Ứng dụng năng lượng xanh để sản xuất men vi sinh

Men vi sinh hay còn gọi là chế phẩm sinh học mang lại nhiều lợi ích thiết thực trong việc cải thiện sức khỏe, nâng cao năng suất nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Quá trình ủ, sấy men vi sinh đòi hỏi kỹ thuật ổn định nhiệt rất nghiêm ngặt và duy trì trong thời gian dài. Nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ đã ứng dụng thành công kỹ thuật chuyển đổi năng lượng, từ hydro xanh vào quy trình ủ, sấy men vi sinh, tạo ra “Mô hình thực hành công nghệ sản xuất men vi sinh ứng dụng năng lượng xanh”.

Mô hình được trưng bày, giới thiệu tại Hội nghị Tri thức khoa học trẻ của trường năm 2025. Ảnh: NVCC

Mô hình này do nhóm tác giả: Đoàn Thị Kiều Tiên, Võ Minh Thiện, Huỳnh Thanh Nhã, Hồ Việt Thống, Nguyễn Văn Hậu nghiên cứu, thực hiện; được đưa vào khai thác giảng dạy những học phần thực hành nhóm ngành Công nghệ sinh học, Công nghệ thực phẩm, Công nghệ kỹ thuật năng lượng của Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ. Đồng thời, đạt giải 3 Hội thi Sáng tạo kỹ thuật TP Cần Thơ lần thứ 13 năm 2024-2025.

Năng lượng hydro được cho là nguồn năng lượng vô tận, có thể tái sinh và đặc biệt không phát ra khí thải gây hiệu ứng nhà kính, thân thiện với môi trường. Bên cạnh đó, nguồn oxy trong nước được xem là tiềm năng phong phú để triển khai các ứng dụng hiệu quả trong sản xuất và đời sống. Vì vậy, việc ứng dụng các giải pháp công nghệ để tách, sản xuất nguồn hydro và oxy từ nước để phát triển năng lượng mới, năng lượng xanh và triển khai ứng dụng trong sản xuất, đời sống là việc làm thiết thực tiến đến phát triển xanh, bền vững, mang tính đột phá, sáng tạo. Do đó, nhóm nghiên cứu đã kết hợp giữa ứng dụng năng lượng xanh, năng lượng tái tạo với kỹ thuật ủ, sấy và phát triển men vi sinh để tăng hiệu quả, hiệu năng sử dụng thiết bị trong ứng dụng đào tạo liên ngành.

Mô hình có cấu tạo gồm 3 cụm thiết bị chính. Một là cụm máy tách khí hydro và oxy từ dung dịch nước bằng công nghệ điện phân công suất 24VDC - 0.5 kW, gồm 2 cụm máy độc lập có thể tăng giảm công suất theo yêu cầu tải và lưu lượng nhiệt cần sử dụng. Hai là hệ thống quản lý và giám sát năng lượng thông minh: tích hợp bảng điện điều khiển kết nối mô hình quản lý, giám sát năng lượng hiệu quả thông qua kỹ thuật hòa lưới bám tải, ưu tiên sử dụng năng lượng từ hệ thống năng lượng mặt trời (nguồn dư thừa hiện tại của đơn vị) và các nguồn phân tán khác. Đặc biệt, việc ứng dụng công nghệ IoT (Internet of Things) cho phép người vận hành giám sát, ghi nhận dữ liệu hoạt động của hệ thống một cách tối ưu, cho dù ở bất kỳ nơi đâu chỉ với kết nối Internet và ứng dụng V-NET. Điều này cho phép hệ thống có thể quản lý vận hành từ xa, phân tích dữ liệu tức thời, truy xuất và hỗ trợ ra quyết định. Ba là bộ điều khiển PID được sử dụng để cân bằng nhiệt độ. Nhiệt ủ, sấy men vi sinh được khởi tạo từ 2 nguồn năng lượng có thể chọn lựa: nguồn thứ nhất được cung cấp từ nhiệt trở sử dụng năng lượng mặt trời, nguồn thứ hai là nguồn nhiệt được cung cấp từ quá trình đốt cháy hỗn hợp khí hydro và oxy, sau đó dẫn vào tủ sấy được thiết kế kín, các cảm biến nhiệt độ bố trí đều để thu thập số liệu phục vụ quá trình điều khiển ổn định nhiệt.

Sản phẩm men vi sinh yêu cầu nhiệt độ sấy chính xác để duy trì hoạt tính sinh học, thông thường nhiệt độ dao động ở ngưỡng 450C. Do đó, để tránh quá nhiệt hoặc sấy không đều, không đảm bảo chất lượng, cần bộ điều khiển PID để kiểm soát chính xác nhiệt độ bên trong buồng sấy. Đây là giải pháp mang tính kỹ thuật cao đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của dãy nhiệt độ.

TS. Đoàn Thị Kiều Tiên, Trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Mô hình tiết kiệm hơn 45% chi phí đầu tư trang thiết bị phục vụ đào tạo ngành công nghệ sinh học cho trường so với thiết bị cung cấp từ các doanh nghiệp bên ngoài. Với thiết kế linh hoạt dễ vận hành, đa năng, mô hình có thể tháo rời di chuyển dễ dàng, vật liệu dễ tìm, hoàn toàn có thể thay thế các thiết bị thí nghiệm cùng lĩnh vực, phù hợp với nhiều đối tượng khai thác sử dụng. Giải pháp có thể được triển khai ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực: giáo dục đào tạo, sản xuất công nghiệp, phát triển các sản phẩm men vi sinh phục vụ phát triển xanh, bền vững trên cả nước”.

LỆ THU