THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY MẬT NĂNG SUẤT 25 kgMẺ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY MẬT
NĂNG SUẤT 25 kg/MẺ

Họ và tên sinh viên: Lê Tiến Trung
Ừng Thanh Sơn
Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên Khoá: 2006 - 2010

Tháng 8/2010

-i-


THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY MẬT
NĂNG SUẤT 25 kg/MẺ

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Lê Tiến Trung
Ừng Thanh Sơn

Khoá luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giảng Viên Hướng Dẫn
Th.S Lê Quang Giảng

Th.S Vũ Kế Hoạch

- ii -


Tháng 08/2010

- iii -



LỜI CẢM TẠ
Trước tiên, chúng tôi xin gởi lời tri ân sâu sắc nhất đến Cha Mẹ người đã sinh
ra chúng tôi và là người Thầy đầu tiên đã nuôi dưỡng và cho chúng tôi tri thức để
chúng tôi đạt được thành quả ngày hôm nay.
Trong suốt quá trình học tập rèn luyện tại trường chúng tôi luôn nhận được sự
quan tâm, giúp đỡ hướng dẫn và chỉ dạy tận tình của quí Thầy cô. Thông qua khoá
luận này chúng tôi cũng xin kính lời cảm ơn sâu sắc đến:
•

Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí và Công Nghệ.

•

Thầy Lê Quang Giảng, Thầy Vũ Kế Hoạch giảng viên hướng dẫn đề tài đã hướng

dẩn chỉ dạy chúng tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.
•

Thầy Nguyễn Hùng Tâm giảng viên bộ môn và chủ nhiệm lớp đã tận quan tâm cho

chúng tôi từ những ngày mới bước chân vào giảng đường đại học.
•

Tất cả các Thầy Cô bộ môn đã hết lòng truyền dạy các kiến thức cho chúng tôi.

•

Các anh tại Trung Tâm Công Nghệ và Thiết Bị Nhiệt Lạnh đã tận tình giúp đỡ

chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Cuối lời, chúng tôi kính dâng lên quý Thầy Cô, các anh và các bạn lời chúc sức
khoẻ , thành công và lời cảm ơn chân thành nhất.

Sinh viên thực hiện
Lê Tiến Trung
Ừng Thanh Sơn

-v-


TÓM TẮT
Đề tài “ Thiết kế chế tạo khảo nghiệm máy sấy mật năng suất 25 kg/mẻ”
Thời gian thực hiện: từ tháng 3/2010 đến tháng 8/2010.
Địa điểm: Trung tâm Công nghệ và Thiết bị Nhiệt lạnh trường Đại học Nông Lâm TP
Hồ Chí Minh.
Nội dung thực hiện:
9 Thiết kế và tham gia chế tạo thùng sấy mật (tháp sấy).
9 Xác định quy trình sấy mật.
9 Tính toán các bộ phận trao đổi nhiệt: dàn nóng, dàn lạnh, bộ ống nhiệt.

9 Tính toán và lựa chọn bơm, quạt, máy nén cho hệ thống.
9 Tính toán xyclon khử mật.
Kết đạt được:
9 Các bộ phận và thiết bị đều hoạt động tốt: bộ tách ẩm, bộ gia nhiệt, ống nhiệt,
xyclon…
9 Xác định các thông số chính cho máy.
9 Thời gian sấy thực tế sau khi mật đạt độ ẩm yêu cầu (18 %) là 45 phút.
9 Tính được chi phí sấy theo khối lượng nguyên liệu là 776 đồng/kg.

Giảng viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Th.S Lê Quang Giảng

Lê Tiến Trung

Th.S Vũ Kế Hoạch

Ừng Thanh Sơn

- vi -


MỤC LỤC
................................................................................................................................. Trang
THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHẢO NGHIỆM MÁY SẤY MẬT NĂNG SUẤT 25kg/MẺ . ii 
LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................................v
TÓM TẮT...................................................................................................................... iv
MỤC LỤC .................................................................................................................... vii

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH .......................................................................................... viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ......................................................................................... xii
Chương 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................................1 
1.1 Đặt vấn đề ..................................................................................................................1 
1.2 Mục đích ....................................................................................................................2 
Chương 2. TỔNG QUAN................................................................................................3 
2.1Tổng quan về mật ong ................................................................................................3
2.1.1 Ong mật ..................................................................................................................3
2.1.2 Đặc điểm mật ong ...................................................................................................3
2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ................................................................................4
2.1.4 Thành phần và công dụng của mật ong ..................................................................5
2.1.5 Tính chất của mật .................................................................................................10
2.1.6 Sản xuất và bảo quản của mật ong thành phẩm ...................................................12
a. Quy trình sản suất mật: ..............................................................................................12
b. Bảo quản của mật ong thành phẩm............................................................................13
2.2 Tổng quan về kỹ thuật sấy nông sản, thực phẩm ....................................................14
2.2.1Đồ thị T – s, giản đồ trắc ẩm và các quá trình sôi .................................................14
a. Đồ thị T – s ................................................................................................................14
b. Giản đồ trắc ẩm..........................................................................................................15
c. Các khái niệm liên quan ............................................................................................15
2.2.2 Lựa chọn phương pháp sấy...................................................................................16
2.2.3 Công nghệ tách nước trong mật ở Việt Nam và trên thế giới ..............................16
2.2.4 Thiết bị trao đổi nhiệt ống nhiệt ...........................................................................18
a. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................................................18
b. Phân loại ....................................................................................................................20
c. Chọn môi chất nạp ống nhiệt .....................................................................................22
d. Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất nhiệt ................................................................26
e. Ưu khuyết điểm của ống nhiệt ...................................................................................27
f. Ứng dụng ....................................................................................................................28

