Nghiên cứu thực nghiệm sấy tiêu bằng máy sấy năng lượng mặt trời

m chi phí trong quá trình làm khô.Việt Nam 
là nước có điều kiện thích hợp để phát triển các 
ứng dụng về năng lượng mặt trời vào sản xuất. Số 
giờ nắng trung bình trong năm của Việt Nam là từ 
1700 – 2500 giờ/năm (Hải Vân, 2015; Nguyễn 
Xuân Cự và cộng sự, 2008; EVN, 2017). Đã có 
nhiều nghiên cứu trong nước về sử dụng năng 
lượng mặt trời để sấy các sản phẩm khác nhau 
như: lúa (Phan Hiếu Hiền, 2007), cà phê (Mai 
Thanh Phong, 2014), thịt bò một nắng (Nguyễn 
Huy Bích, 2015), atisô (Lê Anh Đức và Nguyễn 
Huy Bích, 2016), cá dứa (Vương Thành Tiên và 
Nguyễn Văn Hùng, 2016), cá lù đù (Nguyễn Đức 
Khuyến và cộng sự, 2018). 
Mục đích của nghiên cứu này là nhằm thử 
nghiệm sấy tiêu bằng năng lượng mặt trời kết 
hợp với gia nhiệt phụ trợ bằng điện trở nhằm 
góp phần giải quyết bài toán về vệ sinh an toàn 
thực phẩm và giảm chi phí năng lượng cho quá 
trình sấy tiêu khô. Nghiên cứu sẽ tiến hành thiết 
kế, chế tạo một mô hình máy sấy tiêu bằng năng 
lượng mặt trời kết hợp gia nhiệt bằng điện trở. 
Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm sấy tiêu ở 
các chế độ sấy khác nhau và chiều dày vật liệu 
sấy khác nhau. 
2. Vật liệu và phương pháp 
2.1. Vật liệu thí nghiệm 
Tiêu sử dụng trong các thí nghiệm được mua 
tại Đăk Nông và Bình Thuận. Tiêu sau khi thu 
mua được phân loại, sau đó sẽ tách hạt khỏi 
chùm tiêu và sàng loại bỏ các hạt nhỏ không đạt 
kích thước trước khi đưa vào sấy. Ẩm độ trung 
bình của tiêu tươi được xác định theo phương 
pháp sấy khô mẫu (TCVN 1867-2001) là 64 ± 
1% (cơ sở ướt). Tiêu sẽ được sấy xuống ẩm độ 
13 ± 1% (cơ sở ướt). 
2.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu 
Độ ẩm của tiêu được xác định theo công thức 
(1) và (2) (Nguyễn Văn May, 2004). 
 (%) (1) 
(%) (2) 
Trong đó w1 và wi là độ ẩm ban đầu và độ ẩm 
ở thời điểm i của tiêu trong quá trình sấy; m1, m2 
và mi là khối lượng ban đầu, khối lượng chất khô 
và khối lượng ở thời điểm i của tiêu (g). 
Vận tốc tác nhân sấy được đo bằng thiết bị 
Lutron AM-4205 với thang đo 0,1 m/s và khoảng 
đo từ 0,4 – 25 m/s. Vận tốc tác nhân sấy là vận 
tốc trung bình của tác nhân sấy trước khi qua 
khay sấy được đo ở 5 vị trí khác nhau ngay dưới 
khay sấy (1 ở tâm và 4 góc của khay sấy) sau đó 
tính giá trị trung bình và số liệu được lặp lại 3 lần 
đo. Nhiệt độ tác nhân sấy được xác địnhvà điều 
khiển bằng cảm biến nhiệt độ và bộ điều khiển 
nhiệt độ Ewelly EW-181H với độ chính xác 
±10C. Khối lượng của tiêu được xác định bằng 
cân đồng hồ Nhơn Hòa với thang đo 2g. 
Để đánh giá về độ an toàn vệ sinh thực phẩm, 
tiêu sau khi sấy được tiến hành xét nghiệm hàm 
lượng E.coli. Hàm lượng E.coli được xác định 
bằng phương pháp thử nghiệm AOAC và TC 
2000 và được định lượng theo tiêu chuẩn TCVN 
6846:2007. Các chỉ tiêu này được phân tích tại 
Trung tâm Phân tích thực phẩm – Công ty 
TNHH Thương mại Thiết bị Thái Thịnh, 57A 
Đường 30 tháng 4, phường Tân Thành, quận 
1 2
1
1
m m
w 100%
m
1 1
i
i
m (100 w )
w 100
m
 VAN HIEN UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE VOLUME 6 NUMBER 3 
108 
Tân Phú, Tp.HCM. 
