Nghiên cứu thiết kế máy ép dịch bơ kiểu trục vít năng suất 200kg giờ

Cụ thể, đề tài đã tiến hành nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cụ thể các nội dung chính như sau: Thứ nhất, khảo sát, thu thập số liệu về nguyên liệu bơ tại tỉnh Đaklak làm cơ sở cho việc x

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng bản thân tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình nào khác Các tài liệu được sử dụng để phân tích trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng và đã được công bố theo đúng quy định Tài liệu tham khảo trong luận văn đã được trích dẫn cụ thể

Thừa Thiên Huế, ngày 16 tháng 9 năm 2018

TÁC GIẢ

Lê Quang Dương

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ khoa học “Nghiên cứu, thiết kế máy

ép dịch bơ kiểu trục vít năng suất 200kg/giờ”, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy giáo khoa Cơ khí – Công nghệ, trường Đại học Nông Lâm Huế, quý thầy

cô đồng nghiệp, gia đình và người thân

Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy khoa Cơ khí – Công nghệ và quý thầy tham gia giảng dạy lớp Cao học KTCK K22 đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt khóa học Quý thầy cô phòng Đào tạo sau Đại học đã nhiệt tình hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập tại trường

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Phạm Việt Hùng, người đã luôn tận tình hướng dẫn, hỗ trợ tôi về mọi mặt trong suốt quá trình để tôi thực hiện thành công luận văn tốt nghiệp của mình

Tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình tính toán thiết kế, máy ép dịch bơ

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân đã luôn ở bên, động viên và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn!

Thừa Thiên Huế, ngày 16 tháng 9 năm 2018

HỌC VIÊN

Lê Quang Dương

TÓM TẮT

Bơ là loại quả rất giàu dinh dưỡng và tốt cho sức khỏe, được trồng và sử dụng rất phổ biến ở Việt Nam ở dạng quả tươi do có đặc điểm là chín tập trung theo mùa, khó bảo quản và giá trị kinh tế chưa cao Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu đã chứng minh, dịch bơ, một sản phẩm được ép từ thịt quả sơ sau khi sấy khô ở độ ẩm 30%, lại cho giá trị kinh tế và ứng dụng rất cao trong đời sống, y học và mỹ phẩm như kem dưỡng da và dưỡng tóc bởi vẫn giữ các giá trị dinh dưỡng vốn có

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu, thiết kế máy ép dịch bơ kiểu trục vít năng suất 200kg/giờ” được thực hiện nhằm mục đích tạo ra một loại máy ép dịch bơ có khả năng thu dịch bơ hiệu suất cao, đảm bảo chất lượng sản phẩm, nhằm nâng cao giá trị kinh tế và ứng dụng cho người trồng bơ Cụ thể, đề tài đã tiến hành nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cụ thể các nội dung chính như sau:

Thứ nhất, khảo sát, thu thập số liệu về nguyên liệu bơ tại tỉnh Đaklak làm cơ sở cho việc xác định quy trình công nghệ sơ chế nguyên liệu ép là thịt quả bơ sấy khô ở độ ẩm 30%, sau đây được gọi tắt là “nguyên liệu ép”

Thứ hai, nghiên cứu lựa chọn quy trình công nghệ chế biến nguyên liệu ép đảm bảo yêu cầu đề ra nhằm nâng cao hiệu suất ép, chất lượng sản phẩm dịch bơ sau khi ép Cụ thể, quy trình ép gồm: Quả bơ tươi → Phân loại → Bỏ vỏ và hạt → Nghiền Sấy → Trộn trấu

→ Gia nhiệt → Ép → Dịch bơ

Thứ ba, phân tích, lựa chọn nguyên lý ép, cấu tạo kết cấu thiết bị ép phù hợp với nguyên liệu ép là loại máy ép trục vít

Thứ tư, tính toán các thông số cơ bản của quá trình ép gồm: Thể tích của guồng xoắn vít ép đầu nạp là 10,4.10-5 (m3/s), thể tích của guồng xoắn tại đầu ra là 1,89.10-5 (m3/s) Thứ năm, tính toán, thiết kế các bộ phận chính của máy ép gồm trục ép được thiết kế thành 7 bước vít, bộ phận nạp liệu có động cơ công suất 0,4 kW lắp trực tiếp với vít nạp liệu qua bộ giảm tốc, chọn động cơ điện loại xoay chiều 3 pha công suất 4 kW, bảo đảm độ tin cậy, độ bền và tính kinh tế

Thứ sáu, mô phỏng máy ép trên phần mềm autocad và inventer như bản vẽ lắp, bản

vẽ chi tiết, mô phỏng được nguyên lý làm việc của máy ép

Thứ bảy, chế tạo mô hình thí nghiệm, đánh giá sự làm việc của máy tại xưởng Gia công Cơ khí của khoa Cơ khí Chế tạo, thí nghiệm tại phòng thí nghiệm sinh hóa khoa Nông lâm Trường cao đẳng – Cơ điện – Xây Dựng - Nông Lâm – Trung Bộ

Kết quả thí nghiệm cho thấy mẫu máy được thiết kế làm việc hiệu quả với nguyên liệu ép là thịt quả sơ sau khi sấy khô ở độ ẩm 30%, đảm bảo mục tiêu và nội dung đề ra

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1

2.1 Mục tiêu chung: 1

2.2 Mục tiêu cụ thể: 2

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 2

3.1 Ý nghĩa khoa học: 2

4 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1.1 Đặc điểm chung của cây và quả bơ 3

1.1.2 Thành phần dinh dưỡng của thịt bơ 7

1.1.3 Đặc điểm của dịch bơ 8

1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dịch bơ trong nước và trên thế giới 10

1.1.5 Các sản phẩm khác từ trái bơ 12

1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 12

1.2.1 Một số loại máy ép trên thế giới 12

1.2.2 Các thiết bị ép dầu đang sử dụng phổ biến ở Việt Nam 14

1.2.3 Công nghệ sản xuất dịch bơ 15

1.2.4 Các nguyên lý ép dầu thực vật 22

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU 25

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 25

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu: 25

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu: 25

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 25

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 26

2.3.2 Phương pháp quan sát – điều tra 26

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 26

2.3.4 Phương pháp chuyên gia 26

2.3.5 Phương pháp tính toán thiết kế 26

CHƯƠNG 3KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ ÉP 27

3.1.1 Bản chất quá trình ép 27

3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép 27

3.1.3 Nghiên cứu, lựa chọn nguyên lý máy ép dịch bơ 28

3.1.4 Mô tả nguyên lý làm việc của máy ép 29

3.1.5 Đề xuất phương án máy ép dịch bơ 30

3.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN ÉP 32

3.2.1 Sự tạo thành áp lực trong máy ép 32

3.2.2 Tính toán thiết kế bộ phận ép 33

3.2.3 Sự thay đổi của của lực ép trên trục vít: 34

3.2.4 Thể tích guồng xoắn: 35

3.2.5.Chiều dài vít ép: 36

3.2.6 Tính toán các thông số của từng đoạn vít 36

3.2.7 Xác định sự phân bố áp suất trên các đoạn vít: 38

3.2.8 Tính toán tải trọng tác dụng lên từng đoạn vít 40

3.3 TÍNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ 52

3.4 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: 55

3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN VÍT TẢI NẠP LIỆU 55

3.5.1 Giới thiệu chung về vít tải 55

3.5.2 Thiết kế bộ phận nạp liệu 57

3.6 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 59

3.7 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 63

3.8 TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH 64

3.8.1 Tính toán giá thành thiết bị 64

3.8.2 Quy trình vận hành thiết bị 66

3.9 THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH ÉP 67

3.9.1 Mục đích thí nghiệm 67

3.9.2 Mô tả thí nghiệm 67

3.9.3 Vật liệu và phương pháp 68

3.9.4 Kết quả thí nghiệm và thảo luận 70

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 76

4.1 KẾT LUẬN 76

4.2 ĐỀ NGHỊ 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHỤ LỤC 78

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Một số giống bơ có hàm lượng dầu cao 5

Bảng 1.2 Giá trị dinh dưỡng thịt quả bơ 8

Bảng 1.3 Hàm lượng Vitamin E trong dịch bơ 9

Bảng 1.4 Thành phần acid béo trong dịch bơ 10

Bảng 1.5 Các loại máy ép của hãng Sket 13

Bảng 1.6 Các loại máy ép của hãng Krupp 14

Bảng 1.7 Các loại máy ép của hãng IBC Monfort Oekotec Ginbh 14

Bảng 3.1 Các thông số hình học của từng đoạn vít 40

Bảng 3.2 Kết quả độ ẩm của các mẫu bơ 68

Bảng 3.3 Bảng mô tả các chỉ tiêu cảm quan của bán thành phẩm sau khi sấy 72

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Cây và quả bơ 3

Hình 1.2 Quả bơ 4

Hình 1.3 Đồ thị biểu diễn hàm lượng dầu thay đổi theo độ chin 6

Hình 1.4 a, Mẫu bơ sấy b, dịch bơ 8

Hình 1.5 Sản phẩm dịch bơ của công ty Olivado 11

Hình 1.6 Qui trình sản xuất dịch bơ 15

Hình 1.7 Nồi chưng sấy nhiều tầng 20

Hình.1.8 Nồi chưng sấy nằm 20

Hình 1.9 Cấu tạo thiết bị bị ép dầu thực vật 23

Hình 1.10 Máy ép thủy lực 24

Hình 1.11 Máy ép trục cán 24

Hình 3.1a Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý máy ép bơ kiểu trục vít 29