2.2.5 Giới thiệu thiết bị bơm nhiệt ................................................................................29
Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................34 
3.1. Nội dung nghiên cứu ..............................................................................................34 
3.2 Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................34 
- vii -


3.2.1. Phương pháp lý thuyết .........................................................................................34
a. Phương pháp kế thừa .................................................................................................34
b. Phương pháp tiếp cận hệ thống .................................................................................35
c. Phương pháp tính toán và thiết kế máy .....................................................................35
3.2.2. Phương pháp thực nghiệm ...................................................................................35
Chương 4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................39 
4.1 Khảo nghiệm máy sấy tại Trung Tâm Công nghệ và Thiết bị Nhiệt Lạnh trường
Đại Học Nông Lâm TP HCM ........................................................................................39 
4.1.1 Mục đích khảo nghiệm .........................................................................................39
4.1.2 Tiến trình khảo nghiệm ........................................................................................39
4.1.3 Kết quả khảo nghiệm ............................................................................................39
4.2 Thông số ban đầu và sơ đồ nguyên lý hệ thống ......................................................40
4.3 Tính toán lưu lượng tác nhân sấy ............................................................................43
4.3 Tính toán thiết kế buồng sấy ...................................................................................45
4.3.1 Tính toán diện tích mặt cắt ngang buồng sấy .......................................................45
4.3.2 Tính toán khoảng cách giữa các lưới sàng: ..........................................................45
4.3.3 Tính chiều cao buồng sấy .....................................................................................46
4.3.4 Tính toán khoang chứa mật ..................................................................................47
4.4 Tính chọn chu trình lạnh và máy nén lạnh ..............................................................47
4.4.1 Chu trình lạnh .......................................................................................................47
4.4.2 Tính công suất máy nén:.......................................................................................49
4.5 Tính diện tích dàn bay hơi .......................................................................................49
4.6 Tính diện tích dàn ngưng tụ.....................................................................................50

4.7 Tính ống nhiệt..........................................................................................................50
4.8 Tính toán các thiết bị phụ ........................................................................................51 
4.8.1 Tính toán trở lực và chọn quạt..............................................................................51
4.8.2 Chọn xyclon..........................................................................................................53
4.8.3 Tính chọn bơm mật...............................................................................................53
4.8.3 Tính chi phí sấy và hiệu quả sử dụng ống nhiệt ...................................................54
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .........................................................................55 
5.1 Kết luận....................................................................................................................55 
5.1.1 Kết quả đạt được ...................................................................................................55
5.2 Đề nghị ....................................................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................57
PHỤ LỤC 1: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ÁP SUẤT .....................................................59 
PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH CÁC THIẾT BỊ ..................................................................68
PHỤ LỤC 3: SỐ LIỆU KHẢO NGHIỆM MẬT ONG.................................................71
PHỤ LỤC 4: KHẢO NGHIỆM SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN MỨC
TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG ..............................................................................................78 
PHỤ LỤC 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU ....................................................................................83
PHỤ LỤC 6: TÍNH DIỆN TÍCH TRAO ĐỔI NHIỆT DÀN BAY HƠI ......................96
PHỤ LỤC 7: TÍNH DIỆN TÍCH TRAO ĐỔI NHIỆT DÀN NGƯNG TỤ ..................98 
PHỤ LỤC 8: TÍNH DIỆN TÍCH TRAO ĐỔI NHIỆT CỦA ỐNG NHIỆT ...............105 
PHỤ LỤC 9: TÍNH TỔN THẤT ÁP SUẤT VÀ CÔNG SUẤT BƠM ......................109 
PHỤ LỤC 10:HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI SỬ DỤNG ỐNG NHIỆT ........................115 
- viii -


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
o

TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh.

o

FAO: Food and Agricultural Organization of the United Nations (Tổ chức Nông

Lương Liên hợp quốc).
o

HMF: Hydroxymethylfurfuraldehyde.

o

RH: Relative humidity (Ẩm độ tương đối).

o

VLS: Vật liệu sấy.

o

TNS: Tác nhân sấy.

o

KKA: Không khí ẩm.

o

kkk: Không khí khô.

o

kk: Không khí.

o

EMC: Equilibrum moisture constant (hằng số ẩm độ cân bằng).

o

NDR: Nhiệt dung riêng.

o

HVAC: Heating, ventilation and air – conditioning ( Làm nóng, thông thoáng và

điều hòa không khí).
o

BF: Bybass factor (hệ số đi vòng).

o

KLT: Khí lý tưởng.

o

TT: Tổn thất

o

HTS: Hệ thống sấy.

o

SHF: Sensible heat factor (hệ số nhiệt hiện).

o

NCG: Non – condensable gas (khí không ngưng).

o

USA: United States of America (Hiệp chủng quốc Hoa Kỳ).

o

CTL: Chất tải lạnh.

