Rung siêu âm trong đúc kim loại là công nghệ phụ trợ sạch, cải tiến chất lượng vật đúc mà không sử dụng các hóa chất phụ gia công nghiệp nên mang lại tác động tích cực với môi trường và năng lượng. Công nghệ này khi áp dụng vào quá trình sản xuất sẽ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm đúc trong khuôn kim loại, đặc biệt là ngành công nghiệp ô tô. 

Hiện nay, nhiều doanh nghiệp sản xuất đúc hợp kim nhôm sử dụng phương pháp đúc áp lực cao. Phương pháp này tạo ra sản phẩm đúc có chất lượng bề mặt rất tốt, các chi tiết thành mỏng có độ sắc nét cao. Tuy nhiên, nhược điểm lớn của phương pháp này là chi phí đầu tư ban đầu cao và yêu cầu sản lượng phải đủ lớn, đồng thời hợp kim đúc phải được tinh luyện kỹ lưỡng. 

Các nghiên cứu trong và ngoài nước đã chỉ ra 2 phương án công nghệ nhằm cải thiện chất lượng kim loại và vật đúc gồm: xử lý trực tiếp kim loại lỏng và xử lý gián tiếp bằng rung khuôn. Trong đó, phương pháp xử lý trực tiếp kim loại lỏng (sử dụng tần số cao – siêu âm) yêu cầu đầu rung siêu âm nhúng trực tiếp vào bể kim loại lỏng để truyền dao động siêu âm. Điều này yêu cầu vật liệu của đầu rung có khả năng chịu nhiệt, đồng thời nhiệt độ của đầu rung phải được kiểm soát để đảm bảo tính ổn định của quy trình sản xuất. Trong khi đó, phương pháp rung khuôn khi đúc chỉ mới được nghiên cứu thực hiện với tần số thấp, điều này không tận dụng được các hiệu ứng như xâm thực hay luồng dao động nhằm tác động mạnh mẽ đến quá trình kết tinh của kim loại. Hơn nữa, việc rung khuôn tần số thấp với các thiết bị như bàn rung, động cơ lệch tâm có biên độ tương đối lớn sẽ khiến cho độ chính xác và chất lượng bề mặt của chi tiết đúc bị ảnh hưởng. 

Chính vì thế, TS. Nguyễn Thanh Hải và cộng sự tại Trường Đại học Bách Khoa TPHCM (ĐHQG TPHCM) đã triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Nghiên cứu công nghệ và thiết bị rung siêu âm ứng dụng đúc hợp kim nhôm trong khuôn kim loại”. Đây là hướng đi rất mới, ứng dụng rung khuôn siêu âm khi đúc khuôn kim loại tĩnh, hoàn toàn có thể tạo nên một quy trình sản xuất mới trong thực tế, tạo ra sản phẩm đúc có chất lượng tương đương như đúc áp lực mà không cần đầu tư chi phí cho thiết bị đúc áp lực. Từ đó, giúp các doanh nghiệp sản xuất đúc truyền thống cải tiến dây chuyền sản xuất, thậm chí có thể phối hợp triển khai thực hiện thử nghiệm, tiến đến sớm chuyển giao công nghệ ứng dụng vào thực tiễn sản xuất.

Trọn bộ giải pháp được nhóm kỹ sư - chuyên gia tại Đại học Bách Khoa TPHCM hoàn thiện, vận hành ổn định.

Thiết bị đúc nhôm sử dụng khuôn rung siêu âm

TS Nguyễn Thanh Hải cho biết, trong nghiên cứu đã sử dụng dao động siêu âm với tần số 20kHz và công suất 2kW sẽ tác động trực tiếp vào khuôn vật đúc trong quá trình đông đặc. Thông số này dựa trên các tính toán về ngưỡng xâm thực của hợp kim nhôm lỏng, đồng thời là thông số được lựa chọn cho phù hợp với các yêu cầu về khả năng của thiết bị và quy định về tiếng ồn khi hoạt động. 

Các nghiên cứu trước đây cho thấy, mức tần số 20kHz là phù hợp, cao hơn mức tần số này, thiết bị không đảm bảo công suất hay nói cách khác do biên độ dao động quá nhỏ làm cho khả năng truyền sóng và phạm vi ảnh hưởng của siêu âm giảm xuống, từ đó các tác động đến chất lượng của vật đúc không đáng kể. Còn với mức tần số thấp hơn 20kHz thì sẽ gây tiếng ồn khó chịu ảnh hưởng đến người lao động trong quá trình sản xuất. 

Quá trình đúc được thực hiện với hệ thống lò nấu, rót kim loại và hệ rung siêu âm được thiết kế và chế tạo theo yêu cầu nghiên cứu. Kết quả thực nghiệm cho thấy khi có siêu âm, mẫu đúc đạt kết quả tốt hơn, cụ thể giảm và gần như không có khuyết tật bên trong, cơ tính độ bền kéo của vật đúc bằng hợp kim nhôm tăng, tổ chức cấu trúc tế vi mịn hơn, giảm thiên tích từ đó cải thiện chất lượng vật đúc bên trong. Vì thế, việc áp dụng rung siêu âm khi đúc trong khuôn kim loại tĩnh giúp cải thiện chất lượng vật đúc đạt được các ưu điểm cao khá tương tự như đúc áp lực. Công nghệ rung khuôn siêu âm khi đúc khuôn kim loại tĩnh sẽ hỗ trợ doanh nghiệp cải tiến các quy trình đúc trong khuôn kim loại tĩnh, mà chỉ cần đầu tư chi phí thấp hơn.

Thiết kế mẫu đúc

Ngoài ra, nhóm thực hiện còn chú ý đến quá trình đông đặc dưới tác động siêu âm trên vật liệu là hợp kim nhôm. Theo đó, nhóm đã chọn nhôm ADC12 để tiến hành nghiên cứu vì đây là loại hợp kim có hàm lượng Silic cao (8-12%), thường được dùng làm nguyên liệu trong các nhà máy sản xuất các bộ phận, phụ tùng bằng hợp kim nhôm (thiết bị điện tử, linh kiện ô tô, xe điện, xe máy, máy móc công – nông nghiệp…) theo phương pháp đúc áp lực. 

TS Nguyễn Thanh Hải nhận định, quá trình đông đặc nhôm ADC12 có thể làm nền tảng để tiếp tục triển khai các nghiên cứu mới về công nghệ và thiết bị cho việc đúc các chi tiết và kết cấu kim loại khác, thậm chí là nghiên cứu chuyên sâu về các phương pháp công nghệ cải thiện chất lượng của vật đúc nói chung và đúc trong khuôn kim loại nói riêng. Bởi vì, nhóm hợp kim Al - Si có đặc trưng là khả năng đúc tốt, chống ăn mòn tốt, có thể gia công cắt gọt và hàn, chiếm khoảng 85-90% tổng sản lượng nhôm đúc được sản xuất. 