2.3. Phương pháp khảo nghiệm 
Đối với các sản phẩm nông sản thì tốc độ tác 
nhân sấy nên nằm trong khoảng từ 0,5-2,0 m/s. 
Theo Nguyễn Đức Khuyến và cộng sự (2018), 
khi lưu lượng của không khí qua bộ thu nhiệt từ 
0,31 đến 0,36 kg/s thì hiệu suất thu nhiệt của bộ 
thu năng lượng mặt trời đạt lớn nhất, nhiệt độ 
đầu ra của không khí qua bộ thu đạt từ 50-600C 
trong hầu hết thời gian của ngày. Do đó, trong 
nghiên cứu này tiêu được sấy thí nghiệm ở các 
mức vận tốc tác nhân sấy khi qua lớp vật liệu là 
v = 1,0; 1,3 và 1,5 m/s (tương ứng với các mức 
lưu lượng là 0,26; 0,34 và 0,39 kg/s). Nhiệt độ 
tác nhân sấy được cố định ở mức 600C (Trương 
Quang Trường và cộng sự, 2013). Bề dày lớp vật 
liệu được chọn để khảo nghiệm là 13 mm tương 
ứng với bề dày lớp tiêu được phơi nắng. Bên 
cạnh đó, để nghiên cứu ảnh hưởng của bề dày 
lớp vật liệu đến quá trình sấy, tiêu được khảo 
nghiệm sấy ở hai mức bề dày khác là 25 và 
40mm. Các mẫu tiêu trên khay được trộn lẫn khi 
lấy mẫu phân tích ẩm độ. Trước khi tiến hành 
khảo nghiệm, buồng sấy, khay sấy và bề mặt 
kính của bộ thu nhiệt được vệ sinh sạch sẽ. Bộ 
thu năng lượng mặt trời được đặt theo hướng 
Đông – Tây (Nguyễn Đức Khuyến và cộng sự, 
2018). Khối lượng tiêu tươi được sấy trong mỗi 
mẻ là 5 kg. Các thông số của quá trình khảo 
nghiệm được ghi nhận sau mỗi 20 phút. 
3. Kết quả và thảo luận 
3.1. Mô hình máy sấy tiêu sử dụng năng 
lượng mặt trời kết hợp gia nhiệt bằng điện trở 
Một mô hình máy sấy tiêu sử dụng năng 
lượng mặt trời kết hợp gia nhiệt bằng điện trở đã 
được thiết kế và chế tạo với năng suất 5 kg/mẻ. 
Mô hình có khả năng điều chỉnh khoảng nhiệt độ 
sấy từ 550C đến 650C, vận tốc tác nhân sấy có thể 
thay đổi từ 1,5 đến 2,5 m/s. Cấu tạo của máy được 
trình bày trong Hình 1 gồm buồng sấy với 2 khay 
sấy, tủ điều khiển, bộ gia nhiệt bằng điện trở, quạt 
và bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời. 
Hình 1. Mô hình máy sấy tiêu. 
Buồng sấy có kích thước DxRxC = 
0,5x0,48x0,5 m; mặt bên trong được làm bằng 
tole tráng kẽm, mặt ngoài được bọc cách nhiệt. 
Máy sử dụng 2 khay sấy bằng inox SUS 304 với 
kích thước DxRxC = 0,48x0,45x0,2 m. Quạt 
hướng trục sử dụng động cơ 1 pha 220V có công 
suất 0,5 HP. Trong quá trình hoạt động, lưu 
lượng quạt được điều chỉnh thông qua dimmer 
(thiết bị điều chỉnh độ sáng đèn và tốc độ quạt). 
Bộ gia nhiệt bằng điện trở có công suất 4 kW, 
gồm các thanh điện trở chữ U ghép lại với nhau 
thành từng mô đun. Bộ thu năng lượng mặt trời 
hoạt động theo nguyên lý kết hợp giữa dạng tấm 
phẳng và dạng parabol trụ phản xạ có kích thước 
DxRxC = 10 x 1,2 x 0,8 m (Nguyễn Đức 
Khuyến và cộng sự, 2018). Cấu tạo của bộ thu 
gồm parabol phản xạ làm bằng tole tráng kẽm; 
ống tâm và tấm phẳng hấp thụ được làm bằng 
tole tráng kẽm sơn đen; mặt trên của bộ thu được 
lắp kính. Mặt ngoài của bộ thu được bọc lớp 
foam cách nhiệt (Nguyễn Đức Khuyến và cộng 
sự, 2018). 