- ix -


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Mật ong là thực phẩm dinh dưỡng ....................................................... 4
Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hường của nhiệt độ và ẩm độ đến độ nhớt .......... 10
Hình 2.3: Sơ đồ khối quy trình chế biến mật........................................................ 12
Hình 2.4: Đồ thị T – s ........................................................................................... 14
Hình 2.5: Giản đồ trắc ẩm .................................................................................... 15
Hình 2.6: Hệ số bypass ......................................................................................... 16
Hình 2.7: Máy sấy M00568 của công ty Dadant and Sons .................................. 17

Hình 2.8: Máy sấy của kỹ sư Huỳnh Tiến Trung ................................................. 17
Hình 2.9: Cấu tạo và hoạt động của ống nhiệt ..................................................... 19
Hình 2.10: Đồ thị T – s của ống nhiệt .................................................................. 19
Hình 2.11 : Ống nhiệt bản mỏng “NanoSpreader” ............................................... 22
Hình 2.12: Đồ thị thể hiện giới hạn công suất nhiệt của ống nhiệt ...................... 27
Hình 2.13: Bộ tản nhiệt ống nhiệt của vi xử lý (trái), card đồ họa (phải) ............ 29
Hình 2.14: Chu trình làm việc của bơm nhiệt (hay máy lạnh) ............................. 29
Hình 2.15: Sơ đồ phân loại máy nén lạnh ............................................................ 30
Hình 2.16: Máy nén kín ....................................................................................... 31
Hình 2.17: Thiết bị trao đổi nhiệt ......................................................................... 31
Hình 2.18: Thiết bị tiết lưu: van tiết lưu (trái), ống mao (phải) .......................... 32
Hình 2.19: Sơ đồ nguyên lý của máy sấy mật ong ............................................... 33
Hình 3.1: Khúc xạ kế đo ẩm độ mật ..................................................................... 35
Hình 3.2: Đồng hồ đo nhiệt độ ............................................................................. 36
Hình 3.3: Súng hồng ngoại ................................................................................... 36
Hình 3.4: Đồng hồ đo vận tốc............................................................................... 36
Hình 3.5: Dụng cụ gia công ống ........................................................................... 37
Hình 4.1 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống .................................................................... 42
Hình 4.2: Giản đồ trắc ẩm của quá trình sấy ........................................................ 43
Hình P2.1: Hệ thống sấy mật................................................................................ 68
-x-


Hình P2.2: Thiết bị TĐN kiểu Ống nhiệt ............................................................. 69
Hình P2.3: Bơm mật ............................................................................................ 69
Hình P2.4: Máy nén.............................................................................................. 69
Hình P2.5: Quạt .................................................................................................... 69
Hình P2.6: Xyclon ............................................................................................... 70
Hình P2.7: Buồng TĐN ........................................................................................ 70
Hình P2.8: Lưới sàn.............................................................................................. 70

Hình P2.9: Tủ điện ............................................................................................... 70
Hình P5.1: Sự giảm ẩm của mật theo thời gian ( Mẫu 1)..................................... 82
Hình P5.2: Sự giảm ẩm của mật theo thời gian ( Mẫu 2)..................................... 83
Hình P5.3: Sự giảm ẩm của mật theo thời gian ( Mẫu 3)..................................... 83
Hình P5.4: Sự giảm ẩm của mật theo thời gian ( Mẫu 4)..................................... 84
Hình P5.5: Sự giảm ẩm của mật theo thời gian ( Mẫu 5)..................................... 85
Hình P5.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chi phí điện tiêu thụ ....................... 86
Hình P5.7: Ảnh hưởng của đường kính các lỗ đến chi phí điện .......................... 87
Hình P5.8: Ảnh hưởng của vận tốc TNS đến chi phí điện tiêu thụ ...................... 88
Hình P6.1: Sơ đồ TĐN dàn bay hơi ..................................................................... 91
Hình P7.1: Sơ đồ TĐN dàn ngưng tụ ................................................................... 98

- xi -


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Sản lượng mật của một số quốc gia có sản lượng cao trên thế ........... 5
Bảng 2.2: Thành phần của hai loại mật (đơn vị g/100g, trừ pH) .......................... 6
Bảng 2.3: Thành phần dinh dưỡng của mật ong ................................................... 6
Bảng 2.4: Mối quan hệ của ẩm độ và sự lên men ................................................. 8
Bảng 2.5: Sự phụ thuộc của độ nhớt vào nhiệt độ và độ ẩm ................................ 10
Bảng 2.6: Sự biến đổi trọng lượng riêng theo lượng nước trong mật.(đơn vị
1000 kg/m3) ........................................................................................................... 11
Bảng 2.7: Trạng thái cân bằng giữa ẩm độ môi trường và độ ẩm của mật .......... 11
Bảng 2.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình kết tinh của mật ...................... 12
Bảng 2.9: Sự ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đối với HMF ............................. 13
Bảng 2.10: Môi chất nạp của ống nhiệt và nhiệt độ làm việc............................... 23
Bảng 2.11: Tính phù hợp của ống nhiệt............................................................... 24
Bảng 4.1: Thông số của quá trình sấy lý thuyết trên giản đồ t – d ....................... .44