Thiết kế khuôn đúc

Thiết bị đúc hợp kim nhôm có hỗ trợ rung khuôn siêu âm được thiết kế và chế tạo với các thông số kỹ thuật có quy mô phòng thí nghiệm. Thiết bị bước đầu có khả năng vận hành tốt, đúc được các sản phẩm có chất lượng cao. Với một số thiết kế khuôn thay đổi, thiết bị có thể đúc được các mẫu thử dùng cho đo kiểm cũng như các chi tiết cơ khí kích thước nhỏ dùng trong một số máy móc thông dụng. 

Hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ khoa học - công nghệ do Sở KH&CN TPHCM tổ chức hồi quý 2/2022 trực tiếp kiểm sát thiết bị - giải pháp thành phẩm tại trường Đại học Bách khoa TPHCM

"Tuy việc chuyển giao ứng dụng thiết bị này vào sản xuất thực tế vẫn còn một chặng đường lâu dài, nhưng hoàn toàn có thể rút ngắn nếu có sự phối hợp tích cực của doanh nghiệp ngành đúc. Đó là sự đào tạo nhân lực vận hành quy trình công nghệ đúc có hỗ trợ siêu âm, sự thay đổi thiết kế khuôn và cải tiến công suất máy cho phù hợp với quy mô sản xuất thực tế nhằm hoàn thiện quy trình công nghệ ứng dụng siêu âm để cải thiện chất lượng vật đúc", đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ chia sẻ thêm.

Nhóm tác giả cũng đề xuất cần tiếp tục nghiên cứu mở rộng khả năng ứng dụng công nghệ rung siêu âm ứng dụng đúc hợp kim nhôm trong khuôn kim loại như: cải tiến công suất nguồn siêu âm, kích thước vật đúc và khuôn, các yêu cầu về xử lý hợp kim đúc trong quá trình nấu chảy và rót vào khuôn.

Việc hợp tác giữa SHTP Labs và ICST được kỳ vọng sẽ đẩy mạnh hoạt động đưa kết quả nhiệm vụ khoa học và công nghệ vào ứng dụng thực tiễn sản xuất. Đồng thời, là gợi mở để TP.HCM có thêm nhiều mối hợp tác tương tự.

Ngày 19/8/2022, Trung tâm Nghiên cứu triển khai Khu Công nghệ cao TP.HCM (SHTP Labs) cùng Viện Khoa học và Công nghệ Tính toán (ICST, thuộc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) ký thỏa thuận hợp tác triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ.

Đại diện SHTPLABS và ICST công bố nội dung ký kết hợp tác

Trong những năm gần đây, SHTP Labs và ICST đã cùng thực hiện hiệu quả các nhiệm vụ khoa học và công nghệ. Điển hình là nhiệm vụ thiết kế tính toán quang phổ cấu trúc nano vàng bằng phương pháp tính toán hóa học lượng tử và so sánh với thực nghiệm, chế tạo nano vàng với cấu trúc lưỡng tháp tam giác và ngôi sao bằng phương pháp vi sóng; ứng dụng làm chất kháng vi khuẩn, tạo ra các sản phẩm hỗ trợ điều trị viêm da. Từ kết quả nhiệm vụ, hai bên đã thương mại hóa thành công sản phẩm trị mụn ACNE GOLDSTAR (hiện đang do Công ty TNHH Mediworld phân phối độc quyền) ứng dụng nano vàng ngôi sao.

Ông Nguyễn Việt Dũng (Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) cho biết, tuy Viện - trường thực hiện nhiều nhiệm vụ khoa học và công nghệ mang tính ứng dụng cao nhưng thực tế vẫn chưa được triển khai nhiều. Hạn chế này một phần là do sự gắn kết giữa các đơn vị thực hiện nhiệm vụ với doanh nghiệp còn nhiều bất cập. Việc hợp tác giữa SHTP Labs và ICST được kỳ vọng sẽ đẩy mạnh việc đưa kết quả nhiệm vụ khoa học và công nghệ vào ứng dụng thực tiễn sản xuất. Đồng thời, là gợi mở để TP.HCM có thêm nhiều mối hợp tác tương tự.

Ông Nguyễn Việt Dũng (Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) phát biểu tại buổi ký kết

Theo thỏa thuận, SHTP Labs và ICST sẽ cùng phối hợp nghiên cứu, thiết kế, mô phỏng, chế tạo linh kiện vi cơ điện tử (ứng dụng trong các ngành công nghiệp và y tế); nghiên cứu tính toán và chế tạo các vật liệu cấu trúc nano (graphene, nano vàng, nano bạc) để ứng dụng trong sản xuất công nghiệp. Hai bên cũng sẽ hợp tác biên soạn tài liệu khoa học về việc thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ, đồng thời phối hợp triển khai ứng dụng, thương mại hóa kết quả nhiệm vụ khoa học và công nghệ.

Ông Ngô Võ Kế Thành (Giám đốc SHTP Labs) khẳng định, thỏa thuận hợp tác giữa SHTP Labs và ICST sẽ phát huy thế mạnh của hai đơn vị, đặc biệt là khi phối hợp với các doanh nghiệp sản xuất nhằm tạo ra những sản phẩm có hàm lượng chất xám khoa học và công nghệ cao. Mục tiêu sắp tới là sẽ triển khai ứng dụng nhiều hơn nữa các kết quả nhiệm vụ khoa học và công nghệ, hướng đến tăng số lượng sản phẩm thương mại hóa đưa vào phục vụ cuộc sống.

Hoàng Kim (CESTI)

Hội chợ - Triển lãm lần này do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp tổ chức cùng Sở Khoa học và Công nghệ, UBND Quận 12, Ban Quản lý Khu Nông nghiệp Công nghệ cao.

Ngày 18/8/2022, Hội chợ - Triển lãm Giống, Nông nghiệp Công nghệ cao TP.HCM lần VIII năm 2022 đã diễn ra tại Trung tâm Công nghệ sinh học TP.HCM (Số 2374, Quốc lộ 1, Phường Trung Mỹ Tây, Quận 12).

Ông Đinh Minh Hiệp (Giám đốc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) cho biết Hội chợ - Triển lãm năm nay thu hút 315 gian hàng (vượt mức kế hoạch 250 gian hàng) tham gia trưng bày triển lãm. Tổng số đơn vị tham gia là 140 đơn vị, trong đó có 24 đơn vị từ 22 tỉnh thành (Hà Nội, Bà Rịa – Vũng Tàu, Long An, Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến Tre, Sóc Trăng, Cần Thơ, Đồng Tháp, An Giang, Tây Ninh, Bình Dương, Đồng Nai, Bình Phước, Kiên Giang, Hậu Giang, Lâm Đồng, Hải Dương, Lào Cai, Gia Lai, Đắk Lắk, Quảng Bình).

Diễn ra trong 4 ngày từ ngày 18-21/8/2022, Hội chợ - Triển lãm Giống, Nông nghiệp Công nghệ cao TP.HCM lần VIII năm 2022 tôn vinh những thành tựu ngành nông nghiệp Thành phố trong lĩnh vực giống cây trồng, vật nuôi, thủy sản, nông nghiệp công nghệ cao, công nghiệp sinh học ngành nông nghiệp, các sản phẩm chủ lực, sản phẩm đạt chứng nhận OCOP trên địa bàn Thành phố. Hội chợ - Triển lãm cũng đẩy mạnh quảng bá hình ảnh nông nghiệp Thành phố, tạo nơi giao thương mua bán sản phẩm giống cây trồng, vật nuôi, thủy sản, nông nghiệp công nghệ cao, công nghệ sinh học ngành nông nghiệp, máy móc, thiết bị phục vụ sản xuất nông nghiệp của các doanh nghiệp, hợp tác xã và người tiêu dùng trên cả nước, khẳng định vai trò là cầu nối hiệu quả, kênh xúc tiến thương mại quan trọng trong lĩnh vực nông nghiệp.