Nguyên lý hoạt động: tiêu được trải đều trên 
2 khay sấy và đưa vào buồng sấy. Không khí 
ngoài trời (tác nhân sấy) được quạt hút vào bộ 
thu năng lượng mặt trờivà được gia nhiệt nhờ 
năng lượng mặt trời. Sau đó tác nhân sấy được 
thổi qua bộ gia nhiệt điện trở và đi vào buồng 
sấy để sấy vật liệu. Trong quá trình sấy, nếu 
nhiệt độ tác nhân sấy từ bộ thu năng lượng mặt 
trời cao hơn nhiệt độ sấy cài đặt, một van bổ 
sung không khí ngoài trời trên đường ống tâm 
sẽ được mở để điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy 
vào buồng sấy. Khi năng lượng mặt trời không 
đủ cung cấp nhiệt cho máy sấy (nhiệt độ tác 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN HIẾN TẬP 6 SỐ 3 
109 
nhân sấy sau khi qua bộ thu thấp hơn nhiệt độ 
sấy cài đặt) thì bộ gia nhiệt sẽ hoạt động một 
phần công suất theo từng mô đun để bổ sung 
nhiệt cho quá trình sấy. Vào ban đêm hoặc khi 
không có nắng, bộ gia nhiệt điện trở sẽ hoạt 
động hết công suất. 
3.2. Kết quả sấy khảo nghiệm tiêu 
3.2.1. Ảnh hưởng của vận tốc tác nhân sấy 
đến quá trình sấy tiêu 
Hình 2. Quá trình giảm ẩm khi sấy tiêu ở 
t = 600C, h = 13 mm 
Quá trình giảm ẩm của tiêu trong quá trình sấy 
với bề dày lớp vật liệu (h) là 13 mm, nhiệt độ tác 
nhân sấy là t = 600C ở các mức vận tốc tác nhân 
sấy khác nhau được trình bày trong Hình 2. Kết 
quả cho thấy, khi tăng vận tốc tác nhân sấy thì 
thời gian sấy sẽ giảm xuống. Ở vận tốc tác nhân 
sấy là 1,0 m/s thì thời gian để tiêu giảm ẩm độ từ 
64,12% xuống 13,18% là 9,15 giờ. Với vận tốc 
tác nhân sấy là 1,3 m/s thời gian để giảm ẩm tiêu 
từ 64,90% xuống 13,93% là 7,45 giờ. Khi tăng 
vận tốc tác nhân sấy lên 1,5 m/s; thời gian giảm 
ẩm từ 65,52% xuống 13,54% là 7,15 giờ. Trong 
quá trình sấy, khi tăng vận tốc tác nhân sấy sẽ làm 
tăng cường độ của quá trình trao đổi nhiệt và trao 
đổi ẩm giữa tác nhân sấy và tiêu. Kết quả làm cho 
thời gian sấy giảm xuống. 
3.2.2. Ảnh hưởng của bề dày vật liệu sấy đến 
quá trình sấy tiêu 
Để khảo sát ảnh hưởng của bề dày vật liệu 
sấy đến quá trình sấy tiêu, tiêu được sấy thí 
nghiệm ở ba mức bề dày lớp vật liệu sấy là h = 
13 mm, 25 mm và 40 mm. Hình 3 trình bày quá 
trình giảm ẩm của tiêu ở v = 1,3 m/s; t = 600C 
và với các mức bề dày lớp vật liệu sấy đã nêu. 
Kết quả cho thấy khi chiều dày lớp vật liệu sấy 
tăng sẽ làm cho thời gian sấy kéo dài. Trong thí 
nghiệm này, khi chiều dày lớp vật liệu là 13 mm, 
thời gian để tiêu giảm ẩm từ 64,9% xuống 
13,93% là 7,45 giờ. Khi tăng chiều dày lớp vật 
liệu lên 25 mm và 40 mm, thời gian sấy tăng lên 
lần lượt là 8,0 giờ và 8,15 giờ. 