Hình 3.1 b Sơ đồ nguyên lý buồng ép 29

Hình 3.2 Kết cấu bộ phận ép 31

Hình 3.3 Kết cấu bộ phận điều chỉnh khe hở thoát bã 31

Hình 3.4 Áp suất thay đổi theo toàn bộ chiều dài vít ép 34

Hình 3.5 Phân tích lực trên cánh vít ép 34

Hình 3.6 Biểu thị áp suất tác dụng lên trục vít xoắn 42

Hình 3.7 Biểu đồ nội lực của vít xoắn 42

Hình 3.8 Cấu tạo vít tải 56

Hình 3.9 Kết cấu của vít tải 57

Hình 3.10 Thùng nạp liệu 59

Hình 3.11 Bộ truyền đai thang 59

Hình 3.12 Thông số hình học của đai thang 60

Hình 3.13 Mạch điện điều khiển động cơ 63

Hình 3.14 Mẫu bơ đã xay và hút chân không 69Hình 3.15 Mẫu bơ sấy 70Hình 3.16 Ảnh hưởng của hàm lượng ẩm đến hiệu suất ép dịch từ thịt trái bơ 71Hình 3.17 Ảnh hưởng của hàm lượng ẩm đến điểm cảm quan chung của bán thành phẩm

bơ sau khi sấy 73Hình 3.18 Ảnh hưởng của hàm lượng ẩm đến chỉ số Peroxit của dịch bơ được ép từ thịt trái bơ sấy 74

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây bơ có tên khoa học là Persea americana hay tên tiếng Anh là Avocado– là một loại cây ăn quả nhiệt đới và cận nhiệt đới, được trồng nhiều ở nhiều quốc gia như Mêhicô, Mỹ, Colombia, Brazin, New Zealand, …Ở nước ta, cây bơ được trồng rộng rãi tại các tỉnh Đồng Nai, Lâm Đồng, Đak Lak, Gia Lai …vv Chỉ riêng ở tỉnh Đắc Lăk, hiện nay đã có hơn 8.000 ha trồng cây bơ, với sản lượng khoảng 300.000 tấn/năm [1]

Bơ là loại quả giàu lipit, chất xơ tự nhiên, kali và vitamin E Theo các nghiên cứu gần đây cho thấy quả bơ ngoài tác dụng cung cấp dinh dưỡng còn có tác dụng đặc biệt như giúp giảm tỷ lệ sinh con dị tật, chống lại bệnh viêm gan C Quả bơ có chất glutathion, một hợp chất gồm 3 axit amin có khả năng chống ôxi hóa, ngăn ngừa bệnh tim, ức chế khối u Thịt quả bơ hoàn toàn không chứa cholesterol nhưng rất giàu lutein giúp bảo vệ mắt, tránh một số bệnh như đục thủy tinh thể Ngoài ra, lipit trong quả bơ

là hỗn hợp của những axit béo chất lượng cao W3, W6, W9 nên khẩu phần ăn giàu bơ

có thể làm giảm đáng kể “cholesterol xấu” và “cholesterol tổng số”, giảm triglycerides trong huyết tương, có lợi cho bệnh nhân tim mạch, tiểu đường[14] Bên cạnh đó, bơ là loại quả có hàm lượng dầu khá cao (3-30% ) và dịch bơ thu được từ việc tách chiết từ thịt trái bơ được sấy đến độ ẩm thích hợp bằng phương pháp ép, dịch bơ được xác định

là tốt cho sức khỏe vì chứa nhiều acid béo không bão hòa và thành phần phytosterol HDL[15] Các kết quả nghiên cứu cho thấy dịch bơ có tác dụng tốt đến da và tóc Do

đó các mỹ phẩm từ bơ như kem dưỡng da và dưỡng tóc có nhu cầu rất lớn hiện nay Việc chiết xuất dịch từ trái bơ và ứng dụng của dịch bơ ở nước ta hiện là một thị trường tiềm năng

Ngoài ra, trái bơ có đặc điểm là chín tập trung theo mùa, thu hoạch đồng loạt, khó bảo quản chủ yếu để ăn tươi, giá trị kinh tế vẫn chưa cao Ngược lại dịch bơ vẫn giữ được các giá trị dinh dưỡng và có giá trị kinh tế và ứng dụng rất cao Xuất phát thực tế đó, việc nghiên cứu công nghệ và thiết bị ép dịch từ thịt quả bơ sấy khô( sau đây gọi tắt là dịch bơ) nhằm nâng cao giá trị của bơ, đa dạng hóa các sản phẩm từ trái

bơ là nhu cầu cấp thiết hiện nay Vì vậy em xin đăng ký đề tài luận văn tốt nghiệp thạc

sĩ là “Nghiên cứu, thiết kế máy ép dịch bơ kiểu trục vít năng suất 200kg/giờ”

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Mục tiêu chung:

- Mục tiêu chung là nghiên cứu và thiết kế máy ép dịch bơ có hiệu suất cao, bảo đảm chất lượng dịch bơ nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế cho người trồng bơ

2.2 Mục tiêu cụ thể:

Đề tài nhằm đạt được các mục tiêu cụ thể sau

- Xác định được tính chất và công nghệ chế biến phù hợp nguyên liệu bơ đưa vào ép

- Lựa chọn nguyên lý làm việc phù hợp nguyên liệu ép dịch bơ

- Tính toán các thông số công nghệ, cấu tạo và vật liệu chế tạo của các chi tiết chính của máy ép, hoàn chỉnh bản vẽ lắp, bản vẽ chi tiết

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

3.1 Ý nghĩa khoa học:

- Kết quả đề tài cung cấp cơ sở khoa học về nguyên liệu, công nghệ, thiết bị và quy trình tính toán, thiết kế hoàn chỉnh máy ép dịch bơ

3.2 Ý nghĩa thực tiễn:

Kết quả đề tài mang lại một số ý nghĩa thực tiễn như sau

- Nghiên cứu về công nghệ và thiết bị ép lấy dầu từ quả bơ là cơ sở giúp hoàn thiện thiết kế, chế tạo máy ép

- Nếu được chế tạo có triển vọng áp dụng ở các hộ kinh doanh nhỏ và vừa hiện nay ở khu vực Tây nguyên và trong cả nước, nhằm tăng giá trị kinh tế cho quả bơ và các sản phẩm từ bơ

4 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu đặc điểm, tính chất thịt quả bơ sấy khô và các nguyên lý ép để lựa chọn được nguyên lý ép phù hợp

Trên thị trường có rất nhiều loại máy dùng cho ép dầu thực vật (ép dầu lạc, dầu vừng, dầu đậu tương ) bộ phận ép được thiết kế phù hợp với nguyên liệu dạng hạt còn trong đề tài này nguyên liệu là thịt bơ sấy khô nên yêu cầu đối với bộ phận ép phải khác với các loại trên như bước vít, góc nghiêng của cánh vít

Bộ phận cấp liệu, vít tải của các loại máy trên thị trường được phù hợp nguyên liệu dạng hạt và dẫn động từ động cơ chính qua bộ truyền đai làm cho máy chiếm diện tích lớn, ít an toàn, còn bộ phận cấp liệu trong đề tài này được thiết kế động cơ dẫn động vít tải trực tiếp phù hợp với nguyên liệu là thịt bơ sấy có trọng lượng nhỏ và có tính dính ướt của nguyên liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.1 Đặc điểm chung của cây và quả bơ

Tên khoa học: Persea Americana

Tên tiếng Anh: Avocado

Họ: Lauraceae

Giống: Persea

Nguồn gốc: Mê Hi Cô và Trung Mỹ

Hình 1.1 Cây và quả bơ

Cây thân gỗ, chiều cao có thể đến 20 mét Lá lúc còn non có màu đỏ, khi trưởng thành thì chuyển qua màu xanh, hình thuẫn hoặc hình dao, dài 12-25 cm hoa màu vàng, đường kính 5-10 mm

Quả bơ thuộc nhóm quả mọng Lúc đầu nó có hình dạng tương tự trái lê nên trong tiếng Anh nó còn được gọi là “alligator pear” hay “butter pear” Về sau, do quá trình lai tạo giống, bơ có thêm nhiều hình dạng khác: Tròn, trứng, thuẫn Quả có chiều dài khoảng 7-20 cm, khối lượng 200-400 g, cá biêt có quả chỉ nặng 100 g, có quả nặng tới 1 kg (Hình 1.1) Về cấu tạo, bao phủ bên ngoài quả là 1 lớp vỏ với bề dày 0,5-2

mm, kế đến là lớp thịt quả có màu vàng kem, vàng bơ, hoặc vàng xanh, và ngay giữa quả có 1 hạt với đường kính 30-50 mm Tỉ lệ của các thành phần này trong quả khác nhau tùy vào giống, thường là: Thịt: 65%, hạt: 20%, vỏ: 15% ( Hình 1.2)

Với những điều kiện khí hậu và đất đai như trên, cây bơ chỉ phát triển tốt và cho nhiều trái ở một số vùng trên thế giới như: Mehico, Mỹ, Colombia, Braxin, New Zealand, Israel, Chile, Indonesia, Peru, Tây Ban Nha, Việt Nam …

Bơ đã được người Pháp du nhập vào nước ta năm 1940 Cây bơ phát triển mạnh

ở các vùng: Long Khánh (Đồng Nai), Đăk Lăk, Lâm Đồng Điểm chung của 3 khu vực này là có đất đỏ bazan rất tốt cho cây bơ sinh trưởng và phát triển Nếu được trồng những vùng khác, cây bơ vẫn sinh trưởng tốt nhưng chỉ ra hoa chứ không kết trái, khi

