Sản phẩm của Dương Chí Bảo và Phạm Hoài Bảo, sinh viên năm 4 khoa Kỹ thuật công nghệ, chế tạo với mục tiêu giúp tăng năng suất chế biến, giảm công lao động so với phương pháp tách vỏ hạt sen thủ công.
Sen được trồng tại nhiều địa phương trên cả nước như Đồng Tháp, Long An, Tiền Giang, Hà Nội, Hưng Yên... Tuy nhiên, hạt sen hiện chủ yếu tách vỏ bằng thủ công, năng suất thấp. Một lao động tách vỏ trong ngày chỉ đạt 7 - 8 kg, với chi phí thuê khoảng 30.000 - 40.000 đồng mỗi kg. Thị trường hiện có nhiều máy tách vỏ sen nhập khẩu, nhưng giá cao, khoảng 150 triệu đồng mỗi chiếc. "Với quy mô sản xuất hộ gia đình chi phí đầu tư cao sẽ là rào cản, khiến người dân khó tiếp cận", Chí Bảo nói. Đây cũng là lý do nhóm nghiên cứu máy tách vỏ hạt sen.
Từ tháng 3, hai sinh viên lên ý tưởng thiết kế 3D máy tách vỏ hạt sen tự động. Sau 4 tháng, sản phẩm được hoàn thiện từ thiết kế ban đầu. Máy hoạt động dựa trên cơ chế tách vỏ thủ công, tức dùng dao cắt vòng trên bề mặt hạt, sau đó tách phần vỏ. Hạt sen được băng chuyền gắn các con lăn định vị theo chiều cố định, sau đó đưa vào hệ thống dao cắt. Hạt sau khi cắt được chuyển đến khu vực ép, tạo một lực tách riêng phần vỏ và hạt. Máy thổi li tâm hoạt động thổi lượng gió vừa đủ để tách riêng phần vỏ ra khỏi hạt. Phần hạt nặng hơn sẽ rơi xuống hốc thu gom vào thùng chứa.
Theo Hoài Bảo, các sản phẩm máy tách hạt sen nghiên cứu trước đây chủ yếu sử dụng dây đai nhiệt đưa hạt sen đến lưỡi dao cắt. Phương pháp này có nhược điểm là không cố định được hạt sen khiến chúng có thể bị dồn lại một vị trí ảnh hưởng đến hiệu suất khi đến công đoạn cắt.
Với thiết kế băng chuyền dạng con lăn, hạt sen được đưa đồng đều đến lưỡi dao cắt, giúp khắc phục nhược điểm trên. Bảo cho biết, quá trình thiết kế băng chuyền khó nhất là làm cho hạt sen nằm đúng hướng. Khi người dùng đưa hạt sen vào phễu, những hạt không nằm đúng vị trí sẽ bị con lăn chặn và đánh trả hướng ngược lại đến khi nằm đúng chiều mới lọt qua băng chuyền.
Thử nghiệm thực tế, máy đạt năng suất 24,6 kg mỗi giờ, độ sạch vỏ đạt 82% với hạt sen tươi thu hoạch dưới một ngày. Nếu sen tươi bảo quản nhiệt độ 2 - 4 độ C ở ngăn mát tủ lạnh trong 5 ngày, máy đạt năng suất 20 kg mỗi giờ, độ sạch vỏ đạt 70%. Với hạt sen không bảo quản trong 5 ngày, máy chỉ đạt năng suất 9,5 kg mỗi giờ, độ sạch vỏ 40%.
Theo nhóm nghiên cứu, hạt sen sau khi thu hoạch cần tách vỏ ngay, vì nếu để vài ngày vỏ sẽ có độ dai, hiệu suất tách vỏ giảm đáng kể. "Nông dân thường tách vỏ ngay sau khi thu hoạch. Lý do tách dễ hơn và đảm bảo hạt sen giữ được độ tươi ngon trong quá trình chế biến sau này", Hoài Bảo nói.
Các hạt máy không tách vỏ được thường bị già, độ cứng cao, hạt có kích thước không đồng đều. Hiện sản phẩm của nhóm có hai băng chuyền tương ứng hai dao cắt tách vỏ. Giá máy dự kiến từ 12 - 15 triệu đồng, phù hợp với đa số nông dân sản xuất quy mô hộ gia đình. Nhóm cho biết, có thể phát triển thành nhiều băng chuyền với kích thước máy lớn hơn nhằm tăng năng suất tách vỏ phục vụ nhu cầu của doanh nghiệp sản xuất quy mô lớn.
Kỹ sư Trương Công Nam, Khoa kỹ thuật công nghệ, trường Đại học Cửu Long (Giáo viên hướng dẫn), cho biết sản phẩm máy tách vỏ sen là công trình tiếp nối máy tách vỏ từ gương sen của sinh viên khóa trước. Sau khi hoàn thiện hai máy, nhóm dự định sẽ phát triển thành dây chuyền chế biến hạt sen từ giai đoạn tách gương sen ra hạt, phục vụ tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp.
Theo kỹ sư Nam, điểm còn hạn chế của máy là với kích thước hạt không đồng đều, khả năng tách vỏ chưa ổn định. Ông gợi ý nhóm cần đánh giá lực cắt vừa đủ hoặc sử dụng thêm dao lướt để khắc phục vấn đề này.
PGS.TS Nguyễn Ngọc Lâm, nguyên Trưởng phân Viện nghiên cứu điện tử - tin học - tự động hóa, Bộ Công thương, đánh giá sản phẩm của nhóm có các cơ cấu không quá phức tạp, dễ vận hành nên có thể ứng dụng ngay. Tuy nhiên, PGS Lâm nhận định, sản phẩm hiện chạy bằng động cơ, dùng điện cắm điện trực tiếp nên khi dòng điện có sự thay đổi hệ thống băng tải, dao cắt của máy bị ảnh hưởng. Ông gợi ý nhóm có thể thiết kế biến tần giúp có các chế độ bảo vệ máy cũng như giữ các cơ cấu hoạt động ổn định hơn.
Hà An