Hình 3. Quá trình giảm ẩm khi sấy tiêu ở 
t = 600C, v = 1,3 m/s 
Đánh giá chất lượng tiêu về mặt cảm quan về 
màu sắc theo phép thử so sánh cặp cho thấy, ở 
tất cả các chế độ sấy sản phẩm tiêu được sấy khô 
đều có màu đen, vỏ tiêu có độ nhăn và mùi nồng 
đặc trưng của tiêu khô. Kết quả khảo nghiệm 
cũng cho thấy, khi sấy tiêu ở nhiệt độ tác nhân 
sấy t = 600C tại các mức vận tốc tác nhân sấy từ 
1,0 – 1,5 m/s và bề dày lớp vật liệu từ 13 – 40 
mm, thời gian sấy tiêu nhanh (dưới 9 giờ) so với 
tiêu được làm khô khi phơi nắng (16 - 18 giờ), 
ẩm độ vật liệu sấy giảm đều trong suốt quá trình 
sấy. Bên cạnh đó, với việc sử dụng bộ thu năng 
lượng mặt trời, máy sấy tiêu đã sử dụng được 
nguồn nhiệt thu được từ mặt trời do đó giảm chi 
phí năng lượng cho quá trình sấy so với phương 
 VAN HIEN UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE VOLUME 6 NUMBER 3 
110 
pháp sấy thông thường. Độ đồng đều ẩm độ của 
tiêu sau sấy chưa đo vì khối lượng mẫu nhỏ và 
trong quá trình thí nghiệm thì toàn bộ khối 
lượng tiêu được đảo trộn do quá trình đo đạc để 
lấy mẫu. 
3.2.3. Kết quả xét nghiệm hàm lượng vi sinh 
Để đánh giá chất lượng tiêu về đảm bảo an 
toàn vệ sinh thực phẩm cần xét nghiệm các chỉ 
tiêu về vi sinh vật. Tuy nhiên, do kinh phí thực 
hiện đề tài có hạn, nên nhóm nghiên cứu chỉ tiến 
hành xét nghiệm hàm lượng E.coli tại Trung tâm 
Phân tích thực phẩm – Công ty TNHH Thương 
mại Thiết bị Thái Thịnh, Quận Tân Phú, 
Tp.HCM. Kết quả xét nghiệm hàm lượng E.coli 
trong các mẫu tiêu được trình bày ở Bảng 1. Kết 
quả cho thấy không phát hiện vi khuẩn E.coli 
trong các mẫu tiêu sấy. Ở mẫu tiêu khô được 
mua trên thị trường, hàm lượng E.coli đo được 
là 1160 CFU/g. Từ đó cho thấy quá trình sử 
dụng máy sấy để làm khô tiêu đã làm tăng chất 
lượng tiêu sau khi sấy, đảm bảo vệ sinh an toàn 
thực phẩm. Vấn đề này là do khi sấy tiêu bằng 
máy sẽ hạn chế được việc tiêu bị nhiễm bụi, vi 
khuẩn có hại khi tiếp xúc trực tiếp với môi 
trường không khí bên ngoài. 
Bảng 1. Kết quả xét nghiệm hàm lượng E.coli 
Loại mẫu 
E.coli 
(CFU/g) 
Tiêu sấy ở t = 600C, h = 13 mm, v = 1 m/s KPH* 
Tiêu sấy 600C, h = 13 mm , v = 1,3 m/s KPH 
Tiêu sấy ở t = 600C, h = 13 mm, v = 1 m/s, 
v = 1,6 m/s 
KPH 
Tiêu sấy ở t = 600C, v = 1,3 m/s, h = 25 mm KPH 
Tiêu sấy ở t = 600C, v = 1,3 m/s, h = 40 mm/s KPH 
Mẫu tiêu khô trên thị trường 1160 
*KPH: không phát hiện 
4. Kết luận 
Trong nghiên cứu này, một mô hình máy sấy 
tiêu sử dụng năng lượng mặt trời kết hợp với gia 
nhiệt bằng điện trở đã được thiết kế và chế tạo. 
Tiêu tươi được sấy thực nghiệm ở các mức vận 
tốc tác nhân sấy từ 1,0 đến 1,5 m/s, bề dày lớp 
vật liệu sấy từ 13 đến 40 mm, nhiệt độ tác nhân 
sấyđược cố định ở 600C. Kết quả cho thấy thời 
gian sấy tiêu tỉ lệ thuận với vận tốc tác nhân sấy 
và tỉ lệ nghịch với bề dày lớp vật liệu sấy. Ở các 
chế độ sấy đã khảo nghiệm, thời gian sấy tiêu là 
từ 7 - 9 giờ, rút ngắn thời gian hơn so với tiêu 
được làm khô bằng phương pháp phơi nắng (16 
- 18 giờ). Sản phẩm tiêu có màu đen, da nhăn 
nheo, mùi nồng đặc trưng và đảm bảo vệ sinh an 
toàn thực phẩm hơn so với tiêu được phơi nắng. 
Tài liệu tham khảo 
Nguyễn Huy Bích (2015). Tính toán, thiết kế, chế tạo 
và khảo nghiệm mô hình máy sấy thịt bò một 
nắng dùng năng lượng mặt trời. Đề tài Nhiên 
cứu khoa học. Trường Đại học Nông Lâm Tp. 
HCM. 