đó nó chỉ đóng vai trò là cây cảnh[1]

Mùa vụ chính của bơ là từ tháng 5 đến tháng 9 Tùy vào điều kiện thời tiết và tùy vùng mà bơ có thể ra trái sớm hơn Bơ trồng ở Long Khánh có sớm, chỉ khoảng cuối tháng 2 là bắt đầu có trái Bơ ở Đăk Lăk và Lâm Đồng thì kết thúc mùa vụ trễ hơn, có thể kéo dài đến tháng 10[1]

Cây bơ được nhân giống bằng 3 cách: Bằng hạt, bằng thân rễ và bằng cách ghép Với nhân giống bằng hạt, sau 4-6 tuần hạt sẽ nảy mầm, nhưng sau đó phải mất 4-6 năm để cho ra quả, đồng thời chất lượng quả của thế hệ con này có thể sẽ không giống chất lượng quả của thế hệ trước đó Vì vậy các nhà vườn thường áp dụng 2 phương pháp còn lại

Hiện tại nước ta trồng 3 chủng bơ chính: Mexico, Antilles, Guatemala Mỗi chủng có nhiều giống mỗi giống có những đặc tính về hình thái và hàm lượng dầu khác nhau Trong nước hiện có trên 30 giống bơ được trồng phổ biến Viện khoa học

kỹ thuật lâm nghiệp Tây Nguyên đã lưu được 57 giống Tuy nhiên, trên thị trường, người ta chỉ chia bơ ra làm 2 loại: bơ sáp (bơ dẻo) và bơ nước Bơ sáp có hàm lượng dầu cao hơn

Bảng 1.1 Một số giống bơ có hàm lượng dầu cao

Mexicola Hình lê Nâu, đen, mỏng Nhỏ Lớn 15-25

Hass Hình lê Đỏ, tía, dày, láng Trung bình Nhỏ 19

Taylor Hình lê Xanh sậm, sần sùi Nhỏ đến

(Nguồn: Liên hiệp khoa học - Sản xuất thành phố Đà Lạt, 2006)

Quả bơ không bao giờ chín trên cây Do đó nó sẽ được hái trong trạng thái xanh

và cứng Người ta thường hái khi nó đạt đến độ già nhất định Khi chưa cần thu hoạch, người làm vườn có thể để quả bơ nằm yên trên cây trong suốt 6 tháng kể cả khi trái đã phát triển đầy đủ trừ khi có gió lớn

California đã từng có luật qui định là chỉ thu hoạch trái bơ khi hàm lượng chất béo trong trái đạt tối thiểu 8% Tuy nhiên, hàm lượng chất béo ít hay nhiều còn phụ thuộc vào vùng và giống bơ Do vậy, luật sau đó đã bị bỏ

Bơ thuộc nhóm quả có đỉnh hô hấp Cho nên tuy không chín trên cây nhưng một khi đã được hái xuống, quả sẽ chín nhanh trong chỉ vài ngày Người ta thường xác định độ chín của quả bơ thông qua các chất cảm quan Theo đó, bơ được coi là chín khi thịt quả mềm, không cứng cũng không bị nhũn, vỏ quả có một độ bóng nhất định, thịt quả khi nếm thử sẽ có vị béo, ít có vị đắng khi chín, thịt quả bơ tương đối cứng, chắc, nhưng vẫn dễ dàng chịu lực ép của lòng bàn tay Màu sắc vỏ có thể là cách khác

để biết độ chín của bơ nhưng chỉ chính xác ở một số giống nhất định do có nhiều giống sự chuyển màu không rõ khi chín

Theo Davis (1984), hàm lượng dầu trong quả bơ thấp ở giai đoạn chưa chín, rồi tăng dần và đạt cao nhất ở giai đoạn chín, sau đó lại giảm dần khi quả bị chín rục như

Để thúc đẩy quá trình chín của bơ người ta có thể dự trữ nó chung với chuối, táo hoặc dùng đất đèn

Ngược lại muốn làm chậm quá trình chín của bơ người ta có nhiều cách, với nguyên lý cơ bản là loại khí ethylen ra khỏi buồng dự trữ như: thông gió, không để lẫn quả chín với quả chưa chín …

Quả bơ đã cắt ra sẽ nhanh bị nâu hóa nếu để lâu trong không khí Cách tốt nhất

để tránh hiện tượng này là rưới nước chanh lên các quả bơ đã được cắt Cách đơn giản hơn là gọt bỏ phần thịt quả bị nâu trước khi sử dụng

Ở California, để tránh tình trạng cung vượt quá cầu vào mùa chính, cũng như cung không đủ cầu khi hết mùa, người ta dùng phương pháp đông lạnh nhanh bằng nitơ lỏng những trái bơ đã được cắt làm đôi, tách hạt, để nguyên vỏ hoặc đã lột vỏ Một phương pháp cũng áp dụng ở nước này là ngâm bơ trong thuốc diệt nấm 24 giờ, rồi đóng vào túi PE có kèm theo thuốc tím để hấp thụ ethylen và bảo quản ở 100C, nhờ

đó dự trữ được bơ trong vòng 40-50 ngày

Ở Việt Nam việc thu hoạch, vận chuyển và bảo quản bơ chưa đươc quan tâm nhiều Người ta thường dùng lồng để hái quả, có khi rung mạnh cây làm cho quả rơi xuống đất và bị trị trầy xước, gây tổn thương đến phần thịt quả Ở Tây Nguyên việc thu hoạch quả thường vào mùa mưa nên việc thu hoạch và vận chuyển gặp nhiều khó khăn Những giống bơ có phần đầu quả dài rất dễ bị gãy nếu vật chứa không thích hợp Bơ khi về đến các chợ bán lẻ thì nhanh chín và cũng nhanh chóng hư hỏng do nhiệt độ dự trữ tương đối cao (31-320C) Nhìn chung, tỉ lệ hao hụt sau thu hoạch của quả bơ khá cao

1.1.2 Thành phần dinh dưỡng của thịt bơ

Quả bơ có hàm lượng chất béo và protein cao, 100 gam bơ cung cấp từ 150 ÷

300 calo, nó tạo ra một nguồn thức ăn dinh dưỡng quan trọng và là một trong những loại trái cây bổ dưỡng nhất trên thế giới Quả bơ chứa hơn 14 loại vitamine và khoáng chất bao gồm canxi, sắt, đồng, magie, photpho, kali, kẽm, mangan và selen Ngoài ra hàm lượng lipid trong trái bơ rất cao, ở dưới dạng nhũ dầu nên rất dễ tiêu hóa, cơ thể

có thể hấp thu đến 92,8 (%) [14]

Các chất dinh dưỡng tập trung ở phần thịt quả - cũng là phần ăn được của quả

bơ Phần vỏ và hạt có giá trị dinh dưỡng thấp, hơn nữa lại chứa độc tố

Về mặt cảm quan, quả bơ không ngọt, cũng không chua, mà có vị béo Đó là do trái bơ có hàm lượng chất béo cao, bằng 3-30% khối lượng thịt quả, và chiếm tới 60-70% khối lượng vật chất khô trong thịt quả Tuy hàm lượng chất béo không nhiều như trong các hạt chứa dầu, nhưng xét trong nhóm trái cây thì bơ thuộc loại trái cây có hàm lượng dầu cao

Ngoài ra bơ còn dẫn đầu nhóm 5 trái cây giàu E, bao gồm: Bơ, kiwi, xuân đào, nho, đào; và nhóm 5 trái cây giàu –Sitosterol, gồm: bơ, cam, anh đào, táo, chuối (Hispanic PR newswire, 2006)

Bảng 1.2 Giá trị dinh dưỡng thịt quả bơ

(Nguồn: USDA National Nutrient database for Standard Reference, 2005)

1.1.3 Đặc điểm của dịch bơ

Dịch bơ có được từ việc tách chiết từ thịt trái bơ được sấy đến độ ẩm thích hợp bằng phương pháp ép và trích ly góp phần làm phong phú các sản phẩm bơ, tăng giá trị của trái bơ ( Hình 1.4)

a, b,

Hình 1.4 a, Mẫu bơ sấy b, dịch bơ

Trong dịch bơ có 80-85% là các acid béo không bão hòa, có vai trò làm giảm cholesterol, giúp ngăn ngừa tình trạng xơ cứng động mạch, tốt cho những người bị bệnh tim (TP Human, 1987)

Dịch bơ cung cấp các vitamin A, E, K, đặc biệt nó rất giàu vitamin E Hơn nữa, vitamin E trong dịch bơ tồn tại chủ yếu ở dạng α-tocopherol là dạng có hoạt tính mạnh nhất vitamin E là chất chống oxi hóa, làm chậm tiến trình lão hóa và bảo vệ cơ thể chống lại bệnh tim cũng như các dạng ung thư phổ biến Nhu cầu lý tưởng về vitamin

E là 12mg/ngày Các bệnh chứng do tích lũy vitamin E trong cơ thể hầu như không có trên thực tế, trừ khi con người có thể tự đầu độc mình với liều lượng 800mg/ngày trong nhiều tháng liên tục (Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, 2007)

Bảng 1.3 Hàm lượng Vitamin E trong dịch bơ

( Nguồn: Laurence Eyres, 2006)

