“Xây dựng hệ thống tự động hóa toàn diện và nâng cao chất lượng cho hệ thống sấy vi sóng bằng NImyRIO” – dự án của nhóm sinh viên Viện Công nghệ Sinh học & Công nghệ Thực phẩm, ĐH Bách khoa Hà Nội đã giành ngôi vô địch cuộc thi Thiết kế Sáng tạo dành cho Doanh nhân trẻ Việt Nam 2014 (The 2014 National Instruments Innovation Design Competition for Young Entrepreneurs in Vietnam). Dự án góp phần mở hướng mới trong việc nâng cao chất lượng nông sản Việt Nam sau thu hoạch.
Ý tưởng của dự án xuất phát từ thực tế là nhu cầu bảo quản sau thu hoạch của nông sản Việt Nam hằng năm rất lớn, nếu không có biện pháp bảo quản kịp thời sẽ ảnh hưởng đến chất lượng, thậm chí bị hư hỏng, dẫn đến giảm giá thành nông sản trên thị trường. Vì vậy nhóm sinh viên Lưu Hoàng Hải, Phạm Văn Dũng, Hoàng Văn Tùng (KTVL1-K56, ĐH Bách khoa Hà Nội đã nghĩ đến giải pháp sấy nông sản để bảo toàn chất lượng sản phẩm. Với phương pháp sấy thông thường, tác nhân sấy kiêm luôn vai trò tác động nhiệt lên vật sấy nên nhiệt độ bề mặt vật sấy cao hơn nhiệt độ tâm, dẫn đến việc chuyển dịch độ ẩm từ tâm ra bề mặt rất khó thực hiện. Vì vậy, việc sấy kiệt sẽ đòi hỏi nhiệt độ cao, mất nhiều thời gian khiến chất lượng sản phẩm giảm sút mà lại tốn năng lượng.
Vì vậy, nhóm đã áp dụng phương pháp sấy vi sóng. Theo đó, vi sóng trong bức xạ nhiệt phục vụ sấy vi sóng được phát ra từ nguồn magnetron, dẫn theo ống dẫn sóng vào khoang sấy, khi sóng vào khoang sấy thì va đập liên hồi vào sản phẩm và tường của khoang sấy. Sóng sẽ đâm xuyên vào tâm vật liệu sấy một cách nhanh chóng (tốc độ ánh sáng), đảm bảo gia nhiệt đồng đều từ trong ra ngoài bề mặt của vật liệu cần sấy.
Với phương pháp này, thiết bị sấy vi sóng cũng nhỏ gọn hơn các thiết bị sấy thông thường, tốc độ sấy đạt được rất cao, năng lượng tiêu hao ít, vật liệu sấy không bị cháy (chiều truyền nhiệt truyền ẩm cùng chiều: từ trong ra ngoài). Tuy nhiên, công suất vi sóng cần phải được điều chỉnh trong suốt quá trình sấy nhằm đáp ứng các yêu cầu về mặt công suất (công suất vi sóng phải giảm khi lượng nước bay hơi được giảm).
Nhóm sinh viên dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Đức Trung đã đưa ra phương án điều chỉnh vô cấp công suất phát vi sóng theo nguyên tắc điều áp xoay chiều xuất phát từ đặc tính V-A của đầu phát vi sóng. Đồng thời nhóm vận dụng NI myRIO, nền tảng nhúng tích hợp phần cứng/phần mềm cho phép người dùng thiết kế và chế tạo hệ thống thực nhanh chóng. Tích hợp chứa bộ xử lý ARM lõi kép và chip nhúng FPGA của Xilinx trên một hệ thống chip (System on a Chip), NI myRIO bao gồm những đầu ra (I/Os), tích hợp từ WiFi và một lớp vỏ rắn chắc), thay thế được PLC – thiết bị điều khiển tự lập trình (Programmable Logic Controller). Phần mềm điều khiển và điều khiển giám sát được tích hợp trên một phần mềm LabVIEW giúp quá trình vận hành dễ dàng, giúp xử lý nhanh, chính xác đến từng micro giây cho phép điều khiển được các tín hiệu dòng điện, moomen, tốc độ động cơ, điều khiển các mạch từ…
NI myRIO thể hiện được những ưu thế vượt trội khi so sánh với việc dụng module CPU, module nguồn kết hợp thêm các module mở rộng phục vụ việc xuất nhập tín hiệu tương tự, các tín hiệu PWM … ngoài ra việc ghép nối giữa PLC với PC cần có thêm một module giao tiếp riêng.
Khi thực hiện dự án này, nhóm sinh viên Viện Công nghệ Sinh học & Công nghệ Thực phẩm đặt mục tiêu giải quyết bài toán nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo chất lượng không chỉ cho các mặt hàng nông sản, thực phẩm mà còn với nhiều các sản phẩm khác như dược liệu, dược phẩm…
Nguồn: Báo Tia sáng