Năm nay, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM trưng bày và giới thiệu nhiều giải pháp và thiết bị công nghệ, kết quả nghiên cứu khoa học và công nghệ của các doanh nghiệp, Viện – trường. Điển hình là các công nghệ xử lý nước từ trường giúp cải thiện hiệu quả việc nuôi trồng thuỷ sản diện rộng; thiết bị sấy thủy, hải sản bằng năng lượng mặt trời; giải pháp đóng gói bao bì thực phẩm...

Ông Lê Thanh Minh (Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) trao đổi về giải pháp dưỡng hoa, tạo màu cho hoa ứng dụng công nghệ cao với doanh nghiệp

Công ty Koro triển lãm dòng sản phẩm máy lọc nước từ trường, cung cấp nguồn nước từ trường dồi dào với giá chỉ vài trăm đồng đến vài ngàn đồng/lít, thấp hơn nhiều so với mức giá thị trường 100.000 – 200.000 đồng/lít. Nước từ trường là nước có năng lượng từ tính với cấu trúc phân tử nhỏ hình lục giác thu được khi cho nước đi qua nam châm vĩnh cửu được sản xuất một cách đặc biệt có thể kích hoạt và ion hóa các phân tử nước.

Công nghệ sấy động ứng dụng năng lượng mặt trời tích hợp tách ẩm ngõ vào của Công ty ITS đang là công nghệ ứng dụng năng lượng mặt trời rất hiệu quả trên thị trường hiện nay. Việc kiểm soát chặt chẽ các thông số sấy giúp cho thiết bị rất đa năng, có thể sấy đa dạng các sản phẩm bao gồm thủy sản, nông sản, trái cây, thực phẩm, dược liệu. Thiết bị giúp tiết kiệm điện năng lên đến 80% so với sấy bơm nhiệt, giảm giá thành đầu tư chỉ còn 1/4 so với máy sấy lạnh nhưng chất lượng sản phẩm sau sấy tương đương, giảm nhân công 60%, giảm mặt bằng xây dựng xấp xỉ 80% so với phơi nắng.

Hoàng Kim (CESTI)

Với công nghệ chế tạo sáng tạo, sản phẩm có chi phí sản xuất thấp, đáp ứng yêu cầu cho ứng dụng trong màn hình hiển thị thông minh với độ phân giải cao như thiết bị thực tế ảo, thiết bị truyền tín hiệu, cảm biến y sinh, quang học di truyền.

Phát minh đèn điốt bán dẫn III-nitride (light emitting diode, LED) xanh dương cấu trúc InGaN màng mỏng, ứng dụng tiềm năng trong phát triển nguồn sáng trắng tiết kiệm năng lượng đã nhận được giải Nobel Vật lý năm 2014. Từ đó, vật liệu bán dẫn III-nitride - bao gồm ít nhất một nguyên tố nhóm IIIA như aluminum (Al), gallium (Ga) và indium (In) trong bảng hệ thống tuần hoàn kết hợp với nguyên tố nitơ (N) - đã nhận được nhiều sự quan tâm cho các thiết bị quang điện tử, do những đặc tính điện - quang độc đáo như độ linh động của điện tử cao, vận tốc bão hòa lớn, ổn định hóa học và dẫn nhiệt tốt.

Để ứng dụng LED trong công nghệ màn hình microdisplays (mật độ điểm ảnh cực cao), cần có các đèn LED với kích thước trong khoảng 5×5-100×100 µm² và cường độ sáng >5000 cd/cm² cũng như mật độ điểm cao lớn hơn 4.000 ppi (pixels per inch). Nhiều tập đoàn công nghệ hàng đầu thế giới như Apple, Samsung, Sony, LG… đã đi tiên phong sản xuất đèn LED kích thước micro mét (microLED). MicroLED được đánh giá là công nghệ đột phá, sở hữu các đặc tính như nhẹ hơn, mỏng hơn và hiển thị tốt hơn so với các dòng màn hình hiện nay, có khả năng thay thế OLED và LCD. Tuy nhiên, hầu hết vẫn dựa trên công nghệ màng mỏng (thin-film), do đó hiệu suất vẫn còn hạn chế và giá thành cao.

Quan sát đế microLED (giữa) trên bàn kính hiển vi

Theo sự tiến triển không ngừng của công nghệ, cấu trúc vật liệu nano một chiều (1D nanostructure) ở dạng thanh/sợi/dây nano đã cho thấy sự cải thiện đáng kể trong hiệu suất quang và độ hoàn màu (color rendering index - CRI) của đèn LED, cũng như kích thước của đèn có thể giảm đến micro-mét (10-300 µm), mở rộng ứng dụng LED trong kỹ thuật chiếu sáng thông minh như tivi siêu mỏng, notebook, thiết bị điện tử đeo/cầm và công nghệ thực tế ảo. So với cấu trúc màng mỏng, microLED thanh nano thể hiện một số ưu điểm khác biệt như giảm phân cực trong tinh thể do ứng suất, giảm mật độ sai hỏng mạng tinh thể do cấu trúc 1D phân tán lực ra bề mặt thành của thanh/sợi/dây nano, vì vậy tính tản nhiệt và hiệu suất phát quang được cải thiện, cho phép tích hợp microLED lên các đế linh hoạt ít dẫn nhiệt và dẫn điện hơn, mở ra nhiều ứng dụng thông minh cho microLED trong tương lai. Một thách thức khác cho microLED là sự sắp xếp và hình dạng đồng đều của các thanh nano cũng như cấu trúc vùng phát quang vẫn còn hạn chế dẫn đến sự phân bố điện tử và lỗ trống không đồng đều, sự tràn điện tử và hiện tượng phát xạ bề mặt, làm giảm hiệu suất quang của microLED.

Vì vậy, Viện Công nghệ Hóa học đã triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Thiết kế và chế tạo đèn điốt bán dẫn kích thước micro mét cấu trúc InGaN dây nano với hiệu suất phát quang cao ứng dụng trong kỹ thuật trình chiếu thông minh”. Mục tiêu hướng đến là thiết kế mô phỏng và chế tạo thành công microLED với hiệu suất quang cao dựa trên các cấu trúc (Al)InGaN tối ưu và màng nhôm oxit giá thành thấp để điều chỉnh kích thước đồng đều của thanh/dây/sợi nano. Đây cũng là nhiệm vụ nhằm bắt kịp sự phát triển công nghệ màn hình siêu nhỏ (microdisplays) của thế giới.