Công nghiệp thực phẩm ở Pháp tuyên bố rằng thành phần không xà phòng hóa trong dịch bơ có một giá trị cao Từ thành phần này, họ đã chiết suất được một chất hóa học có tên là yếu tố H, chất này có những thuộc tính chữa bệnh đặc biệt

Điểm bốc khói: 2550C, cao hơn so với tất cả các loại dầu thực vật khác, kể cả dầu olive (2080C) nên nó rất phù hợp khi chiên, xào, nấu ở nhiệt độ cao

Tỷ trọng (ở 250C): 0,9122

Hương thơm đặc trưng

Vị hơi đắng là do vài hợp chất như: 1-acetoxy-2,

4-dihydroxy-n-heptadeca-16-en và 1,2,4-trihydroxy-n-heptadeca-16-4-dihydroxy-n-heptadeca-16-en

Màu sắc của dầu thường là xanh hơi vàng do có nhiều sắc tố chlorophyll và carotenoid

Hệ số tiêu hóa cao: 93,8%

Dịch bơ góp phần làm tăng hương vị tự nhiên của thực phẩm nhờ nó có vị bơ và mùi thơm nhẹ [16]

Bảng 1.4 Thành phần acid béo trong dịch bơ

1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dịch bơ trong nước và trên thế giới

Dịch bơ vốn đã được sản xuất từ lâu nhưng bằng phương pháp trích ly bởi dung môi nên chỉ dung trong mỹ phẩm chứ chưa được coi là dầu thực phẩm

Ở Việt Nam hiện nay, các nghiên cứu về các loại dầu thực vật tương đối nhiều như dầu điều, dầu gấc,… tuy nhiên các nghiên cứu về dịch bơ vẫn chưa nhiều, có một vài công trình nghiên cứu dịch bơ do sinh viên các trường đại học Công Nghiệp, đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh thực hiện nhưng vẫn chưa công bố rộng rãi Việc nghiên cứu dịch bơ ở qui mô phòng thí nghiệm bằng phương pháp ép đã sớm được tiến hành vào năm 1934 bởi hai nhà khoa học Eaton và Ball (Mỹ) Năm

1942, Love đã thử nghiệm ép trên máy ép thủy lực những mẫu bơ đã được sấy khô, sau đó dùng dung môi để trích ly phần dầu còn lại trong bã (TP Human, 1987)

Năm 1971, Smith (California) đã tiến hành cắt thịt quả bơ ra làm 2, 4 hoặc 8 phần rồi sấy ở 700C để giảm ẩm độ của nguyên liệu xuống còn 10%, thời gian sấy tương ứng là 275, 260, 245 giờ Kết quả là kích thước 1/8 đã được chọn để tiếp tục nghiên cứu Sau đó, Smith thử nghiệm 2 phương pháp sấy Phương pháp A là sấy với nhiệt độ sấy thay đổi: Giai đoạn đầu 1100C/4 giờ, giai đoạn giữa 900C/8 giờ và giai đoạn cuối 700C/ 4 giờ Phương pháp B là sấy ở nhiệt độ không đổi 700C Phương pháp

B cho kết quả tốt hơn vì các mẫu bơ sau sấy có độ dẻo và ít bị hút ẩm hơn

Hiện nay dịch bơ thực phẩm được sản xuất trên qui mô lớn ở New Zealand Công ty Olivado ở nước này là một trong những nhà sản xuất dịch bơ hàng đầu thế giới Họ đã sản xuất dịch bơ bằng phương pháp ép lạnh theo công nghệ ly tâm hiện đại Alpha Laval: Nguyên liệu bơ đầu tiên sẽ được nghiền trong một máy xay tốc độ cao; sau đó trộn đều trong máy trộn; rồi dùng máy tách pha để phân chia 3 pha: nước, dầu, chất rắn; cuối cùng dùng thiết bị ly tâm hình nón để lấy ra dầu tinh khiết Dịch bơ khi

đó có thể so sánh ngang hàng với dầu olive loại “extra virgin” Trung bình 1200 tấn bơ sản xuất ra 160 tấn dịch bơ Giá bán lẻ của dịch bơ khoảng 5 USD/chai 250ml

Hình 1.5 Sản phẩm dịch bơ của công ty Olivado

Một nhà sản xuất dịch bơ lớn khác ở New Zealand là Grove Gourmet Họ đã dùng công nghệ ép lạnh tương tự như trên, với nhiệt độ ép khoảng 450C Sản phẩm dịch bơ của công ty này còn được đa dạng hóa bằng cách thêm một trong các hương vị sau: tiêu, tỏi, chanh …Người ta còn dùng phương pháp xử lý enzimđể chiết suất dầu trong bơ Sự kết hợp cùng lúc nhiều loại enzim để phá vỡ tế bào sẽ góp phần giải phóng dầu trong thịt quả

Ở Kenya, những quả bơ dư thừa, bị sa thải, sau khi tách hạt sẽ được phơi nắng cho tới khi màu nâu hoặc đen, sau đó gói trong túi vải và dùng bàn kẹp để ép Dầu ép

ra dùng làm chất đốt Thường thu được một lít dầu từ 9-11,5 kg bơ (40-50 trái)

Để thuận tiện cho việc ép dầu cũng như tăng thể tích của khối nguyên liệu đem

đi ép, người ta sẽ trộn các vật liệu giàu silic như: vỏ thóc, vỏ lúa mì, vỏ lúa mạch, vỏ hạt hướng dương…vào nguyên liệu trong khi ép Các vật liệu này gọi là chất độn cho quá trình ép Trong đó, trấu (vỏ thóc) thường được chọn vì có hàm lượng silic (18-20%) cao và dễ tìm

Dịch bơ hiện rất được ưa dùng bởi nhiều đầu bếp trên thế giới Người tiêu dùng

có thể mua sản phẩm này của công ty Gourmet trên mạng qua địa chỉ “igourmet.com” Dịch bơ thường được phủ trên salad, khoai tây hoặc dùng với bánh mì Người ta còn dùng nó để thay thế bơ động vật

1.1.5 Các sản phẩm khác từ trái bơ

 Margarine: Sử dụng làm sáp đèn cầy

 Mayonnaise: Sử dụng trong thực phẩm trộn salad

 Pomade từ thịt quả bơ kích thích sự phát triển của tóc và thúc đẩy quá trình lành của vết thương

 Dịch bơ sản xuất bằng phương pháp trích ly dùng nhiều trong mỹ phẩm nhờ các tính năng: dễ thấm qua da, làm lành da và nuôi dưỡng da

 Dịch bơ đóng trong bao con nhộng, một sản phẩm mới, tiện lợi đang được nhiều người tiêu dùng ưa chuộng

1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.2.1 Một số loại máy ép trên thế giới

Hãng Sket trước đây thuộc cộng hòa liên bang Đức, là hãng có truyền thống sản xuất các loại máy ép vít dùng sản xuất dầu thực vật Hãng hiện cho ra nhiều chủng loại máy ép vít với kích cỡ máy ép khác nhau dùng sản xuất dầu thực vật, đáp ứng cả công nghệ ép nguội và công nghệ ép nóng Có thể liệt kê ra các loại máy ép vít( Bảng 1.5)

Bảng 1.5 Các loại máy ép của hãng Sket

80-100 kg/h 250/300 kg/h

80-90 kg/h 2-2,5 kg/h 6-8 kg/h

7-9% 5-9% 5-9%

Loại ép kiệt công

suất lớn (có gia nhiệt)

- E21

- EP26

86kW 174kW

25-34 tấn/ngày 70-80 tấn/ngày

5-8% 5-8%

60-100 tấn /ngày 140-180 tấn/ngày 240-280 tấn/ngày 360-400 tấn/ngày

17-21% 17-21% 17-21% 17-21%

Hãng Krupp Đây là một tập đoàn công nghiệp nặng của Đức, máy ép là một trong các mặt hàng của hãng, bên cạnh đó còn sản xuất các hệ thống tinh luyện dầu cũng như các hệ thống sản xuất grycerine và axit béo và các sản phẩm từ dầu thực vật đáp ứng thị trường tiêu dùng và các ngành công nghiệp khác Máy ép của hãng có công suất lớn và ép có gia nhiệt, điển hình như loại EP ép kiệt và ép sơ bộ(Bảng 1.6)

Bảng 1.6 Các loại máy ép của hãng Krupp

Loại ép sơ bộ:

- EP-07

- EP-09

110-160 160- 250

135-175 200-250

18-22 18-22

Loại ép kiệt:

- EP-08

- EP-16

75-10 160-200

25-35 60-75

5-8 5-8

Hãng IBC Monfort Oekotec Ginbh Chuyên sản xuất các thiết bị chế biến hạt dầu theo công nghệ ép nguội, các thiết bị của hãng có công suất động cơ từ 1kW đến 7,5 kW gồm các kiểu sau ( Bảng 1.7)

Bảng 1.7 Các loại máy ép của hãng IBC Monfort Oekotec Ginbh

(kW)

Năng suất (tấn/ngày)

Dầu còn lại (%)

1.2.2 Các thiết bị ép dầu đang sử dụng phổ biến ở Việt Nam

Máy ép dầu ở Việt Nam tập trung phổ biến ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ, miền Tây Nam Bộ và TP.Hồ Chí Minh( TPHCM) gồm các nhà máy dầu sau:

 Nhà máy dầu Tân Bình(nakydaco): Chủ yếu sử dụng các loại máy ETP2.2 và ETP20.3 (hãng Sket)

 Nhà máy dầu Tường An: Chủ yếu sử dụng máy EPE và ETP 20.3(hãngSket)