Bảng 4.2: Thông số các điểm nút của chu trình lạnh............................................ 48
Bảng 4.3: Kết quả tổn thất áp suất trong hệ thống................................................ 52
Bảng 4.4 : Kích thước xyclon ............................................................................... 53
Bảng 4.5: Số liệu thiết kế của hệ thống đường ống mật ....................................... 53
Bảng P3.1: Số liệu khảo nghiệm mật, mẫu 1 ...................................................... 71
Bảng P3.2: Số liệu khảo nghiệm mật, mẫu 2 ....................................................... 72
Bảng P3.3: Số liệu khảo nghiệm mật mẫu 3 ........................................................ 73
Bảng P3.4: Số liệu khảo nghiệm mật, mẫu 4 ....................................................... 74
Bảng P3.5: Số liệu khảo nghiệm mật, mẫu 5 ....................................................... 75
Bảng P3.6: Số liệu khảo nghiệm mật, mẫu 6 ....................................................... 76
Bảng P4.1: Kết quả khảo nghiệm đánh giá khả năng làm việc của máy .............. 79
Bảng P4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sấy .................. 80
Bảng P4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc tác nhân sấy ................... 81
Bảng P4.4: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng đường kính lỗ sàn ............................ 80
- xii -


Bảng P5.1: Sự giảm ẩm của mật, khảo sát từ 15h10 đến 15h50. (mẫu 1)............ 81
Bảng P5.2: Sự giảm ẩm của mật, khảo sát từ 15h10 đến 15h50. (mẫu 2)............ 82
Bảng P5.3: Sự giảm ẩm của mật, khảo sát từ 16h15 đến 16h50. (mẫu 3)............ 83
Bảng P5.4: Sự giảm ẩm của mật, khảo sát từ 9h30 đến 10h10. (mẫu 4).............. 84
Bảng P5.5: Sự giảm ẩm của mật, khảo sát từ 10h35 đến 11h15. (mẫu 5)............ 84
Bảng P5.6: Số liệu và phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chi phí điện tiêu thụ,
kWh/kg .................................................................................................................. 85
Bảng P5.7: Số liệu và phân tích ảnh hưởng của đường kính lỗ sàn đến chi phí điện,
kWh/kg .................................................................................................................. 86
Bảng P5.8: Số liệu và phân tích ảnh hưởng của vận tốc TNS đến chi phí điện tiêu
thụ,kWh/kg. ........................................................................................................... 88
Bảng P9.1: Thông số thiết kế của hệ thống đường ống mật ................................. 108
Bảng P9.2: Bảng thông số tính toán bơm ............................................................. 108

Bảng P9.3: Hệ số tổn thất cục bộ của một vài bộ phận trên đường ống .............. 104
Bảng P10.1: Các dữ liệu của máy sấy mật ........................................................... 114
Bảng P10.2: Các dữ liệu chi phí lao động ............................................................ 115
Bảng P10.3: Các dữ liệu về năng suất sấy của máy sấy năng suất 25 kg/mẻ/h. .. 115
Bảng P10.4: Chi phí đầu tư thiết bị và nhà xưởng ............................................... 116
Bảng P10.5: Tổng hợp chi phí sấy trên một đơn vị sản phẩm.............................. 117

- xiii -


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Mật ong được biết đến như một loại thực phẩm bổ dưỡng, một loại thuốc quí và
nghề nuôi ong lấy mật cũng đã xuất hiện ở nước ta từ rất lâu. Việc nuôi ong được phổ
biến với hình thức hộ chăn nuôi cá thể, người nuôi tự đầu tư khai thác và chế biến các
sản phẩm từ mật ong. Chính từ các mô hình này đã mang lại một nguồn thu nhập khá
lớn cho người dân.
Việt Nam với những điều kiện thuận lợi cho việc nuôi ong mật phát triển, cộng
với kỹ thuật nuôi ong ngày càng được cải tiến dẫn đến sản lượng mật ong không
ngừng tăng lên. Từ đó, việc sơ chế và bảo quản mật ong trở thành một vấn đề vô cùng
quan trọng. Trên thực tế hiện nay, nhiều hộ nuôi ong cũng như các trại, xí nghiệp chưa
nắm vững được các đặc tính của mật nên khâu sơ chế và bảo quản mật không đúng qui
cách dẫn đến chất lượng mật giảm rõ rệt, ảnh hưởng đến giá trị kinh tế. Hơn nữa, nước
ta nằm trong khu vực nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm nên hàm lượng nước chứa trong
mật khá cao, điều này gây ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình bảo quản mật ong, vì vậy
để thu được mật ong có chất lượng tốt chúng ta cần phải khống chế được hàm lượng
nước chứa trong mật ong.
Mặt khác, việc tiết kiệm năng lượng đang là vấn đề cấp thiết của đất nước. Do
đó, vấn đề tiết kiệm năng lượng nói chung, điện nói riêng đem lại lợi ích cho mỗi

doanh nghiệp và có ý nghĩa mang tầm quốc gia. Một trong những phương pháp tiết
-1-


kiệm được nhiều doanh nghiệp áp dụng hiện nay là đổi mới dây chuyền sản xuất, công
nghệ hoặc cải tiến máy móc hiện có.
Trong quá trình học tập và nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy thiết bị trao đổi
nhiệt kiểu ống nhiệt có khả năng ứng dụng trong quá trình sấy nhằm giảm năng lượng
tiêu thụ. Từ đó chúng tôi đã tiến hành tính toán thiết kế máy sấy mật ong cỡ nhỏ có sử
dụng ống nhiệt để từ đó nghiên cứu tính toán thiết kế máy sấy mật ong có năng suất
lớn hơn, phù hợp với điều kiện sản xuất ở Việt Nam.
Được sự đồng ý của Khoa Cơ Khí Công Nghệ trường Đại Học Nông Lâm TP
Hồ Chí Minh cùng với sự hướng dẫn của Th.S Lê Quang Giảng chúng tôi đã thực hiện
đề tài “Tính toán, thiết kế, chế tạo máy sấy mật ong năng suất 25kg/h”.
1.2 Mục đích
Để đáp ứng cho sơ chế bảo quan mật ong, mục đích chính của khoá luận là tính
toán, thiết kế chế tạo, khảo nghiệm mô hình máy sấy mật ong năng suất 25 kg/mẻ,
nhằm phục vụ cho việc chế tạo những máy có năng suất cao hơn. Cụ thể là:
•