Mô phỏng cấu trúc thanh nano (Al)InGaN cho microLED

TS Nguyễn Hoàng Duy (chủ nhiệm nhiệm vụ) cho biết, nhóm thực hiện chủ động chế tạo các màng nhôm oxit (anodic alumina oxide - AAO) bằng phương pháp điện hóa, ở mức chi phí thấp. Bằng cách điều chỉnh các điều kiện anốt hóa, các màng AAO đường kính xấp xỉ 3 cm với các bề dày (200-600 nm), đường kính lỗ (35-124 nm) và mật độ lỗ (7x10⁹ - 3x10¹⁰ lỗ/cm²) đã được chế tạo thành công. Ưu điểm của việc sử dụng màng AAO để chế tạo các loại vật liệu nano 1D nằm ở khả năng điều chỉnh kích thước của thanh/sợi/dây nano như ý muốn dựa vào việc điều chỉnh kích thước các lỗ hình trụ của màng. Việc kiểm soát được kích thước của vật liệu nano được xem như là chìa khóa dẫn đến thành công trong cách tiếp cận công nghệ cao với chi phí hợp lý.

Quy trình chế tạo màng nhôm oxit (AAO)

Từ đó, nhóm thực hiện đã chế tạo thành công các linh kiện LED thanh nano phát ánh sáng xanh dương, xanh lá, đỏ và trắng với cấu trúc thanh nano InxGa1-xN/AlGaN (0,15 ≤ x ≤ 0,55) thông qua màng AAO và kỹ thuật MBE (molecular beam epitaxy - kỹ thuật chùm phân tử). Các dãy thanh nano InxGa1-xN/AlGaN hình lục giác với chiều dài khoảng 500 nm và đường kính khoảng 60-130 nm sắp xếp trật tự trên đế Si. Chi phí sản xuất trung bình cho một microLED với kích thước 10x10-100x100 µm² chỉ vào khoảng 100 đồng.

Hình chụp microLED 10x10 µm² dưới kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử quét

Hình chụp microLED 100x100 µm² dưới kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử quét

Nhóm thực hiện đã đăng ký bảo hộ sở hữu trí tuệ cho: (1) vật liệu bán dẫn thanh nano không dùng lớp bẫy điện tử và đèn điốt phát quang sử dụng vật liệu này; (2) quy trình sản xuất vật liệu bán dẫn nano phát quang sử dụng màng AAO.

Theo lời TS. Nguyễn Hoàng Duy, cấu trúc 1D sở hữu các tính chất quang - điện đặc biệt vì electron chỉ tự do di chuyển trong 1 chiều dọc của thanh nano. Ngoài ra, thanh nano có đường kính nhỏ, nên khi tổng hợp vật liệu InGaN/GaN với hàm lượng In cao, ứng suất biến dạng của cấu trúc do độ lệch mạng của hai vật liệu có thể giải phóng ra ngoài dễ dàng. Nhờ khả năng giải phóng ứng suất trong tinh thể cao, cấu trúc thanh nano có tính chất vật liệu cao, ít sai hỏng mạng tinh thể, cải thiện thành phần hợp kim và cho phép tổng hợp trên các loại đế thông dụng như silic mà vẫn giữ được cấu trúc tinh thể mong muốn. Do đó các III-nitride LED phát các bước sóng khác nhau có thể được chế tạo dựa trên cấu trúc thanh nano.

TS Nguyễn Hoàng Duy cho biết thêm, việc tối ưu hóa thành phần In cũng như điều khiển được kích thước thanh nano mong muốn để đạt được hiệu suất quang cao nhất với chi phí thấp nhất là rất quan trong công nghiệp sản xuất LED. Hơn nữa mức độ đồng đều và độ tin cậy của các thanh nano trong cùng một lần chế tạo phải cao. Cường độ quang của linh kiện thanh nano sử dụng AAO cao hơn nhiều so với các linh kiện cùng loại với thanh nano phát triển ngẫu nhiên.

Kết quả, nhóm thực hiện hợp tác với nhóm nghiên cứu của GS. Nguyễn Phạm Trung Hiếu (Viện Công nghệ New Jersey, Hoa Kỳ) đã chế tạo thành công microLED cấu trúc thanh nano sử dụng màng AAO đồng đều, hiển thị nhiều màu sắc, hiệu suất quang cao. Sản phẩm có chi phí sản xuất cạnh tranh, là ứng cử viên tiềm năng cho ứng dụng trong màn hình hiển thị thông minh với độ phân giải cao như thiết bị thực tế ảo (AR/VR), thiết bị truyền tín hiệu (visible light communication), cảm biến y sinh (biomedical sensors), quang học di truyền (optogenetics). Đây cũng sẽ là công nghệ tiềm năng góp phần nâng cao sự phát triển kinh tế khi được thương mại hóa.

Về hướng phát triển tiếp theo, nhóm thực hiện kiến nghị tiếp tục nghiên cứu đồng nhất cấu trúc lõi - vỏ để thụ động hiệu quả bề mặt thanh nano, làm tăng công suất và thời gian sử dụng cho microLED; phát triển thanh nano InGaN trong môi trường giàu N₂ plasma để tăng nhiệt độ chế tạo mà không làm giảm thành phần Indium. Ngoài ra, màng AAO cần được chế tạo với đường kính phù hợp với kích thước của tấm wafer.

TS Nguyễn Hoàng Duy báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ

Đáng chú ý, dù kết quả của nhiệm vụ vừa hình thành, nhưng hiện đã có doanh nghiệp đề nghị hợp tác với Sở KH&CN TP.HCM và nhóm triển khai nhiệm vụ về việc nhận chuyển giao công nghệ chế tạo microLED bằng kỹ thuật MBE và sử dụng màng AAO. Dự kiến, dự án tiếp nhận công nghệ này có mức đầu tư ban đầu không dưới 20 triệu USD, bao gồm dây chuyền máy móc, thiết bị và kinh phí R&D hoàn thiện. 

Sáng 11/8, Ban Thi đua – Khen thưởng TPHCM đã tổ chức họp báo giới thiệu về Giải thưởng Sáng tạo TPHCM lần thứ ba năm 2023. 

Đây là giải thưởng được UBND TPHCM xét và trao tặng hai năm một lần nhằm tôn vinh các tổ chức, cá nhân có các công trình nghiên cứu, giải pháp, tác phẩm sáng tạo đóng góp tích cực cho sự phát triển của TP.

Qua đó động viên, khuyến khích, tạo điều kiện cho các cơ quan, đơn vị, doanh nghiệp và các tầng lớp Nhân dân tham gia hưởng ứng các hoạt động sáng tạo nhằm đẩy mạnh phát triển kinh tế-văn hóa-xã hội và hội nhập quốc tế, đảm bảo vững chắc quốc phòng, an ninh trên địa bàn TPHCM.

Giải thưởng diễn ra với mục đích triển khai thực hiện có hiệu quả Đề án “Phong trào thi đua sáng tạo và các Giải thưởng sáng tạo TPHCM giai đoạn 2020-2030” và Kế hoạch thực hiện Đề án giai đoạn 2021-2025.

Giải thưởng Sáng tạo TPHCM lần 3 sẽ hướng đến các công trình tập trung chủ yếu ở 7 lĩnh vực: phát triển kinh tế, an ninh - quốc phòng, quản lý nhà nước, truyền thông sáng tạo, văn học nghệ thuật, khoa học kỹ thuật, khởi nghiệp sáng tạo.