 Nhà máy dầu Golden Hope( Nhà Bè): Chủ yếu nhập khẩu và tinh luyện dầu cọ Ngoài các nhà máy dầu kể trên còn có một số nhà máy sản xuất dầu thực vật khác như: Nhà máy dầu Tây Ninh, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh…vv

Tất cả các máy đang sử dụng đều có công suất lớn và theo công nghệ ép có gia nhiệt Bên cạnh đó các đơn vị sản xuất dầu tư nhân chủ yếu dùng máy ép nông cơ theo công nghệ ép nguội và ép từ 3-4 lần để đạt được độ kiệt từ 9-15%

Các máy ép dầu của hãng SKET được nhập từ CHDC Đức vào những năm 1980-1990

1.2.3 Công nghệ sản xuất dịch bơ

a, Vùng nguyên liệu bơ

Ở nước ta, cây bơ được trồng rộng rãi với sản lượng rất lớn tại các tỉnh như Đồng Nai, Lâm Đồng, Đăc Lăk, Gia Lai… Các giống bơ ở đây cũng phong phú và chất lượng tốt,hàm lượng chất dinh dưỡng cao Ta thu mua bơ trái từ các vùng này, mua bơ tươi, sau đó để chín tự nhiên ở nhiệt độ 28oC

b, Phân loại

Chất lượng nguyên liệu là yếu tố đầu tiên quyết định chất lượng sản phẩm Bởi vậy trước hết cần chọn loại quả đẹp, có giá trị dinh dưỡng cao ta phải lựa chọn những quả hoặc phần quả bị dập, bị chín rục sẽ được loại bỏ Những quả không đủ độ chín có thể lưu lại cho đến khi đạt độ chín mới sử dụng Để hiệu suất bóc vỏ cao, khối nguyên liệu phải đồng đều về kích thước do đó cầ̀n phải phân loại trước khi bóc tách vỏ Người

ta thường dùng sàng để phân loại

c, Rửa

Nguyên liệu sau khi được thu mua về còn lẫn nhiều tạp chất như bụi, đất cát, thuốc trừ sâu…còn bám trên bề mặt vỏ quả Ta cần rửa nguyên liệu để tránh các tạp chất này có thể lẫn vào ruột quả làm ảnh hưởng xấu đến tính chất sản phẩm, giảm lượng vi sinh vật ngoài vỏ quả

Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: Ngâm và rửa xối Đầu tiên quả sẽ được đưa vào bồn ngâm sau đó được băng chuyền chuyển vào hệ thống xối tưới của máy ngâm rửa xối tưới Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm, bong ra, tạo điều kiện cho quá trình rửa dễ dàng Dung dịch ngâm có thể là nước thường, nước nóng hay dung dịch kiềm Có thể ngâm tĩnh hay ngâm động Thời gian ngâm được rút ngắn để giảm tổn thất chất dinh dưỡng Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dòng nước

để kéo chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm Thường dùng tia nước phun (p = 2 ÷ 3atm) hay vòi hoa sen để xối Nước ra lại phải là nước sạch, lượng Cl2 còn lại trong nước tráng là 3 ÷ 5 mg/L.Tùy nguyên liệu và độ nhiễm bẩn của nguyên liệu mà

ta có thể rửa một hoặc nhiều lần, với nhiều phương pháp rửa tương ứng Công đoạn này sử dụng máy rửa dạng băng chuyền, có hệ thống sủi bọt khuấy động và vòi phun nước áp suất 2 – 3 at

d, Tách vỏ và hạt

Thành phần chủ yếu của vỏ là xenlulo và hemixenlulo hầu như không chứa dầu hoặc chứa rất ít, hơn nữa vỏ đảm nhiệm chức năng bảo vệ cơ học cho quả nên độ bền của vỏ lớn hơn nhân rất nhiều (nếu để vỏ sẽ gây khó khăn cho quá trình ép) Mặt khác, muốn hiệu suất tách dịch cao, các tế bào nhân cần phải được phá vở triệt để nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do nên phải qua công đoạn nghiền, chính vì vậy bóc và tách vỏ trước khi nghiền nhằm vào các mục đích sau: Tạo điều kiện cho việc nghiền nhân

được dễ dàng, đạt độ nhỏ mong muốn, giảm tổn thất dầu trong sản xuất vì vỏ có tính hút dầu cao

Ngoài ra, vỏ là nơi tập trung nhiều chất màu, nếu không bóc vỏ trước khi ép, dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao chất màu tan mạnh vào dầu làm cho dầu có màu xấu.Việc tách vỏ và hạt nhằm lấy được thịt bơ trước khi đem vào nghiền Giai đoạn này ta tiến hành bằng tay như sau:

 Với bơ đông lạnh: Dùng dao cắt quả bơ làm 4 phần theo chiều dọc, rồi lấy hạt ra, sau đó dùng dao gọt bỏ vỏ hoặc dùng muỗng nạo lấy phần thịt quả Cho thịt quả vào bao

PE với khối lượng 1,5kg bơ/bao, nén bao để đuổi khí, ghép kín mí rồi đem đông lạnh

 Với bơ đem nghiền: Làm tương tự như trên cho tới khâu lấy thịt quả ra Phần thịt quả sau đó sẽ được cho vào máy nghiền

e, Nghiền

Mục đích là phá hủy triệt để những tế bào nguyên liệu nhằm giải phóng dầu ra

ở dạng tự do Khi kích thước các hạt bột nghiền càng nhỏ, các tế bào chứa dầu càng được giải phóng Tạo cho nguyên liệu có kích thước thích hợp cho các công đoạn chế biến tiếp theo, khi kích thước các hạt bột nghiền càng nhỏ, chiều dài khuếch tán của nước và thời gian truyền nhiệt vào khối bột nghiền trong quá trình chưng sấy càng ngắn, bề mặt tiếp xúc giữa các phân tử bột nghiền với nước, hơi trực tiếp, hơi gián tiếp càng lớn, do đó hiệu quả của quá trình chưng sấy sẽ tăng lên Tạo cho nguyên liệu có hình dáng và kích thước đồng đều, từ đó, bột nghiền sau khi chưng sấy (bột chưng sấy)

sẽ có chất lượng đồng đều, khi ép dầu sẽ thoát ra dễ dàng và đồng đều Tuy nhiên, nếu kích thước các hạt bột nghiền quá nhỏ, khi chưng sấy bột không đủ xốp làm nhiệt, nước khó tiếp xúc nên dễ sinh ra vón cục làm cho việc chưng sấy không đồng đều dẫn tới hiệu quả tách dầu sẽ không cao

Thực hiện: Cho nguyên liệu vào máy, nghiền thành dạng sền sệt (paste).Trong khi nghiền, cấu trúc tế bào bị phá hủy nên làm cho bề mặt tự do của nguyên liệu tăng lên rất nhiều tạo ra khả năng tiếp xúc rộng lớn giữa dầu (trên bề mặt hạt nghiền) và oxy, ngoài ra trên bề mặt hạt nghiền còn có sự phát triển mạnh mẽ của các hệ vi sinh vật (VSV) Điều này làm ảnh hưởng xấu đến quá trình chế biến sau này, do đó, bột sau khi nghiền cần đưa đi chưng sấy ngay Trong quá trình chế biến còn xảy ra sự biến đổi một số tính chất hóa học, sinh học của nguyên liệu do áp lực nghiền tác động lên nguyên liệu, protit, dầu sẽ bị biến tính do quá trình tạo nhiệt khi nghiền Các thành phần khác như gluxit cũng bị caramen hóa làm cho dầu có màu sẩm, đồng thời quá trình oxy hóa xảy ra làm cho chất lượng dầu bị ảnh hưởng

Thiết bị: Trong sản xuất lớn, người ta thường dùng các loại máy nghiền như nghiền búa, nghiền trục, nghiền đĩa; trong phòng thí nghiệm, ta chỉ cần dùng máy xay

cỡ nhỏ như Moulinex

f, Sấy

Nhằn tăng hiệu quả tách dầu cao, trước khi đem ép hoặc trích ly, bột nghiền phải qua công đoạn chưng sấy Mục đích của quá trình sấy là tạo điều kiện cho bột nghiền có sự biến đổi về tính chất lý học, tức là làm thay đổi tính chất vật lý của phần háo nước và phần kị nước (dầu) làm cho bột nghiền có tính đàn hồi Các mối liên kết phân tử vững bền giữa phần dầu (kị nước) và phần háo nước bị đứt hoặc yếu đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra Sấy còn có tác dụng làm cho độ nhớt của dầu giảm đi, khi ép dầu

dễ dàng thoát ra; làm cho một số thành phần không có lợi (mùi, độc tố ) mất tác dụng,

từ đó làm tăng chất lượng của thành phẩm và khô dầu và làm giảm cường độ hoạt động của các enzym tồn tại trong bột nghiền (do các enzym không chịu được nhiệt độ cao); độ ẩm của bột nghiền được điều chỉnh phù hợp với công đoạn tiếp theo (ép hoặc trích ly)

Tùy theo các phương pháp lấy dầu (ép hoặc trích ly) mà tính chất của bột chưng sấy sẽ khác nhau, như bột chưng sấy dùng để ép dầu phải dẽo, xốp, trong khi đó bột chưng sấy dùng để trích ly phải xốp và có bề mặt tự do lớn

Thực hiện: Chưng sấy bột nghiền có thể dùng hai chế độ:

 Chế độ chưng sấy ướt: Trong quá trình chưng sấy tiến hành làm ẩm đến độ ẩm thích hợp (chưng) cho sự trương nở phần háo nước của bột rồi sau đó sấy để nguyên liệu

có độ ẩm thích hợp cho viêc ép Ở giai đoạn chưng, bột nghiền được làm ẩm bằng nước hoặc hỗn hợp của nước với hơi nước trực tiếp, ở giai đoạn sấy, bột sau khi chưng thường được sấy khô bằng hơi nước gián tiếp Đây là chế độ được áp dụng rộng rãi hiện nay vì đã tạo điều kiện cho các thành phần của bột biến đổi đến mức tốt nhất Chỉ tiêu đặc trưng cho chế độ chưng sấy là mức độ làm ẩm bột, nhiệt độ chưng và sấy, thời gian chưng sấy và độ

ẩm bột sau khi chưng sấy

Tùy thuộc vào cấu tạo, thành phần của nguyên liệu,(chủ yếu là thành phần háo nước và thành phần dầu), độ ẩm ban đầu của nguyên liệu mà mỗi loại nguyên liệu có chế

độ chưng sấy khác nhau, không được làm quá ẩm hay quá nhiệt vì bột sẽ trở thành một khối chảy dẻo, dầu sẽ không thoát ra khi ép

 Chế độ chưng sấy khô: Trong quá trình chưng sấy không gia ẩm cho nguyên liệu

mà chỉ đơn thuần sấy Chế độ này ít được sử dụng vì hiệu suất tách dầu thấp do bột không được trương nở

*Yêu cầu công nghệ: Trong công đoạn chưng sấy, bột chưng sấy phải đồ̀ng nhất về

độ ẩm, độ dẻo, độ đàn hồi phù hợp với yêu cầu của công nghệ (phụ thuộc vào cơ cấu của máy ép và nguyên liệu) Khi bột chưng sấy không đạt được độ đồng nhất, hiệu quả thoát dầu từ các phần tử khác nhau sẽ khác nhau, dẫn đến hiệu quả thoát dầu không cao Muốn đạt được độ đồng nhất của bột chưng sấy cần có những biện pháp sau:

- Lượng bột nghiền đưa vào nồi chưng sấy phải liên tục để ổn định lượng bột chưng sấy ra khỏi nồi Muốn đảm bảo vấn đề này thì năng suất máy nghiền phải phù hợp với năng suất của nồi chưng sấy và máy ép Ngoài ra, các cửa thông của các tầng nồi chưng sấy phải làm việc bình thường

- Độ ẩm của bột nghiền đưa vào nồi chưng sấy phải ổn định Nếu độ ẩm của bột nghiền thấp hoặc cao hơn độ ẩm cần thiết, cần phải có biện pháp điều hòa độ ẩm (sấy khô hoặc làm ẩm)

- Việc làm ẩm ở giai đoạn chưng phải đồng đều

- Lượng nhiệt cung cấp phải đủ lớn và ổn định, do đó các thông số của hơi như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng phải ổn định, lượng nước ngưng phải được lấy ra một cách triệt để

Yêu cầu: Sấy ở các mức nhiệt độ 50oC, 65oC, 80oC cho tới khi ẩm độ trong nguyên liệu đạt 30%

-Thiết bị: Chưng sấy có thể tiến hành thủ công hay cơ giới, chưng sấy thủ công được thực hiện ở nhiệt độ sôi của nước, thực tế chỉ có quá trình chưng, trong khi đó chưng sấy cơ giới gồm hai giai đoạn chưng và sấy được thực hiện trong hai phần của cùng một thiết bị Trong công nghiệp ép dầu, người ta thường dùng hai loại thiết bị chưng sấy, loại nồi đứng nhiều tầng và loại thùng nằm ngang với 1,2 hay 3 thùng

 Nồi chưng sấy nhiều tầng: Là loại nồi chưng sấy loại này có dạng hình trụ, nhiều tầng đáy bằng Trong nồi có lắp trục khuấy và cánh khuấy Khi chưng sấy, nguyên liệu được cho vào nồi theo chiều cao (từ trên xuống dưới), để làm ẩm nguyên liệu, ở tầng trên cùng có bố trí hệ thống phun hơi và nước trực tiếp, để đun nóng và sấy, vỏ nồi được cấu tạo hai vỏ để truyền nhiệt gián tiếp Sơ đồ cấu tạo như sau:

Hình 1.7 Nồi chưng sấy nhiều tầng

1,2,3,4 Các tầng nồi; 5 Cánh khuấy; 6 Cửa tháo bột chưng sấy

 Nồi chưng sấy nằm: Là loại có dạng hình trụ đặt nằm ngang, vỏ làm nhiệm vụ truyền nhiệt, bên trong có trục khuấy với hình dạng khác nhau để vừa đảo trộn nguyên liệu vừa đẩy nguyên liệu đi về phía trước Những nồi đặt trên được dùng để làm ẩm và đun nóng nguyên liệu đến nhiệt độ cần thiết, những nồi đặt dưới dùng để sấy khô nguyên liệu Nồi chưng sấy loại này ít sử dụng vì chiếm khá nhiều diện tích Sơ đồ cấu tạo như sau:

Hình.1.8 Nồi chưng sấy nằm

Thực hiện: Trộn trấu bằng tay với lượng bằng 25% lượng bơ trước khi ép, trấu này đã được làm sạch trước

h, Gia nhiệt

Mục đích: Khi gia nhiệt thì một phần nước trong nguyên liệu bốc hơi bay lên nên khối nguyên liệu hơi sệt lại, hàm lượng chất khô tăng lên, làm tăng lực ma sát, dẫn đến hiệu suất thu hồi dầu cao đồng thời khi tăng nhiệt độ sẽ phá vỡ hệ nhũ tương giúp dầu thoát ra dễ dàng hơn

Thực hiện: Đối với hỗn hợp bơ tươi (dùng cho phương pháp ép bơ tươi sau này), ta gia nhiệt đến 80oC; còn với phương pháp ép bơ sấy khô, cần sấy nguyên liệu ở

65 oC cho tới khi ẩm độ nguyên liệu đạt 30%

i, Ép

Mục đích: Tách thành phần chất béo ra khỏi thịt quả bơ bằng phương pháp ép Thực hiện: Sử dụng thiết bị ép trục vít, việc phân tích lựa chọn thiết bị ép sẽ được nói rõ ở chương sau

k, Lọc

Dầu thoát ra sau khi ép, mặc dù đã qua lớp lưới lọc nhưng vẫn còn nhiều tạp chất, chủ yếu là các mảnh nguyên liệu Do đó, để bảo quản dầu được lâu hơn cần phải tiến hành lắng lọc Dầu sau khi lắng lọc xong gọi là dầu thô, muốn sử dụng dùng làm thực phẩm phải qua giai đoạn tinh chế

Mục đích: Loại bỏ thành phần bã, thu lấy dầu thô, cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm

Thực hiện: Đầu tiên cho dầu chảy vào bể chứa lắng sơ bộ các tạp chất lớn, sau

đó bơm lên máy lọc khung bản để tách cặn huyền phù Việc phân tích lựa chọn thiết bị lọc sẽ được nói rõ ở phần sau

Các biến đổi trong quá trình lọc, hầu như không có biến đổi sâu sắc về các thành phần hóa học hay các thành phần khác Tuy nhiên có sự thay đổi lớn về hóa lý

và cảm quan Ngoài ra trong quá trình lọc còn có tổn thất protein

 Về hóa lý: Dung dịch trở nên đồng nhất, các hạt phân tán tương đối đều trong dịch

 Về cảm quan: Trạng thái dung dịch trở nên đồng nhất, tăng giá trị cảm quan sản phẩm

l, Li tâm

Phương pháp này dùng để tách dầu nhiều cặn và dùng để tách những cặn có kích thước bé, mà phương pháp lọc chưa thể tách được Có thể dùng hai loại máy li

tâm để tách cặn, li tâm thường (4000 đến 10000 vòng/phút) và li tâm siêu tốc (12500 đến 45000 vòng/phút) Tùy thuộc vào số lượng cũng như đặc điểm của các hạt tạp chất đông tụ trong dầu mà chọn kiểu máy li tâm Dầu có lượng tạp chất là protein, photphatit nhỏ hơn 0,5 % có thể dùng máy li tâm thường và nhỏ hơn 0,1 % thì dùng máy li tâm siêu tốc

m, Xử lý khô dầu

Khô dầu sau khi ép thường chứa 14 - 16 % dầu (ép thủ công) và 5 - 6 % (nếu ép vít), trong khô dầu còn có nhiều chất dinh dưỡng như protit, gluxit nên có một số loại nguyên liệu như lạc, đậu nành sau khi ép lấy dầu, khô của nó có thể sử dụng làm nước chấm hoặc làm thức ăn gia súc

Để bảo quản khô dầu nhằm phục vụ cho các mục đích trên, trước tiên cần phải làm nguội khô dầu, việc làm nguội có thể thực hiện bằng cách cho khô dầu tiếp xúc với không khí sau khi ra khỏi máy ép, tránh ủ đống Đối với khô dầu sản xuất bằng phương pháp thủ công, do có độ ẩm cao nên rất dễ bị mốc nên cần phải xay nhỏ, phơi khô rồi đóng bao bảo quản

1.2.4 Các nguyên lý ép dầu thực vật

Ép là quá trình tác động lực cơ học lên vật liệu bị biến dạng nhằm mục đích phân chia pha lỏng, pha rắn trong vật liệu, định hình, biến dạng vật liệu phương pháp này thường được sử dụng trong sản xuất đường, sản xuất nước hoa quả, sản xuất dầu thực vật, tinh dầu; tạo hình các sản phẩm, ép các loại bánh men, các bánh thức ăn gia súc; chuẩn bị cho các quá trình chế biến tiếp theo

