Ứng dụng bẫy nhiệt ánh sáng mặt trời để sấy khô hoa
Ánh sáng mặt trời là nguồn cung cấp nhiệt tự nhiên vô tận và được coi là sạch nhất so với các nguồn năng lượng khác. Việc tích tụ năng lượng nhiệt từ ánh sáng mặt trời sấy khô hoa dùng để sản xuất màu thảo mộc cho thực phẩm là một giải pháp thân thiện môi trường. Mới đây một lò sấy hoa ứng dụng công nghệ bẫy nhiệt được đặt tại Công ty phẩm màu thảo mộc ở thị xã Trà Vinh (tỉnh Trà Vinh) thay cho phương pháp phơi sân trước đây.
Phơi hoa trên sân chứa đựng nhiều hạn chế
Trước đây bà con phơi khô hoa đậu biếc (và các loại hoa, lá thảo mộc khác) để dành làm màu si rô, nước giải khát, màu bánh dân gian theo phương pháp phơi nắng. Công đoạn này cần nhiều nong nia, phên tre, bồ và kê trên những chiếc ghế đôn để trải hoa lên phơi. Nếu phơi nhiều thì trải trên sân gạch, xi măng, khi có bạt, lưới thì trải ra để hoa lên, thu gom cho dễ.
Phương pháp phơi nắng bộc lộ khá nhiều hạn chế như: sản lượng phơi thấp, hao tốn nhân công đảo trở, chạy mưa; chất lượng hoa ở các mẻ phơi không đồng đều, hoa khô bị mất sắc tố, mất dinh dưỡng; khi gặp gió bay lung tung, thu gom bằng chổi cỏ lại dễ bị nhiễm bụi bẩn, gặp trời mưa nhiều ngày hoa không khô kịp dễ bị mốc.
Một vấn đề khác mà cách phơi hoa trên sân ở thôn quê gặp phải đó là gà, vịt, chó, mèo, bò... thả rông hoạt động trong khuôn viên gia đình, đường làng. Vì thế, hoa phơi trên sân có nguy cơ nhiễm vi sinh, nhiễm chất thải của gia cầm, lông thú và cả trứng giun, sán.
Sấy hoa bằng bẫy nhiệt
Ứng dụng bẫy nhiệt nhằm đem đến một giải pháp sấy hoa, lá sạch, giữ nguyên chất lượng sản phẩm, đem lại hiệu quả về kinh tế, xã hội. ThS. Huỳnh Thị Kim Ngân (Trường ĐH Trà Vinh), đồng thời là giám đốc Công ty phẩm màu thảo mộc (phường 1, TP. Trà Vinh) cùng nhóm cộng sự đã ứng dụng thành công thiết bị bẫy nhiệt bằng năng lượng mặt trời để sấy các loại hoa, lá làm màu thực phẩm.
Về cấu trúc, hệ thống sấy gồm hai phần nối liền nhau là buồng thu nhiệt và buồng sấy. Buồng thu nhiệt là một hệ thống ống hộp, ba bề làm bằng tole, mặt phía trên lắp kính để hứng ánh sáng mặt trời đi qua.
Trong lòng hộp có thiết kế tấm tole sơn đen nhằm thu giữ nhiệt từ ánh sáng mặt trời. Buồng thu nhiệt được thiết kế chếch lên khoảng 25 - 30 độ C và nối với buồng sấy. Phần dưới của buồng thu nhiệt lắp đặt thiết bị gia nhiệt dùng điện và một chiếc ống thổi để đưa nhiệt lên buồng sấy khi cần.
Buồng sấy hình khối hộp làm bằng tole, đáy buồng sấy nối thông với buồng cấp nhiệt. Thành buồng được lắp các giá đỡ, các vỉ có kích thước 1 x 1m (hoặc nhỏ hơn) chứa hoa được đưa vào các tầng cách nhau khoảng 20 – 25 cm. Giáp mái phía trên thành buồng sấy có thiết kế các khe thông gió đưa hơi nước ra ngoài.
Về nguyên lý hoạt động bẫy nhiệt: khi ánh sáng mặt trời chiếu xuyên qua mặt kính thì tích nhiệt ở tấm tol màu đen. Với mức nắng bình thường, nhiệt độ trong buồng thu đạt mức 50 độ C. Lúc nắng to (từ 11 - 14 giờ) nhiệt độ trong buồng thu có thể đạt đến 60 độ C. Không khí đã được làm nóng trong buồng thu nhiệt chuyển động lên buồng sấy hoặc được trợ giúp bằng ống thổi.
Các nguyên liệu dùng làm màu thảo mộc (như hoa đậu biếc, thịt trái gấc, lá cẩm, hạt dành dành) được rắc đều trên các vỉ và có chừa kẽ thông khí.
Trong khi luồng khí nóng từ buồng cấp nhiệt lưu thông qua các vỉ sẽ làm vật sấy nóng lên, bốc hơi nước, luồng khí mang theo hơi nước bốc lên cao và sẽ lọt ra ngoài không gian qua các khe thông gió. Sau một thời gian nhất định tùy thuộc vào tình trạng dầy, mỏng, độ ẩm... hoa sẽ được sấy khô.