Ông Nguyễn Hoàng Hưng, Phó Trưởng ban Thi đua – Khen thưởng TPHCM, cho biết điểm mới của Giải thưởng Sáng tạo TPHCM lần thứ 3 năm 2023 là chú trọng các công trình, giải pháp trong lĩnh vực kinh tế, giúp TP phục hồi và phát triển sau một thời gian bị ảnh hưởng do dịch Covid-19. Đồng thời nhấn mạnh lĩnh vực văn học, nghệ thuật với các tác phẩm về học tập, làm theo tư tưởng đạo đức Hồ Chí Minh và công tác dân vận.

Theo ông Hưng, tác giả có công trình nghiên cứu, giải pháp, tác phẩm phù hợp với một trong các nhóm lĩnh vực của giải thưởng thì nộp hồ sơ đăng ký tham gia về các cơ quan phụ trách các lĩnh vực tương ứng, trước ngày 31/3/2023.

Về tiêu chí xét trao giải thưởng, ông Hưng chia sẻ, các giải pháp, đề tài nghiên cứu đã được ứng dụng vào thực tiễn (hoặc tác phẩm, sáng tác... phải được xây dựng, công diễn, xuất bản,…) trong khoảng thời gian từ ngày 1/3/2021 đến ngày 31/3/2023 và có hiệu quả, góp phần giải quyết các vấn đề cấp bách, trọng tâm trong xây dựng và phát triển TP.

Đối với các lĩnh vực của giải thưởng có các hội thi, cuộc thi, giải thưởng chuyên ngành tương ứng, các công trình nghiên cứu, giải pháp, tác phẩm đăng ký tham gia Giải thưởng Sáng tạo TPHCM phải đạt giải tại các hội thi, cuộc thi, giải thưởng này.

Đến nay, Ban Tổ chức Giải thưởng Sáng tạo lần 3 đã nhận được một số công trình, đề án của các nhóm tác giả có tuổi đời rất trẻ. Các công trình có tính sáng tạo cao, đã ứng dụng vào thực tế và mang lại hiệu quả thiết thực.

Dự kiến ngày 2/9/2023 sẽ công bố, trao Giải thưởng Sáng tạo TPHCM lần 3. Số lượng giải thưởng dự kiến trao lần này khoảng 70 giải. Mức tiền thưởng dự kiến cho giải Nhất là 200 triệu đồng, giải Nhì là 150 triệu đồng, giải Ba là 100 triệu đồng.

Minh Dung - HCM CityWeb 

Sở Khoa học và Công nghệ ngày 03 tháng 8 năm 2022 ban hành Quyết định số 615/QĐ-SKHCN về ban hành Thể lệ xét tặng Giải thưởng sáng tạo Thành phố lần thứ 3 - Năm 2023 - Lĩnh vực 7: Khởi nghiệp sáng tạo

Phiếu tham dự

Ngày 11/8/2022, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM đã có buổi làm việc với đoàn công tác Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Ngãi.

Bà Chu Vân Hải (Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) chia sẻ, hiện nay, các nhiệm vụ đặt hàng từ Sở - ngành ở Thành phố đều xuất phát từ nhu cầu thực tiễn. Việc xây dựng nội dung nhiệm vụ cũng cần tham vấn ý kiến chuyên gia, doanh nghiệp công nghệ. Bên cạnh đó, cần gắn kết người thụ hưởng kết quả với người triển khai thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ để đi đúng hướng yêu cầu, đạt hiệu quả cao khi chuyển giao kết quả.

Trong đó, năm 2021 Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM đã tổ chức Hội nghị kết nối cung cầu giải pháp công nghệ phục vụ chuyển đổi số nhằm trao đổi, thảo luận những yêu cầu về ứng dụng công nghệ phục vụ chuyển đổi số tại quận, huyện và thành phố Thủ Đức cùng các doanh nghiệp trên địa bàn Thành phố. Hội nghị thu hút 100 người từ hơn 60 cơ quan, đơn vị và doanh nghiệp tham gia trực tuyến. Từ nhu cầu đặt hàng trực tiếp tại Hội nghị và sự tư vấn của các chuyên gia, doanh nghiệp công nghệ, Sở đã ra thông báo về việc đặt hàng nhiệm vụ “Xây dựng công cụ quản lý chợ” dành cho các tổ chức nghiên cứu, trường Đại học, Viện nghiên cứu, doanh nghiệp, tổ chức khoa học công nghệ. Nhiệm vụ cũng mang sứ mệnh kết nối thông tin trong công tác quản lý, chỉ đạo, điều hành các chợ giữa cơ quan quản lý chuyên ngành (Sở Công thương, Sở Tài chính) và cơ quan quản lý nhà nước địa phương.

Tháng 4/2022, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM cũng đã phối hợp cùng Sở Xây dựng tổ chức buổi tọa đàm “Tìm kiếm ý tưởng sáng tạo phát triển nhà ở xã hội tại TP.HCM” nhằm tìm những ý tưởng mới, những hướng đi mới giàu tính đổi mới sáng tạo để phục vụ cho hoạt động tạo phát triển nhà ở xã hội tại TP.HCM. Dịp này, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM phối hợp cùng Sở Xây dựng cũng chính thức đặt hàng đến các nhà khoa học, doanh nghiệp và startup công nghệ về những ý tưởng đổi mới sáng tạo tập trung vào tiêu chí giá thành, vật liệu mới và quy trình xây dựng phát triển nhà ở xã hội.

Tại buổi làm việc, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM cũng đã trao đổi thêm một số kinh nghiệm trong triển khai hoạt động khởi nghiệp và đổi mới sáng tạo, Sàn giao dịch công nghệ ở Thành phố.

Hoàng Kim (CESTI)

Sở Khoa học và Công nghệ thông tin đến các doanh nghiệp khoa học và công nghệ trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh một số nội dung chính như sau:

1. Cổng thông tin doanh nghiệp (https://business.gov.vn) là trang thông tin điện tử kết nối, cung cấp các thông tin, dịch vụ hỗ trợ doanh nghiệp thông qua việc tích hợp thông tin về doanh nghiệp, mạng lưới tư vấn viên, chương trình, chính sách hỗ trợ doanh nghiệp nhỏ và vừa, chỉ dẫn kinh doanh, báo cáo nghiên cứu ngành, thị trường, chương trình chuyển đổi số, đổi mới sáng tạo, tiếp nhận ý kiến của doanh nghiệp và công bố thông tin doanh nghiệp nhà nước.

Trong đó, các lĩnh vực tư vấn trong mạng lưới tư vấn của ngành Kế hoạch và Đầu tư bao gồm: thành lập và vận hành doanh nghiệp, quản trị và phát triển doanh nghiệp, chuyển đổi số cho doanh nghiệp, đầu tư, đấu thầu, tiếp cận tài chính. Doanh nghiệp khoa học và công nghệ trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh có thể tham gia, sử dụng dịch vụ tư vấn tại Cổng thông tin doanh nghiệp, mục tư vấn viên (https://business.gov.vn/tu-van-vien).