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép bao gồm tính chất vật liệu; áp lực ép; vận tốc máy ép; thiết bị ép; độ đều của vật liệu vào ép; vấn đề cung cấp năng lượng Nguyên lý chung của các loại máy ép dầu thực vật: Là các cơ cấu chính hoạt động nhằm tạo ra áp lực để tách pha lỏng và pha rắn trong vật liệu Đặc trưng là máy

ép trục vít dùng chuyển động quay của trục vít kết hợp với buồng ép tạo áp lực để tách pha lỏng và pha rắn trong vật liệu Máy ép trục vít có thể sử dụng cho nhiều loại nguyên liệu khác nhau Bộ phận làm việc chính của máy là trục vít có bước vít nhỏ dần hay đường kính trục lớn dần quay trong xi lanh nằm ngang Nguyên liệu ép khi di chuyển theo trục ép chịu áp suất tăng dần Sự ép xảy ra do khe hở giữa xi lanh và bước vít giảm dần

a, Máy ép dầu thực vật kiểu trục vít

Nguyên lý cấu tạo( Hình 1.9):

Thiết bị ép trục vít bao gồm một buồng cứng nằm ngang chứa vít xoắn ốc bằng thép không rỉ Bước vít giảm dần từ từ đến không thay đổi, để tăng áp suất lên nguyên liệu khi nó được đưa vào buồng ép Bên dưới buồng ép có đục lổ( hoặc lắp bằng

những thanh căn) cho phép dầu thoát ra ngoài thông qua hệ thống rãnh dẫn và chảy dồn về máng hứng Bã ép được thải ra ở lối ra buồng ép và áp suất trong buồng được điều chỉnh bằng đường kính của cửa tháo Bộ phận điều chỉnh chiều dày bã ép còn gọi

là cửa ra khô ngoài ra ở phểu cấp liệu còn có một vít tải giúp nguyên liệu đi xuống xilanh ép được đều hơn

Hình 1.9 Cấu tạo thiết bị bị ép dầu thực vật

1 Phểu; 2 Hộp giảm tốc; 3 Lồng ép; 4 Vít ép; 5 Thân máy

+ Nguyên tắc hoạt động:

Khi máy làm việc, trục vít quay làm cho bề mặt các gân vít tác động lên nguyên liệu, đẩy chúng di chuyển theo đường xoắn ốc Trong quá trình chuyển động bột luôn được xáo trộn Khi nguyên liệu được đẩy về phía trước, trong lòng ép xảy ra sự nén nguyên liệu và lực nén càng tăng lên khi bước vít càng ngắn, đường kính các đoạn vít càng tăng Do bước vít càng ngắn dần về phía ra khô nên áp lực ép cũng được tăng dần Đoạn vít đầu có bước vít dài, đường kính nhỏ nên ở đây chỉ xảy ra sự dồn nén và cuộn nguyên liệu vào, dầu hầu như chưa thoát ra Sang các đoạn vít tiếp theo, bước vít ngắn hơn nên áp lực cao hơn, do đó dầu thoát ra nhiều Ở đoạn cuối cùng bước vít ngắn nhất, tạo áp lực cao nhất song dầu còn lại ít nên gần như dầu không thoát ra hoặc ngừng chảy Vì vậy, dầu chủ yếu thoát ra nhiều ở các đoạn vít giữa Phía cuối trục có

bố trí bộ phận điều chỉnh cửa ra khô nên nguyên liệu không di chuyển tự do mà bị nén lại Lực ma sát giữa nguyên liệu, lòng ép và gân vít xuất hiện Mặt khác, nguyên liệu được giữ lại bởi lực cản của các gờ dao gạt, các gờ mút của thanh căn lòng ép Khi qua cửa ra khô, bột bị nén thêm lần nữa làm cho khối bột sít nhau hơn nên bã ra có hình dạng nhất định

+ Ưu điểm: Khai thác được tối đa lượng dầu có trong hạt, chất lượng dầu tương đối cao, dễ dàng vận hành

+ Nhược điểm: Thiết bị tương đối phức tạp, chế độ làm việc phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Nhiệt độ, độ ẩm, chế độ chưng sấy,

Phạm vi ứng dụng: Dùng để ép dầu lạc, vừng, dừa, đỗ tương, hướng dương,

Ưu điểm: Hệ thống truyền động được công suất cao và lực lớn, hoạt động với

độ tin cậy cao

Nhược điểm: Tổn hao trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử chấp hành làm giảm hiệu suất và phạm vi sử dụng, thiết bị khó chế tạo chính xác, giá thành cao

c Máy ép trục cán:

n 1

1

23

1,3 Trục ép; 2 Nguyên liệu; 4 Rãnh chứa dầu; 5 Hướng nạp liệu

Nguyên liệu được đưa vào giữa hai trục ép quay ngược chiều nhau, nhờ ma sát giữa hai trục ép và vật liệu tạo ra áp lực tách pha rắn và pha lỏng trong nguyên liệu ra, pha lỏng chảy theo rãnh dầu

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu bao gồm: Nguyên liệu bơ, quy trình công nghệ chiết xuất dịch từ quả bơ, nguyên lý máy ép thịt quả bơ sau sấy, máy ép trục vít

- Đề tài dự kiến sẽ tiến hành trong 06 tháng (từ tháng 10/2017 đến 4/2018)

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu đặc điểm, tính chất thịt quả bơ sấy khô và các nguyên lý ép để lựa chọn được nguyên lý ép phù hợp

Trên thị trường có rất nhiều loại máy dùng cho ép dầu thực vật (ép dầu lạc, dầu vừng, dầu đậu tương ) bộ phận ép được thiết kế phù hợp với nguyên liệu dạng hạt còn trong đề tài này nguyên liệu là thịt bơ sấy khô nên yêu cầu đối với bộ phận ép phải khác với các loại trên như bước vít, góc nghiêng của cánh vít

Bộ phận cấp liệu, vít tải của các loại máy trên dẫn động từ động cơ chính qua

bộ truyền đai làm cho máy chiếm diện tích lớn, ít an toàn, còn bộ phận cấp liệu trong

đề tài này được thiết kế động cơ dẫn động vít tải trực tiếp phù hợp với nguyên liệu là thịt bơ sấy có trọng lượng nhỏ và có tính dính ướt của nguyên liệu Do đó, đề tài tập trung thực hiện các nội dung chính như sau

- Quy trình công nghệ sơ chế nguyên liệu ép là thịt bơ sấy ở độ ẩm yêu cầu

- Lựa chọn nguyên lý ép

- Các thông số đầu vào thiết kế

- Tính toán cân bằng vật chất

- Xác định các thông số cơ bản của tác nhân ép

- Tính toán thiết kế và lựa chọn thiết bị

- Tính toán thiết kế bộ phận ép chính và bộ phận cấp liệu

- Thiết kế bộ phận truyền động, tính chọn động cơ phù hợp

- Nghiên cứu quy trình gia công, chế tạo và khảo nghiệm mô hình máy ép

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Nguồn tài liệu là các tạp chí khoa học, báo cáo khoa học trong và ngoài ngành, sách giáo khoa, những tác phẩm khoa học, tài liệu lưu trữ, số liệu thống kê, thông tin đại chúng… Từ đó nhằm:

- Thu thập thông tin về chủ trương chính sách có liên quan

- Nắm được nội dung, phương pháp của các nghiên cứu đã thực hiện trước đây làm

cơ sở lý thuyết liên quan đến chủ đề của mình

- Kế thừa các kết quả, thành tựu đã được công bố

- Giúp tránh trùng lặp với các nghiên cứu trước, vì vậy đỡ mất thời gian, công sức và tài chính…

2.3.2 Phương pháp quan sát – điều tra

- Khảo sát thực tế tại Đaklak và Bình Định nhằm thu thập thông tin

- Đo đạc các số liệu cần thiết để thiết kế máy ép

- Đối với các thông tin mang tính định tính cần xử lý bằng phương pháp logic

2.3.4 Phương pháp chuyên gia

- Đưa ra câu hỏi cho chuyên gia, người có kinh nghiệm để thu thập thông tin

- Đưa ra câu hỏi cho một nhóm chuyên gia hoặc nhóm người có kinh nghiệm để tranh luận, phân tích nhằm lấy ý kiến góp ý

- Tham khảo ý kiến từ các chuyên gia, giáo viên, các đồng nghiệp có kinh nghiệm

2.3.5 Phương pháp tính toán thiết kế

- Sử dụng phương pháp này để tính toán thiết kế các bộ phận của máy ép

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ ÉP

3.1.1 Bản chất quá trình ép

Ép là quá trình tác động lực cơ học vào nguyên liệu, dưới tác dụng của lực nén các phần tử của nguyên liệu ép lại gần nhau, khi lực nén tăng lên, các phần tử của nguyên liệu bị biến dạng Các khoảng trống chứa dầu bị thu hẹp lại đến khi lớp dầu có chiều dày nhất định, dầu bắt đầu thoát ra [5]

Quá trình ép dầu ở nhiệt độ cao gọi là ép nóng ở nghiên cứu này, còn ép ở nhiệt độ vừa phải gọi là ép nguội (ép sống)