Nguyễn Xuân Cự, Lưu Đức Hải, Trần Thanh Lâm và 
Trần Văn Quy (2008). Tiềm năng và phương 
hướng khai thác các dạng năng lượng tái tạo ở 
Việt Nam. Văn phòng Chương trình Nghị sự 21 
của Việt Nam 
Lê Anh Đức và Nguyễn Huy Bích (2016). Nghiên 
cứu sấy bông atisô dùng năng lượng mặt trời. 
Đề tài Nghiên cứu khoa học. Trường Đại học 
Nông Lâm Tp. HCM. 
Đinh Xuân Đức (2009). Bài giảng Cây đặc sản vùng. 
Trường Đại học Nông Lâm Huế - Dự án hợp 
tác Việt Nam – Hà Lan. 
EVN. 2017. Năng lượng mặt trời – Hướng phát triển mới 
tại Việt Nam. Truy cập tại  
CARD (2008). Collaboration for Agricultural and 
Rural Development Programme. 026/ VIE – 05 
2008. Evaluation of needs and development 
Trends of post-harvest Technology in The 
Mekong Delta of Vietnam. Proceedings of the 
seminar held at Nong Lam University in April 
2008 (in Vietnamese). 
Nguyễn Dương Hoàng Huy (2016). Khảo nghiệm và 
đánh giá máy sấy tiêu 1 tấn/mẻ dùng lò đốt 
củi gián tiếp và lò đốt than đá trực tiếp. Khóa 
luận tốt nghiệp. Trường Đại học Nông Lâm 
Tp. HCM. 
Nguyễn Đức Khuyến, Nguyễn Huy Bích và Nguyễn 
Hữu Hòa (2018). Thiết kế, chế tạo và khảo 
nghiệm máy sấy cá lù đù sử dụng năng lượng 
mặt trời. Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 1+2. 
Nguyễn Thị Triên Ly (2012). Nghiên cứu chiết tách 
và xác định thành phần hóa học trong hạt tiêu 
đen. Khóa luận tốt nghiệp khoa Hóa học. 
Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng. 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN HIẾN TẬP 6 SỐ 3 
111 
Nguyễn Văn May (2004). Giáo trình sấy nông sản 
thực phẩm. Nxb Khoa học Kỹ thuật. 
Viện Khoa học Kỹ thuật nông nghiệp miền Nam 
(2018a). Công nghệ chế biến & Phẩm chất hồ 
tiêu. Truy cập tại 
muc/Cong-nghe-che-bien-&-pham-chat-Ho-
Tieu-8224.html. 
Viện Khoa học Kỹ thuật nông nghiệp miền Nam 
(2018b). Lịch sử phát triển và vùng trồng tiêu 
Việt Nam. Truy cập tại 
muc/Lich-su-Ho-Tieu-8193.html. 
Tôn Nữ Tuấn Nam (2008). Đánh giá chất lượng và thị 
trường hồ tiêu Việt Nam. Dự án Qủan lý bên 
vững nguồn tài nguyên thiên nhiên miên Trung. 
Mai Thanh Phong (2014). Nghiên cứu và chế tạo hệ 
thống thiết bị sấy cà phê sử dụng kết hợp năng 
lượng mặt trời và nhiên liệu biomass. Đề tài 
NCKH, Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM. 
Tổng cục Hải Quan (2017). Tình hình xuất khẩu hồ tiêu năm 
2017. Truy cập tại https://www.customs.gov.vn/ 
Lists/ThongKeHaiQuan/ 
Vương Thành Tiên và Nguyễn Văn Hùng (2016). 
Nghiên cứu công nghệ và thiết bị sấy nâng cao 
chất lượng sản phẩm cá dứa khô, Đề tài 
NCKH, Sở Khoa học và Công nghệ Tp. HCM. 
Nguyễn Tăng Tôn (2012). Tình hình sản xuất và thương 
mại hồ tiêu. Truy cập tại:  
homepage/Tinh-hinh-san-xuat,-thuong-mai-
Ho-Tieu-va-mot-so-tien-bo-ky-thuat-trong-
san-xuat-Ho-Tieu-3247.html. 
Trương Quang Trường, Nguyễn Văn Kiệp, Nguyễn Hải 
Đăng và Nguyễn Văn Hùng (2013). Thiết kế - 
Chế tạo hệ thống chế biến hồ tiêu đen năng suất 
1000 kg/mẻ tại tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Đề tài 
NCKH, Trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM. 
Hải Vân (2015). Thị trường thiết bị điện mặt trời: 
Vẫn khó trong ngắn hạn. Tạp chí Năng lượng 
Việt Nam.