2. Chuyên gia, cá nhân, tổ chức tư vấn trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh có nhu cầu đăng ký tham gia vào mạng lưới tư vấn viên liên hệ:

Bộ Kế hoạch và Đầu tư - Cục Phát triển doanh nghiệp

Địa chỉ: 6B Hoàng Diệu, Quận Ba Đình, Thành phố Hà Nội

Sở Khoa học và Công nghệ thông báo các nội dung như trên đến các tổ chức, doanh nghiệp trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh để biết và đăng ký tham gia

Từ kinh nghiệm sử dụng bài thuốc dân gian có thành phần từ dược liệu Bạch hoa xà thiệt thảo và Bán  chi liên trong điều trị hiệu quả bệnh lý về gan, nhóm nghiên cứu tại Bệnh viện Y học cổ truyền (TPHCM) đã xây dựng thành công quy trình chiết xuất, xây dựng tiêu chuẩn cơ sở dành cho cao chiết từ hai dược liệu này, đồng thời nghiên cứu xây dựng công thức và quy trình sản xuất viên nang cứng cho bài thuốc tương ứng.

Trước thực tế, tỷ lệ người bị viêm gan ngày càng gia tăng, mà cụ thể là theo số liệu của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), năm 2021 thế giới có khoảng 9,4 triệu người đang điều trị viêm gan C, tăng khoảng 10 lần so với năm 2015; đặc biệt viêm gan B và viêm gan C gây tử vong khoảng 1,1 triệu người mỗi năm. Tại Việt Nam, tỷ lệ mắc ung thư gan xếp thứ 4 thế giới, trung bình cứ 100.000 dân có hơn 23 người mắc bệnh; khoảng 80% ca ung thư gan bắt nguồn từ viêm gan B, 5% từ viêm gan C. 

Trong khi đó, bài thuốc có thành phần từ hai dược liệu là Bạch hoa xà thiệt thảo (Herba Hedyotis diffusae) và Bán chi liên (Herba Scutellariae Barbatae) có cơ sở dữ liệu trong Từ điển cây thuốc Việt Nam từ lâu được dân gian sử dụng, ghi nhận sự hiệu quả nhất định trong điều trị bệnh về gan. Ngoài ra, các bác sỹ tại Bệnh viện Y học cổ truyền TPHCM cũng đã và đang có kinh nghiệm sử dụng bài thuốc kết hợp này để điều trị hiệu quả trên rất nhiều bệnh nhân có bệnh lý về gan, như viêm gan, xơ gan. 

Vì thế, để khai thác triệt để việc phối hợp hai loại dược liệu Bạch hoa xà thiệt thảo và Bán chi liên để chữa các bệnh về gan, đồng thời giúp ngành Dược Việt Nam khai thác tối đa lợi ích của hai loại cây dược liệu nói trên, nhóm Y Bác sĩ và chuyên gia tại Bệnh viện Y học cổ truyền TPHCM đã triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ "Nghiên cứu hiện đại hóa bài thuốc Bạch hoa xà thiệt thảo  –  Bán chi liên có tác dụng bảo vệ gan".

TS Dương Hồng Tố Quyên, chủ nhiệm nhiệm vụ cho biết, sau thời gian làm việc nghiêm túc, nhóm nghiên cứu tại Bệnh viện Y học cổ truyền đã hoàn thành tất cả nội dung được đặt ra trước đó, cụ thể là: Kiểm nghiệm nguyên liệu đầu vào từ Bạch hoa xà thiệt thảo và Bán chi liên; Chiết xuất, xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cao chiết; Khảo sát liều có tác dụng bảo vệ gan của cao chiết; Nghiên cứu xây dựng công thức và bào chế viên nang cứng; Tiến hành đánh giá độc tính cấp, độc tính bán trường diễn và tác dụng bảo vệ gan của sản phẩm.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu và các đơn vị liên quan cũng đã tiến hành kiểm nghiệm, đánh giá tính an toàn và tác dụng bảo vệ gan của của sản phẩm. Kết quả kiểm nghiệm tại các cơ quan chức năng liên ngành cũng xác định viên nang cứng Bạch hoa xà thiệt thảo và Bán chi liên thành phẩm đạt yêu cầu về chất lượng. Thử nghiệm tác dụng dược lý, các kết quả cũng khẳng định, viên nang thành phẩm không có độc tính cấp đường uống cũng như độc tính bán trường diễn, có tác dụng bảo vệ gan, đáp ứng các tiêu chí về dược học để có thể sử dụng rộng rãi trong khám chữa bệnh.

Viên nang Bạch hoa xà thiệt thảo - Bán chi liên được sản xuất thử nghiệm thành công tại Bệnh viện Y học cổ truyền TPHCM (Sản phẩm thử nghiệm không bán)

Chia sẻ thêm về nhiệm vụ khoa học - công nghệ vừa nhận được đánh giá "rất cao về tính hiệu quả, là sự độc đáo khi kết hợp liên hoàn giữa y học cổ truyền và y học hiện đại" từ hội đồng tư vấn nghiệm thu do Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM tổ chức hồi đầu tháng 7/2022, đại diện Bệnh viện Y học cổ truyền nhấn mạnh, bài thuốc dân gian từ Bạch hoa xà thiệt thảo và Bán chi liên (theo tỷ lệ 2:1) được sử dụng dưới dạng thuốc sắc, do đó hầu hết bệnh nhân chưa quen mùi vị của dược liệu, cảm thấy khó chịu và khó tuân thủ việc uống theo liều lượng trong thời gian 2 tuần hoặc dài hơn, dẫn đến hiệu quả điều trị bị hạn chế. Vì vậy, nghiên cứu dạng bào chế hiện đại có khả năng đáp ứng tốt nhu cầu của thị trường, tiện lợi và dễ sử dụng. Một trong số đó là dạng bào chế viên nang cứng, bởi viên nang phù hợp với sản xuất sản phẩm từ cao dược liệu. Bên cạnh đó, viên nang cứng còn che giấu mùi vị khó chịu của cao chiết, thuận tiện khi sử dụng vì được phân liều thành viên, đóng gói nhỏ gọn, dễ bảo quản và vận chuyển. 

Về cơ bản, hai loại dược liệu Bạch hoa xà thiệt thảo và Bán chi liên sau khi qua sơ chế sẽ được cho vào hệ thống chiết xuất và cô cao dưới áp suất giảm với điều kiện đã được tối ưu hóa. Cao Bạch hoa xà thiệt thảo - Bán chi liên (cao BB) đạt chất lượng theo tiêu chuẩn cơ sở sẽ đem trộn khô, trộn ướt với tá dược phù hợp; tiến hành sấy tầng sôi tạo hạt, sửa hạt và đóng vào nang cứng bằng máy đóng nang tự động. Quy trình sản xuất được thẩm định phù hợp, có khả năng tái lặp, sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu.

