nước ta.

Qua quá trình tìm hiểu, nhóm nghiên cứu phát hiện trước đây một số nhà khoa học, kỹ sư cũng đã chế tạo máy sử dụng năng lượng mặt trời để sấy, tuy nhiên những chiếc máy sấy này vẫn còn bộc lộ nhiều nhược điểm như đòi hỏi không gian sấy, máy khó di chuyển, thời gian sấy kéo dài. Ròng rã hơn 10 tháng tìm cách khắc phục nhược điểm, cuối cùng nhóm đã có bảng thiết kế khá chi tiết. Nhóm nghiên cứu cho rằng, vì thiết kế máy có thể sử dụng cả khi nắng yếu hoặc không có nắng, đồng thời tăng nhiệt độ giấy và duy trì thời gian với nguồn nhiệt thu được, nhóm sử dụng năng lượng mặt trời làm nguồn cấp nhiệt đốt nóng nước trong bình, rồi cho nước đi qua bộ phận sấy để sấy cà phê.

Tuy vậy, cũng theo nhóm nghiên cứu, nguồn nhiệt sản sinh từ các tấm năng lượng mặt trời cũng chỉ đốt nước nóng ở khoảng 50 - 600C, trong khi nhiệt độ thông thường khi sấy là 70 - 800C, nhóm đã thiết kế thêm một lò đốt sinh khối bên dưới thùng chứa nông sản để cấp thêm nhiệt. “Nguồn nhiệt này được đốt từ vỏ cà phê hoặc vỏ trấu sẵn có tại địa phương. Tùy theo thời tiết mà người sấy có thể đốt nhiều hoặc ít từ lò đốt sinh khối này”, Đỗ Hoàng Thắng chia sẻ.

Tính khả thi cao

Máy sấy năng lượng mặt trời được thiết kế có dung tích 200kg/mẻ. Ngoài sấy cà phê, máy có thể sấy nhiều loại nông sản khác với chất lượng tương đương với máy sấy điện hiện nay. TS Mai Thanh Phong, Trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Giá thành khoảng 200 triệu đồng/máy. Đây là khoản tiền không hề đắt cho một máy sấy cà phê với những lợi ích như không tốn điện, lại tận dụng được nguồn sinh khối sẵn có tại địa bàn. Như vậy, người trồng cà phê không hề tốn thêm một khoản phụ nào cho công đoạn sấy cà phê sau khi thu hoạch”. Cũng theo TS Phong, những nơi trồng nhiều cà phê ở nước ta như Tây Nguyên, Đông Nam bộ có số giờ nắng rất cao, rất tiện dụng khi sử dụng loại máy sấy này. Vùng hải đảo cũng có thể sử dụng để sấy các loại nông sản khác nhau.

Điểm nổi bật của máy là hệ thống buồng chứa nông sản được thiết kế có thể quay quanh trục để đảo đều cà phê trong buồng, từ đó cà phê được sấy đều cả quả thay vì từng mặt như cách phơi thủ công hiện nay. Nguồn nước chứa trong máy cũng được máy bơm đẩy tuần hoàn theo ống dẫn nên nhiệt độ tạo ra cũng cao hơn, thời gian sấy cũng ngắn hơn. Theo tính toán của nhóm nghiên cứu, với 200kg cà phê, để giảm độ ẩm từ 80% xuống còn 12% phải mất khoảng 3 ngày. Nhưng với máy sấy này, chỉ mất khoảng 1 - 2 ngày tùy thời tiết với chất lượng cà phê đạt tiêu chuẩn sau sấy.

Tuy nhiên, cũng theo nhóm nghiên cứu, trong thời gian tới nhóm sẽ nghiên cứu sâu hơn để hoàn thiện công nghệ và mở rộng thêm phạm vi ứng dụng trên các đối tượng nông sản khác nhau. Ngoài ra, việc sử dụng nước nóng làm môi chất tích nhiệt chưa đem lại hiệu quả cao trong quá trình trữ nhiệt và nhiệt độ cung cấp cho hệ thống sấy. Nhóm đang tính đến khả năng sẽ thử nghiệm dùng paraffin - môi chất có nhiệt dung riêng cao để làm chất tích nhiệt, khi đó nhiệt độ cung cấp sẽ cao hơn cho hệ thống, hiệu quả sấy cũng cao hơn.