Tìm hiểu các đặc tính của mật ong.

•

Tìm hiểu tình hình sản xuất và các công nghệ chế biến, bảo quản mật.

•

Tìm hiểu cấu tạo, ứng dụng của ống nhiệt, tính chọn ống nhiệt.

•

Tính toán thiết kế máy sấy bơm nhiệt có sử dụng ống nhiệt.

•

Tiến hành chế tạo, khảo nghiệm.

•

Xác định các thông số chính cho hệ thống.

•

Hiệu quả kinh tế khi sử dụng ống nhiệt trong hệ thống.

-2-


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về mật ong
2.1.1 Ong mật
Theo từ điển Bách Khoa Toàn Thư Việt Nam ong mật thuộc chi Apis, họ Ong
mật (Apidae), bộ Cánh màng (Hymenoptera). Gồm những loài ong có đời sống và bản
năng sản xuất mật. Trong một đàn ong mật có ong chúa, ong đực và ong thợ. Ong chúa
thân dài 20 – 25 mm, cánh ngắn, kim châm ngắn. Ong chúa được sản sinh: khi ong
chia đàn, khi chúa già đẻ kém, khi đàn ong mất chúa. Ong chúa có thể chủ động đẻ
trứng thụ tinh để nở thành ong thợ hoặc trứng không thụ tinh để trở thành ong đực.
Ong đực: thân dài 15 - 17 mm, không có ngòi châm, cánh lớn. Ong đực chỉ có một tác

dụng là giao phối với chúa tơ. Ong thợ: là những con ong cái mà bộ phận sinh dục bị
thoái hoá, không có khả năng thụ tinh. Ong thợ thực hiện tất cả công việc của đàn ong:
bảo vệ tổ, sản sinh sữa chúa để nuôi ấu trùng, hút mật hoa luyện thành mật ong.
2.1.2 Đặc điểm mật ong
Mật ong có tên khoa học là mel, là một chất lỏng, sánh, có vị ngọt do ong hút
mật của nhiều loại hoa đem về tổ chế biến cô đặc mà thành (giới chuyên môn gọi quá
trình này là luyện mật). Mật ong, còn gọi là bạch hoa cao hay bạch hoa tinh, là một
sản phẩm sẵn có ở thiên nhiên, thành phần chính của mật ong là các cacbonhydrat, axít
hữu cơ,… và các men tiêu hóa. Phẩm chất mật ong thay đổi tuỳ theo tính chất các hoa
-3-


và thức ăn của ong. Có loại mật ong độc vì ong hút mật của các cây độc (phụ tử, đỗ
quyên). Mật ong được sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực y học cũng như chăm sóc sức
khỏe con người.
(Nguồn: />index.php?option=com_content&view=article
&id=1062:5-cach-chua-benh-bang-matong&catid=69:song-khoe&Itemid=290)
2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ
Nước ta là nước nhiệt đới gió mùa có
hoa nở quanh năm nên nghề nuôi ong lấy mật
đã có từ rất lâu đời và phát triển từ Bắc chí
Hình 2.1: Mật ong là thực
phẩm dinh dưỡng

Nam. Điểm đặc biệt của nghề lấy mật ở Việt
Nam là người dân có thể lấy mật của những

đàn ong tự nhiên (nghề gác kèo ong ở U Minh, Cà Mau) hoặc nuôi ong lấy mật trong
những chuồng gỗ. Nghề nuôi ong kiểu thứ hai chiếm đại đa số, một số địa phương
phát triển nghề này như Đăk Lăk, Bắc Giang, Bình Phước…

Theo báo cáo của FAO năm 2005 sản lượng mật ong trên toàn thế giới khoảng
1,4 triệu tấn. Trong năm 2009 nước ta sản xuất được 18600 tấn, xuất khẩu được hơn
14000 tấn ra nước ngoài (giảm gần 30 % so với năm trước) thu về cho đất nước 23
triệu USD. Thị trường xuất khẩu chủ lực của mật ong Việt Nam là Mỹ, EU, Nhật,
Đức…đây là những thị thường tiềm năng và khó tính. Bên cạnh đó Việt Nam còn phải
cạnh tranh với nhiều cường quốc xuất khẩu khác như Trung Quốc, Brazil, Mexico, Hy
Lạp, Úc…
Mật ong ngày càng được nhiều người biết đến như là thực phẩm thiên nhiên đa
tác dụng và được mọi người rất ưa chuộng, số liệu ở Bảng 2.1 cho thấy sản lượng mật
ong ở các nước luôn biến động nhưng vẫn trên xu thế ngày càng tăng.

