Chế tạo thành công máy sấy chân không thanh long phục vụ sản xuất quy mô công 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.