Hệ thống có gắn ống thổi ở đáy buồng cấp nhiệt hoặc quạt hút đặt trên nóc buồng sấy giúp không khí nóng mang theo ẩm được đưa ra ngoài chủ động và nhanh hơn.
Các cảm biến nhiệt độ và độ ẩm đặt bên trong buồng sấy hiển thị các thông số và tự động ngắt thiết bị cấp nhiệt khi hoa đã đạt độ khô cần thiết (độ ẩm đạt 12 - 13%); có thể áp dụng việc giám sát và điều khiển tự động hệ thống từ xa bằng giải pháp công nghệ IoT.
Thời gian gia nhiệt chủ động để diệt vi sinh và làm khô đạt chuẩn nhiệt độ trong buồng sấy lên đến 65 độ C trong khoảng 15 phút trước khi chấm dứt mẻ sấy.
Đối với sấy hoa đậu biếc, quá trình thử nghiệm xác định tổng thời gian sấy một mẻ 5 tầng khoảng 30 giờ.
Toàn bộ hệ thống từ buồng thu nhiệt đến buồng sấy được thiết kế kín, hoàn toàn ngăn chặn được bụi, ruồi và các côn trùng khác xâm nhập vào bên trong.
ThS. Kim Ngân cho biết, sản phẩm hoa đậu biếc được sấy bằng hệ thống bẫy nhiệt khô đều, cuống hoa màu xanh tươi và cánh hoa giữ được màu tím tự nhiên. Sản phẩm hoa sau sấy có mùi thơm khác biệt so với phơi trên sân và không bị ảnh hưởng mùi khét nắng, mùi than đá, khói bụi của củi (nếu sấy bằng lò truyền thống), hoàn toàn tránh được các tác nhân gây bẩn từ môi trường xung quanh.
Hoạt động của lò sấy bằng bẫy năng lượng mặt trời không tạo ra chất thải, do vậy rất thân thiện với môi trường. Chất lượng phẩm màu của hoa sấy bằng bẫy năng lượng mặt trời cao hơn sấy bằng các phương pháp khác: màu của si rô được giữ nguyên; tạo ra bánh có màu sắc tươi tự nhiên; chất lượng, dược chất của thực liệu được giữ lại.
Hoa đậu biếc sấy bẫy nhiệt (trái) và phơi nắng (phải)
Đánh giá về mặt hiệu quả kinh tế của lò sấy, ThS. Kim Ngân cho biết thêm, hệ thống sấy hoa bằng bẫy năng lượng mặt trời giúp tiết kiệm được lao động phơi hoa. Sau khi thu hái hoa từ vườn mang về chỉ mất 5 - 10 phút đưa vỉ vào lò sấy, sau 30 giờ sấy chỉ cần thêm 5 - 10 phút thu sản phẩm là có hoa khô thành phẩm đóng gói giao cho khách hàng.
Hệ thống sấy hoạt động không phụ thuộc vào thời tiết, nếu trời nắng thời gian gia nhiệt ngắn, nếu trời mưa thời gian gia nhiệt sẽ dài hơn. Quy trình sấy ứng dụng bẫy năng lượng mặt trời nên sản phẩm đảm bảo các yếu tố dinh dưỡng (gluco, protid, lipid, vitamin, sắc tố…) được giữ nguyên.
“Điều quan trọng là người tiêu dùng, đặc biệt là các cháu nhỏ, học sinh phổ thông và các mẹ, các chị nội trợ được sử dụng si rô hoặc các loại kem, xôi, chè, bánh dân gian tươi ngon, bổ, sạch sẽ, an toàn, màu sắc từ hoa tự nhiên thay cho dùng màu hóa chất không rõ nguồn gốc, không thể kiểm soát, có hại cho sức khỏe”, ThS. Kim Ngân, chia sẻ.
Việc ứng dụng sấy bằng bẫy nhiệt từ ánh sáng mặt trời đã giúp sản lượng sấy hoa đậu biếc tăng lên nhiều lần so với cách phơi trên nong nia. Ngoài việc đáp ứng yêu cầu của người dân, sản phẩm màu từ hoa đã tham gia hoạt động Food Court Buffet ăn vặt với 15 món miễn phí tại “Phiên chợ nông sản công nghệ cao Bà Rịa – Vũng Tàu 2018”.
Tại đây các mặt hàng hoa khô, si rô, màu làm bánh đã được trình làng, nhóm tiếp thị đã mời khách dùng thử nước đá bào si rô, bánh ít trần, chè xôi nước (mỗi thứ có 5 màu: xanh, đỏ, vàng, tím, hồng) đã được ban tổ chức đánh giá là mặt hàng sáng tạo, được đông đảo khách hàng đón nhận.
Về hướng đi trong thời gian tới, công ty sẽ mở rộng sản xuất hoa sạch, tăng sản lượng hoa và hoạt động tối đa công suất sấy hiện có; mở rộng sấy nhiều mặt hàng hoa, lá tạo màu cho thực phẩm để đáp ứng nhu cầu của thị trường các tỉnh thành lân cận.
Minh Tuấn - Khoa học phổ thông