Quy trình sản xuất viên nang cứng Bạch hoa xà thiệt thảo – Bán chi liên

Cao chiết và viên nang từ Bạch hoa xà thiệt thảo và Bán chi liên vẫn chứa đủ các thành phần hoạt chất chỉ điểm chính trong kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm như asperulosid và scutellarin. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã đề ra tiêu chuẩn cơ sở cho cao chiết Bạch hoa xà thiệt thảo - Bán chi liên, trong đó tỷ lệ asperulosid trong cao chiết phải đạt mức không dưới 0,2%, và 0,4% với scutellarin.

Nhóm nghiên cứu cũng đã hoàn thiện quy trình sản xuất viên nang cứng với cỡ lô 70.000 viên, thành phần mỗi viên nang chứa 375 gam cao chiết Bạch hoa xà thiệt thảo - Bán chi liên (quy về 0% độ ẩm). 

Máy đóng viên nang sử dụng trong quy trình sản xuất Bạch hoa xà thiệt thảo - Bán chi liên

"Toàn bộ dây chuyền sản xuất từ giai đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu cho đến đóng viên nang cứng là hoàn toàn khép kín, theo quy trình một chiều. Chất lượng nguyên liệu đầu vào đến thành phẩm được đảm bảo kiểm soát chặt chẽ", TS. Dương Hồng Tố Quyên thông tin thêm, "Quy trình sản xuất viên nang cứng mà Bệnh viện Y học cổ truyền đã và đang triển khai cho các loại thuốc cổ truyền, trong đó có bài thuốc Bạch hoa xà thiệt thảo - Bách chi liên là sản phẩm của nhiệm vụ khoa học - công nghệ nói trên, hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của ngành Dược".

TS Dương Hồng Tố Quyên hướng dẫn các kỹ thuật viên tại Bệnh viện Y học cổ truyền thiết lập thông số khi vận hành máy trộn hạt cao tốc, là một công đoạn quan trọng của quá trình sản xuất viên nang Bạch hoa xà thiệt thảo - Bán chi liên

Có thể khẳng định rằng, việc hoàn thiện các tiêu chuẩn cơ sở cho cao chiết Bạch hoa xà thiệt thảo - Bán chi liên; cũng như công thức và quy trình bào chế viên nang cứng từ bài thuốc thuốc Bạch hoa xà thiệt thảo - Bách chi liên có tác dụng bảo vệ gan đã mở ra hướng tiếp cận mới đầy tiềm năng cho sản phẩm thuốc dược liệu trong nước, từng bước khẳng định sự kết hợp hiệu quả giữa y học dân tộc với các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong việc nâng cao hơn nữa chất lượng của các sản phẩm - dịch vụ y tế tại TP.HCM nói riêng và cả nước nói chung nhằm phụng sự xã hội, phục vụ người dân.

Chưa dừng lại ở đó, việc tạo ra sản phẩm chất lượng từ nguồn dược liệu đầu vào có nguồn gốc xác định và đạt tiêu chuẩn chất lượng của nhiệm vụ khoa học - công nghệ nói trên là phù hợp với định hướng phát triển ngành công nghiệp dược của Việt Nam, từng bước giảm chi phí điều trị cho bệnh nhân. Đặc biệt, việc sản xuất viên nang từ nguồn dược liệu dân gian cũng trực tiếp góp phần nâng cao giá trị sử dụng của dược liệu trong nước, góp phần vào định hướng phát triển vùng trồng dược liệu tại chỗ để cung cấp cho công nghiệp dược trong nước hay thậm chí xuất khẩu, từ đó tạo tiềm lực kinh tế cho người trồng dược liệu, tạo thêm việc làm và cải thiện kinh tế cho người lao động vùng nông nghiệp.

Máy sấy chân không thanh long với công suất 500kg/mẻ là giải pháp chế biến nông sản sau thu hoạch rất thiết thực, qua đó giúp trực tiếp nâng cao năng lực sản xuất thành phẩm thanh long sấy khô phục vụ thị trường trong nước lẫn xuất khẩu, tạo hướng đi mới và bền vững cho nông sản Việt Nam.

Việt Nam là quốc gia diện tích trồng thanh long rất lớn, cung cho thị trường nội địa lẫn xuất khẩu. Vùng canh tác thanh long hiện nay phần lớn tập trung ở các tỉnh Bình Thuận, Long An, Tiền Giang, xu hướng trồng thanh long đang dần mở rộng sang một số tỉnh thành khác.

Để ổn định sản xuất, tránh tình trạng “mất mùa – được giá, được mùa – mất giá” hoặc phụ thuộc quá nhiều vào một số thị trường xuất khẩu nhất định thì bài toán cấp thiết đặt ra cho ngành nông nghiệp nói chung và các tổ chức, cá nhân đang trực tiếp trồng trái thanh long nói riêng là cần đa dạng hóa chủng loại sản phẩm đầu ra, trong đó thanh long sấy khô được xác định là hướng đi mới, nhiều tiềm năng. 

Trước thực tế đó, nhóm nghiên cứu giảng viên trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ "Nghiên cứu chế tạo máy sấy chân không thanh long, năng suất 500kg/mẻ". 

PGS.TS Trần Anh Sơn, đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ cho biết: công nghệ sấy rau - củ - quả đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu trong nước và trên thế giới thực hiện. Đối với thanh long sấy, hiện phổ biến trên thị trường có sản phẩm thanh long sấy dẻo và bột thanh long. Nhóm nghiên cứu nhận thấy sản phẩm thanh long sấy khô (dạng snack) có nhiều tiềm năng phát triển, có thể phục vụ đa dạng các mục đích ẩm thực khác nhau như dùng trong chuỗi nhà hàng, khách sạn, dùng khi du lịch dã ngoại, hoặc có thể dùng trong khẩu phần ăn kiêng giảm cân. Do đó, nhóm nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu thiết bị và công nghệ sản xuất thanh long sấy giòn.

"Thanh long sấy khô là hướng phát triển sản phẩm rất mới cho trái thanh long, mang đậm chất sản phẩm Việt Nam", PGS.TS Trần Anh Sơn nhận định, "Nâng cao chuỗi giá trị đối với trái trái thanh long bằng việc giảm tổn thất sau thu hoạch, nâng cao chất lượng và giá trị của sản phẩm thanh long sấy là mục tiêu mà nhiệm vụ khoa học - công nghệ này hướng đến".

Giải pháp máy sấy chân không thanh long được hoàn thiện (nhìn từ trước). Trong đó buồng sấy là thành phần quan trọng. Cụm buồng sấy bên trong có giàn nóng được cung cấp nhiệt bằng nước nóng bơm tuần hoàn từ bình đun, và trên giàn nóng đặt các khay chứa vật sấy (thanh long).

Sau thời gian làm việc nghiêm túc, PGS. TS Trần Anh Sơn cùng nhóm nghiên cứu tại Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã hoàn thiện và vận hành thử nghiệm thành công máy sấy chân không thanh long năng suất 500kg/mẻ thanh long tươi. Một số thông số hoạt động chính của thiết bị gồm: nhiệt độ sấy tối đa 70 độ C, áp suất chân không 720 mmHg (áp suất tuyệt đối 40mmHg), thời gian sấy trung bình 18 giờ/mẻ, và bước đầu ứng dụng IoT trong giám sát nhiệt độ quá trình sấy.