3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép

Quy trình công nghệ chế biến, chuẩn bị nguyên liệu ép được mô tả ở sơ đồ trên (Hình 1.6) Theo đó, quá trình ép chịu nhiều ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như đặc điểm nguyên liệu ép và các điều kiện trong quá trình ép

Đặc tính cơ học của nguyên liệu ép ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất ép, đặc tính này do các công đoạn chuẩn bị, đặc biệt là khâu chưng sấy quyết định Ngoài ra, mức

độ nghiền bột, nhiệt độ, độ ẩm của bột cũng là những yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất ép (HSE)[5]

Các điều kiện hình thành trong quá trình ép như áp lực ép, nhiệt độ ép, cơ cấu máy ép

Nếu tốc độ tăng áp lực quá nhanh sẽ làm bịt kín các đường thoát dầu làm dầu không thoát ra được, điều này thấy rõ ở các máy ép mà trong đó nguyên liệu không được đảo trộn

Áp suất chuyển động của dầu trong các khe vách và các ống mao quản của tế bào nguyên liệu càng lớn, dầu chảy ra càng nhanh, muốn như thế thì ngoại lực tác dụng lên dầu phải lớn Ngoại lực tác động lên nguyên liệu gồm có hai phần: Một phần tác động lên dịch và một phần tác động lên các phần tử rắn để làm các phần tử này biến dạng Do đó, để cho áp lực tác động lên dịch lớn, ta cần phải thay đổi tính chất cơ

lý của các phần tử rắn (qua công đoạn chưng sấy) để làm giảm phần áp lực làm cho các phần tử biến dạng, nhờ đó, áp lực tác động lên phần dich sẽ tăng [5] Tuy nhiên, việc tăng ngoại lực cũng thực hiện đến một giới hạn nào đó, nếu vượt quá giới hạn này

sẽ dẫn đến sự co hẹp các ống mao quản dẫn dầu hoặc các khe vách chứa dầu một cách nhanh chóng làm hiệu quả thoát dầu giảm

Đường kính các ống mao quản chứa dầu cần phải đủ lớn trong suốt quá trình ép

để tránh việc dịch thoát ra quá chậm hoặc không thoát ra được [12] Trên thực tế, hiện tượng này thường xảy ra và để khắc phục cần phải tăng áp lực ép từ từ nhằm đảm bảo

đủ thời gian cho lượng dầu chủ yếu kịp chảy ra Nếu áp lực ép tăng đột ngột, các ống mao quản chứa dịch nhanh chóng bị hẹp lại hoặc bị bịt kín, dầu sẽ chảy ra chậm Mặt khác, nếu áp lực ép tăng mạnh trong giai đoạn đầu sẽ làm rối loạn sự chuyển động của nguyên liệu trong máy ép do dịch chảy ra mãnh liệt kéo theo nhiều cặn

Chiều dài các ống mao quản chứa dịch phải ngắn vì sự thoát dịch khi ép thường

đi theo một phương chung và về phía có đoạn đường ngắn nhất Nếu đường chảy dịch càng dài thì thời gian chảy qua đoạn đường ấy càng lớn Ngoài ra, khi đường chảy dịch ngắn, số ống mao quản bị tắc trong quá trình ép cũng ít hơn Vì thế, để thực hiện việc

ép dịch một cách triệt để thì lớp nguyên liệu trong máy ép phải đủ mỏng

Thời gian ép phải đủ lớn, nếu thời gian ép quá ngắn, dầu chảy ra chưa hết, ngược lại, nếu thời gian ép quá dài sẽ ảnh hưởng đến năng suất máy ép Việc cải tiến

cơ cấu máy ép cũng có thể rút ngắn được thời gian ép

Độ nhớt của dịch phải nhỏ để trở lực khi dịch chuyển động nhỏ, từ đó thời gian để dịch thoát ra khỏi nguyên liệu sẽ ngắn Để độ nhớt của dịch nhỏ, nguyên liệu ép phải có nhiệt độ cao và trong quá trình ép nhiệt độ phải ổn định [12] Khi nguyên liệu ép bị nguội, độ nhớt của dịch tăng và tính dẻo của nguyên liệu giảm, ảnh hưởng đến sự thoát dịch Tuy nhiên, khi nhiệt độ nguyên liệu ép quá cao, dịch

sẽ bị oxy hóa mạnh, dịch sẽ bị sẫm màu và khô dầu sẽ bị cháy khét vì thế, việc dùng nước hoặc dịch nguội để làm mát lòng ép là việc làm rất cần thiết, tránh được hiện tượng phát nhiệt khi máy ép làm việc

3.1.3 Nghiên cứu, lựa chọn nguyên lý máy ép dịch bơ

Từ nguyên lý hoạt động của ba dạng máy ép trên ta thấy rằng: Máy ép thủy lực

và máy ép trục cán sử dụng cơ cấu vít me đai ốc có nguyên lý đơn giản, chăm sóc bảo dưỡng khó, chi phí cao, năng suất thấp, ít dược sử dụng Trong khi đó máy ép liên tục

sử dụng trục vít cho năng suất cao, ép kiệt; chi phí thấp, chăm sóc bảo dưỡng đơn giản, được sử dụng rộng rãi phù hợp với yêu cầu thiết kế do đó ta chọn máy ép trục vít làm phương án thiết kế như sau (Hình 3.1a)

86

Hình: 3.1a Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý máy ép bơ kiểu trục vít

1 Động cơ; 2 Bộ truyền đai; 3 Hộp giảm tốc; 4 Thùng nạp liệu; 5 Trục ép;

6 Buồng ép; 7 Cửa ra khô; 8 Máng dầu

Hình 3.1 b Sơ đồ nguyên lý buồng ép

3.1.4 Mô tả nguyên lý làm việc của máy ép

Khi ép, dưới tác dụng của ngoại lực, trong khối bột xãy ra sự liên kết bề mặt bên trong cũng như bên ngoài của các phần tử, ta có thể chia ra làm hai quá trình chủ yếu:

* Quá trình xảy ra đối với phần chất lỏng: Đây là quá trình làm dịch thoát

ra khỏi các khe vách giữa các bề mặt bên trong cũng như bên ngoài của tế bào Khi bắt đầu ép, do lực nén các phần tử bột sát lại gần nhau, khi lực nén tăng lên, các phần tử bột bị biến dạng Các khoảng trống chứa dịch bị thu hẹp lại và đến khi lớp dịch có chiều dày nhất định, dịch bắt đầu thoát ra Tốc độ thoát dịch phụ thuộc vào độ nhớt của lớp dịch và phụ thuộc vào áp lực ép Độ nhớt càng bé, áp lực càng lớn thì dịch thoát ra càng nhanh[5]

* Quá trình xảy ra đối với phần rắn: Khi lực nén tăng lên, sự biến dạng xảy ra càng mạnh cho đến khi các phần tử liên kết chặt chẽ với nhau thì sự biến dạng không xảy ra nữa Nếu như trong các khe vách không bị giữ lại một ít dịch và áp lực còn có thể tiếp tục tăng lên thì từ các phần tử bột riêng biệt sẽ tạo thành một khối chắc dính liền nhau Trên thực tế, áp lực ép cũng chỉ đạt đến một giới hạn nhất định, có một lượng nhỏ dịch còn nằm lại ở những chỗ tiếp giáp nhau, cho nên khô dầu vẫn còn có tính xốp Đặc biệt khi ra khỏi máy ép, tính xốp của khô dầu lại tăng lên khi không còn tác dụng của lực nén nữa[5]

Một điều quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả lấy dịch là nếu tốc độ tăng áp lực quá nhanh thì sẽ làm bịt kín các đường thoát dịch làm dịch không thoát ra được, điều này thấy rất rõ ở các máy ép mà trong đó nguyên liệu không được đảo trộn (máy ép thủ công)

3.1.5 Đề xuất phương án máy ép dịch bơ

Thiết bị ép được chọn là máy ép trục vít sử dụng nguyên liệu ép là thịt quả bơ sấy khô đến độ ẩm yêu cầu và trộn với trấu (vỏ hạt thóc cây lúa gạo) Sơ đồ cấu tạo máy ép như (Hình 3.1a)

* Sơ đồ cấu tạo máy ép

Máy ép dịch bơ bao gồm một buồng cứng nằm ngang chứa trục ép dạng vít xoắn ốc bằng thép Bước vít giảm dần từ từ đến không thay đổi, để tăng áp suất lên nguyên liệu khi nó được đưa vào buồng ép Bên dưới buồng ép có đục lỗ (hoặc lắp bằng những thanh căn) cho phép dầu thoát ra ngoài thông qua hệ thống rãnh dẫn và chảy dồn về máng hứng Bã ép được thải ra ở lối ra buồng ép và áp suất trong buồng được điều chỉnh bằng đường kính của cửa tháo Bộ phận điều chỉnh chiều dày bã ép còn gọi là cửa ra khô Ngoài ra ở phễu cấp liệu còn có một vít tải giúp nguyên liệu đi xuống xilanh ép được đều và năng suất( Hình 3.1a,b)

c, Bộ phận ép: Bộ phận ép vít kiểu xoắn cấu tạo gồm: Mặt ngoài hình trụ tròn

có lắp bộ phận sàng và trục vít xoắn dạng côn có đường kính tăng dần và bước xoắn giảm dần về phía cửa thoát bã (Hình 3.2) tạo ra áp suất ép tăng từ từ, nhờ đó bột ép được ép kiệt [11] Bộ phận ép có nhiệm vụ phân chia pha lỏng, rắn của hỗn hợp bơ sau khi xay nghiền và chưng sấy