-4-


Bảng 2.1: Sản lượng mật của một số quốc gia có sản lượng cao trên thế giới (đơn vị
nghìn tấn).
Quốc gia/ Năm 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Trung Quốc
254
267
295 298 299 308 303
Argentina
80
83
75
80
110 84
81
Thổ Nhĩ Kỳ
60

75
70
74
82
80
74
Ukraine
60
51
54
58
71
76
68
USA
84
78
82
83
73
70
67
Mexico
59
59
57
57
50
56
54

Liên Bang Nga
53
49
48
53
52
55
55
Ấn Độ
52
52
52
52
52
52
52
Ethiopia
29
40
38
41
36
44
44
Iran
27
28
28
28
28

36
36
Brazil
20
24
30
32
34
36
35
Canada
32
37
34
34
36
48
31
Spain
32
36
35
37
27
31
31
Tanzania
27
27
27

27
27
27
27
Kenya
25
22
22
22
22
25
25
Việt Nam
12
16
14
17
(Nguồn: Stefan Bogdanov. Book of Honey, chương10. September 2009)
Vì vậy, để tăng kim ngạch xuất khẩu, người nuôi và chế biến mật ong cần phải
quan tâm đến chất lượng mật và vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm từ khâu sản xuất
đến khâu thành phẩm.
2.1.4 Thành phần và công dụng của mật ong
a. Thành phần
Mật ong bao gồm thành phần chính là các cacbonhydrat, nước và số lượng lớn
các thành phần quan trọng khác. Trên thế giới có hai loại mật ong, một loại mật được
lấy từ hoa gọi là mật dịch hoa (blossom honey), mật sản xuất từ Việt Nam thuộc loại
này, loại còn lại lấy từ dịch do các loài sâu tiết ra gọi là mật dịch sâu (honeydew
honey) ít được biết đến ở nước ta. Nhìn chung, thành phần cơ bản của mật thì giống
nhau, tuy nhiên hàm lượng các cacbonhydrat, chất khoáng, vitamin phụ thuộc vào loại
mật, mùa vụ, vùng hoa lấy mật và cả thời gian trữ mật. Các số liệu được tổng hợp ở

Bảng 2.2 và Bảng 2.3.

-5-


Bảng 2.2: Thành phần của hai loại mật (đơn vị g/100g, trừ pH)
Thành phần

Mật dịch hoa
Trung bình Mix-Max
17,2
15-20
38,2
30-45
31,3
24-40
0,7
0,1-4,8
5,0
28
<0,1
0,8
0,56
3,6
0,5-1

Mật dịch sâu
Trung bình
Mix-Max
16,3

15-20
31,8
28-40
26,1
19-32
0,5
0,1-4,7
4,0
16
4,0
0,3-22,0
1,0
0,16
13,1
0,1-6

Water
Fructose
Glucose
Sucrose
Orther disaccharide
Melezitose
Erlose
Orther
oligosaccharide
Minerals
(chất 0,2
0,1-0,5
0,9
0,6-2

khoáng)
0,2-0,4
0,6
0,4-0,7
Amino acids và 0,3
proteins
Acids
0,5
0,2-0,8
1,1
0,8-1,5
pH
3,9
3,5-4,5
5,2
4,5-6,5
(Nguồn: Stefan Bogdanov. Book of Honey, chương 5. August 2009)
Bảng 2.3: Thành phần dinh dưỡng của mật ong
Thành phần
Carbohydrates
Proteins
Fats
Minerals
Sodium (Na)
Calcium (Ca)
Potassium (K)
Magnesium
(Mg)
Phosphorus (P)
Zinc (Zn)

Copper (Cu)
Iron (Fe)
Manganese
(Mn)

Đơn
vị
kcal
g
g
mg

Khối lượng ( trong 100g )
Tươi
300
0,5
0

1-4 năm
1000-1100
13-14
-

4-15 năm
1400-2700
17-46
-

sau 15 năm
2400-3100

44-59
-

1,6-17
3,0-31,0
40-3500

300
600
1000

410-550
700-1200
1400-1900

550
1000-1200
2000

0,7-13

80

120-310

300-400

2,0-15,0
0,05-2
0,02-0,6

0,03-4

500
3
0,5-1
8

600-1250
5-9,5
0,5-1
8,0-15

700-1250
7,0-10,0
0.5-1
10.0-15.0

0,02-2

1-1,5

1,5-5

2,0-5,0

-6-


Chromium (Cr)
Selenium (Se)

0,01-0,3
0,0020,01

0,02-0,06
0,0010,004

0,02-0,1
0,0010,006

0,03-1,5
0,0030,007

mg
Vitamins
Phyllochinon
0,025
15
20-50
60-70
(K)
Thiamin (B1)
0,00-0,01 0,6
0,8-1,4
1,0-1,3
Riboflavin (B2)
0,01-0,02 0,7
0,9-1,6
1,2-1,5
Pyridoxin (B6)

0,01-0,32 0,4
0,5-1,4
1,2-1,6
Niacin
0,10-0,20 7
10,0-18,0
13-17
0,02-0,11 4
4,0-6,0
6
Panthothenic
acid
Ascorbic acid
2,2-2,5
60
70-100
100
(C)
(Nguồn: Stefan Bogdanov. Book of Honey, chương 7. October 2009)
Cacbonhydrat
Đường là thành phần chính của mật, chiếm khoảng 95% khối lượng mật khô.
Loại đường chủ yếu là monosaccharides hexoses fructose và glucose đây là hai loại
đường sản xuất ra đường sucrose. Bên cạnh đó, có khoảng 25 loại đường khác nhau đã
được tìm thấy như: sucrose, maltose, turanose, erlose, melezitose, raffinose…
Axít và độ pH
Lượng axít trong mật ong thì tương đối thấp nhưng lại quan trọng đối với mùi
vị của mật. Hầu hết các loại axít này được những con ong bài tiết ra. Axít chủ yếu là
axít gluconic là sản phẩm được oxi hóa bởi glucose oxit. Nhưng loại axít khác được
tìm thấy như: formic, acetic, citric, lactic, maleic, malic, oxalic, pyroglutamic và
succinic.