Giải pháp được thiết kế, gia công chế tạo và láp ráp hoàn thiện hoàn toàn bởi đội ngũ kỹ sư, chuyên gia trong nước, sau đó máy sấy chân không thanh long được đưa vào vận hành thực tế tại công ty cổ phần thực phẩm HG (đơn vị phối hợp nghiên cứu) để đánh giá các hiệu quả về năng suất, cũng như thực hiện điều chỉnh một số thông số cho phù hợp với thực tiễn tại môi trường doanh nghiệp.

Nhìn từ trái sang phải: Bình đun (cấp nhiệt), Bình ngưng tụ, Cụm bơm hút chân không và bơm booster, Bầu tách nước và ẩm trong hệ thống máy sấy chân không thanh long

Về cơ bản, hệ thống máy sấy chân không thanh long cấu tạo gồm: buồng sấy chân không; cụm cấp nhiệt cho giàn sấy, hệ thống giàn sấy, cụm ngưng tụ tách nước từ hơi ẩm thoát ra khỏi buồng sấy, cụm bơm tạo áp suất chân không, thiết bị tháp làm mát và cụm hệ thống điều khiển.

Được biết, sấy chân không là phương pháp sấy trong buồng sấy có áp suất nhỏ hơn áp suất của khí quyển (760 mmHg). Vật sấy được đưa vào buồng kín, sau đó sử dụng máy bơm chân không để tạo môi trường chân không. Môi trường sấy chân không có áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển, khoảng 700 mmHg. Ở điều kiện áp suất nhỏ, nước sẽ sôi ở nhiệt độ rất thấp khoảng 50-60 độ C, và khi nước sôi đồng nghĩa với sự bốc hơi nước diễn ra rất nhanh làm cho vật sấy khô nhanh hơn với sấy nhiệt thông thường. 

Đại diện nhóm nghiên cứu thông tin thêm rằng, nhiệt độ sấy thấp cũng làm cho sản phẩm đầu ra giữ được màu sắc, hương vị tốt hơn. Không những thế mà giữ được cấu trúc vật lý của sản phẩm. Do tác động của môi trường chân không, sản phẩm sấy có khuynh hướng trương thể tích, cấu tạo thể xốp, giòn tạo khẩu vị ăn rất ngon và rất được thị trường ưa chuộng

Cụ thể, đại diện nhóm nghiện cứu khẳng định, công nghệ sấy thanh long bằng buồng chân không là sản phẩm vừa được hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ do Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM tổ chức hồi tháng 5/2022 về cơ bản đã cho phép tạo ra miếng thanh long giòn dạng snack vị xốp và giòn, độ ẩm sau khi sấy của thanh long xắt lát là 1,8-3% WB, hàm lượng vitamin-C giữ lại sau sấy tối thiểu 70%, giữ được màu sắc tươi và độ xốp (theo đánh giá cảm quan), đảm bảo an toàn thực phẩm (vi sinh, chất độc hại).

Sơ đồ nguyên lý thiết bị sấy thanh long bằng buồng chân không)

Giải thích về quy trình vận hành của máy sấy chân không thanh long, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết: Lát thanh long được chứa trong các khay và đặt khay trên giàn nóng. Trong quá trình sấy, hơi ẩm được hút ra ngoài nhờ bơm hút chân không. Một phần hơi ẩm đi qua giàn ngưng tụ sẽ bị chuyển thành lỏng cao áp, chứa ở thùng ngang của thiết bị ngưng và được tải về bồn chứa. Phần hơi ẩm đã giảm nhiệt tiếp tục đi qua bình tích áp. Bình tích áp có chức năng giảm vận tốc nước ra từ bơm, đồng thời tiếp tục tách hơi và nước. Phần hơi sẽ xả bỏ, phần nước tiếp tục theo ống thải để quay về bồn chứa. Để giải nhiệt cho thiết bị ngưng tụ, hệ thống được hoàn thiện sử dụng tháp làm mát giải nhiệt bằng nước và không khí cưỡng bức.

Một tính năng rất đáng chú ý của hệ thống máy sấy thanh long vừa được thiết kế, láp ráp hoàn thiện và vận hành thử nghiệm thành công chính là khả năng tích hợp ứng dụng (app) giúp giám sát quá trình sấy giúp bộ phận kỹ thuật và quản lý có thể giám sát, thu thập dữ liệu từ xa.

Được biết, giải pháp hoàn thiện đã được đưa vào vận hành thử nghiệm ở quy mô sản xuất công nghiệp tại công ty cổ phần thực phẩm HG (là đơn vị phối hợp, đồng hành nghiên cứu), ghi nhận hiệu suất ổn định, chất lượng thành phẩm thanh long sau sấy đáp ứng các chỉ tiêu đặt ra về vệ sinh an toàn thực phẩm, các chỉ tiêu về dinh dưỡng, không chứa các kim loại nặng, nấm mốc, vi khuẩn,… sẵn sàng xuất khẩu thành phẩm thanh long dạng sấy khô sang một số thị trường nước ngoài.

PGS.TS Trần Anh Sơn cho biết thêm, từ nền tảng máy sấy chân không thanh long nói trên, với nếu tiếp tục đầu tư nghiên cứu các thông số công nghệ quá trình sấy thì giải pháp hoàn toàn có thể mở rộng sấy cho các nhóm sản phẩm khác như xoài, mít, chuối, thơm,…

Cũng theo lời PGS.TS Trần Anh Sơn, công nghệ và kỹ thuật sấy chân không đã giúp tạo ra sản phẩm thanh long sấy dạng snack, có giá trị dinh dưỡng cao, dễ bảo quản, có giá trị kinh tế cao, nhiều tiềm năng xuất khẩu sang thị trường các nước trên thế giới, thu về lợi nhuận tốt.

Quy trình công nghệ sấy thanh long khô

Chưa dừng lại ở đó, điểm nổi bật là thiết bị có quy mô sản xuất công nghiệp, năng suất lớn, đảm bảo độ tin cậy, sẵn sàng phục vụ nhu cầu thiết thực cho các đơn vị sản xuất thanh long trong cả nước.

Tựu trung, nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ tại Trường Đại học Bách Khoa  – ĐHQG TP.HCM đã nghiên cứu, chế tạo thành công máy sấy chân không thanh long với công suất 500kg/mẻ, qua đó giúp nâng cao năng lực sản xuất cung ứng sản phẩm cho thị trường trong nước lẫn xuất khẩu, tạo hướng đi mới bền vững cho trái thanh long Việt Nam. 

Về mặt vĩ mô, máy sấy chân không thanh long cũng giúp các tổ chức, cá nhân canh tác thanh long tại nhiều địa phương chủ động trong khâu canh tác sản xuất chế biến, đồng thời giúp nâng cao giá trị nông sản, tăng thu nhập cho bà con nông dân cũng như các doanh nghiệp thu mua nông sản, chế biến nông sản sau thu hoạch tại nhiều địa phương, qua đó thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội, từng bước góp phần xây dựng hệ sinh thái sản xuất nông nghiệp hiện đại trên nền tảng phát huy tối đa ứng dụng tiến bộ khoa học - công nghệ tại nhiều địa phương trên cả nước.