Axít amino và protein
Lượng axít amino và protein cũng tương đối ít, lớn nhất cũng < 0,7 %
(bảng 2.2) nhưng lại rất quan trọng về mặt dinh dưỡng, là tiêu chí để đánh giá chất
lượng mật. Mật ong chứa hầu hết các loại axít amino sinh học quan trọng. Trong đó,
lượng axít proline là thước đo để xác định mật đạt yêu cầu. Lượng proline trong các
sản phẩm mật thông thường thì bằng hoặc lớn hơn mức 200 mg/kg. Nếu giá trị này
dưới 180 mg/kg thì điều đó có nghĩa mật này đã bị pha trộn.

-7-


Protein hút từ nhuỵ hoa là enzym chính trong mật ong. Những con ong sẽ tiết
các enzym khác trong suốt quá trình tạo mật. Trong mật có hai loại enzym chính điều
hành việc sản xuất ozon (H2O2), một trong những chất chống vi khuẩn, là công dụng
tuyệt vời của mật ong trong việc điều trị các vết thương hở.
Thành phần khoáng vi lượng
Mật dịch hoa có hàm lượng chất khoáng khoảng 0,1 – 0,3 % trong khi mật dịch
sâu có thể tới 1 % tổng khối lượng. Lượng chất khoáng luôn dao động ở mức
0,02 – 1,03 g/100g. Thành phần chính được tìm thấy là Kali bên cạnh nhiều thành
phần khoáng khác (Bảng 2.3), và như nói ở trên tùy những mẫu mật ong mà có sự biến
động lớn giữa các thành phần. Các thành phần này bắt nguồn từ nguồn gốc thực vật
của mật ong.
Hydroxymethylfurfuraldehyde
Hydroxymethylfurfuraldehyde hay HMF là sản phẩm phân hủy của đường
fructose. Trong mật ong tươi HMF tồn tại với một lượng nhỏ không ảnh hưởng đến
sức khỏe con người. Trên thế giới lượng HMF dùng như là một tiêu chuẩn để đánh giá
độ tươi của mật ong. Tiêu chuẩn EU qui định lượng HMF tối đa là 40 mg/kgmật, mật
ong từ vùng nhiệt đới và những hỗn hợp với chúng thì không quá 80 mg/kgmật. Tổ
chức những người nuôi ong của vài nước như Đức, Ý, Phần Lan công bố không vượt
mức 15 mg/kgmật cho những nhãn hiệu mật ong “chất lượng” hay “mật gốc”.

Thành phần chất gây ô nhiễm và chất độc
Mật ong như các thực phẩm khác có thể bị gây ô nhiễm từ môi trường, như:
kim loại nặng, thuốc trừ sâu, chất kháng sinh…Nhìn chung, mức chất gây độc hại tìm
được không đủ trở thành mối nguy hiểm cho sức khỏe con người. Vấn đề chính hiện
nay có ảnh hưởng rất lớn đến sản lượng xuất khẩu mật ong của Việt Nam và các nước
là dư lượng chất kháng sinh có trong mật thành phẩm. Đa phần người nuôi ong dùng
chất kháng sinh để giúp đàn ong không bị mắc bệnh, khi đàn ong hết bệnh, vô tình
chất kháng sinh dư thừa sẽ tồn tại trong mật.

-8-


Thành phần vi sinh
Vi khuẩn
Mật ong được cô đặc hạn chế sự tăng trưởng của các tổ chức vi sinh. Mật chứa
rất ít lượng vi sinh hơn các loại thực phẩm tự nhiên khác, nhất là không chứa vi khuẩn
Bacillus là loại khuẩn hình que rất nguy hiểm. Tuy nhiên vẫn có một số vi khuẩn vẫn
tồn tại trong mật ong chúng ta dùng hàng ngày, hầu hết chúng đều có hại cho con
người đặc biệt là loại bào tử gây ngộ độc thực phẩm Clostridium botulium.
Men
Mật ong chứa nhiều loại men osmotolerant khác nhau và chúng có thể phát
triển rất nhanh trong mật có ẩm độ cao. Và việc ngăn cản quá trình tự lên men của mật
là mục đích cơ bản của các phương pháp tách nước trong mật trên thế giới hiện nay.
Tổng kết một cuộc điều tra trên 319 mẫu mật về mối quan hệ của ẩm độ và sự lên
men, ta có số liệu như Bảng 2.4.
Bảng 2.4: Mối quan hệ của ẩm độ và sự lên men
Lượng ẩm

Khả năng ảnh hưởng

< 17,1 %

An toàn (AT)

17,1 - 18 %

AT nếu lượng men < 1000/g

18,1 - 19 %

AT nếu lượng men < 10/g

19,1 - 20 %

AT nếu lượng men < 1/g

> 20 %

Luôn luôn nguy hiểm

(Nguồn: Stefan Bogdanov. Book of Honey, chương 5. August 2009)
Theo bảng trên ta thấy, ẩm độ càng cao thì sự lên men càng dễ xảy ra và càng
không an toàn cho con người. Theo những kết quả của cuộc nghiên cứu mật ong có
nguồn gốc từ các nước nhiệt đới thì có độ ẩm cao và ít ổn định hơn các loại mật khác.
b. Công dụng
Mật ong với thành phần dinh dưỡng dồi dào, ít dưỡng chất tự nhiên nào có
được. Từ lâu nó đã được dùng nhiều trong Đông y và Tây y.
Theo y học cổ truyền, mật ong có tác dụng ích khí, nhuận táo, chữa các bệnh
ho, tim mạch, bỏng, đau bụng, khó đẻ, lở âm đầu, bí đại tiện, xích bạnh lị, sản phụ khát
nước,…Không nên dùng trong các trường hợp tiêu chảy, đầy bụng. Mật ong cũng có

-9-


tác dụng thay thế đường hoặc vừa là vị thuốc quí trong tủ thuốc gia đình, có thể bôi
trực tiếp mật ong lên vết thương mà không cần bào chế.
2.1.5 Tính chất của mật
Độ nhớt
Mật ong là chất lỏng nhớt. Độ nhớt của mật phụ thuộc vào lượng nước chứa
trong mật và nhiệt độ (xem Bảng 2.5). Ở nước ta nhiệt độ trung bình quanh năm cao,
độ nhớt thường < 100 poise (10 Pa.s) nên hầu hết mật ong có độ lỏng tốt để gia công
(mật ong dễ chảy trong quá trình thu hoạch và chế biến), nếu ở nhiêt độ thấp hơn
(20 oC) việc gia công sẽ khó khăn. Điều này rất quan trọng trong khâu tách ly tâm mật,
mật có độ nhớt cao việc tách mật ra khỏi sáp ong hoàn toàn thì rất khó khăn.
Bảng 2.5: Sự phụ thuộc của độ nhớt vào nhiệt độ và độ ẩm, đơn vị Pa.s
Nhiệt độ, 0C

15

20

25

30

35

14,2

>80

54

25

12

8

15,5

65

25

13

8

3

17,1

29,3

11,5

7,5

3

2

18

20

8,5

5

2

1,8

Độ ẩm, %

Nguồn: Stefan Bogdanov. Book of Honey, chương 4. August 2009)
20

15
10

8.5

5

5
2

0

15

20

25
30
Nhiệt độ, oC

1.8

25
20
15
10
5
0

35

Hình a: Độ nhớt của mật ở 18 %.

25

Độ nhớt, Pa.s

Độ nhớt, Pa.s

20

13

7.5

14.2

15.5
17.1
Ẩm độ mật, %

5
18

Hình b: Độ nhớt của mật ở 25 0C.

Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hường của nhiệt độ và ẩm độ đến
độ nhớt mật

- 10 -


Khối lượng riêng: phụ thuộc vào ẩm độ của mật (xem bảng 2.6).
Bảng 2.6: Sự biến đổi khối lượng riêng theo lượng nước trong mật ở 200C.
Ẩm độ, %

Khối lượng riêng,

Ẩm độ, %

kg/m3

Khối lượng riêng,

kg/m3

13

1445,7

18

1417,1

14

1440,4

19

1410,1

15

1435,0

20

1402,7

16

1429,5

21

1395,0

17

1423,7

(Nguồn: Stefan Bogdanov. Book of Honey, chương 4. August 2009)
Độ ẩm cân bằng
Mật ong có tính hút ẩm mạnh đây là đặc tính cần lưu ý trong quá trình chế biến,
bảo quản. Ở bảng 2.7 ta thấy, mật ong bình thường có ẩm độ ≤ 18,3 % sẽ hấp thụ ẩm
từ không khí có RH trên 60 %.
Bảng 2.7: Trạng thái cân bằng giữa ẩm độ môi trường và độ ẩm của mật
RH không khí, %

50

55

60

65

70

75

80

Độ ẩm mật ong, %

15,9

16,8

18,3

20,9

24,2

28,3

33,1

(Nguồn: Stefan Bogdanov. Book of Honey, chương 4. August 2009)
Ở Việt Nam do độ ẩm trung bình hàng năm cao, và do có sự chênh lệch ẩm
giữa các mùa lớn nên việc bảo quản mật ong ở ẩm độ dưới 18 % là thích hợp.
Sự kết tinh
Sự kết tinh là sự xuất hiện các tinh thể rắn ở đáy bình chứa mật. Hiện tượng này
xảy ra khi ở mức nhiệt độ thích hợp, các phân tử glucose tự kết tủa tạo thành glucose
monohydrate. Đây là hiện tượng cũng thường thấy ở những nước nhiệt đới như Việt
Nam, chúng ta cũng cần lưu ý để bảo quản mật được tốt.
Nhiệt độ bảo quản: sự kết tinh của mật có thể được tránh bởi điều kiện bảo quản
ở nhiệt độ thích hợp.

- 11 -

Bảng 2.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình kết tinh của mật
Loại

Mức

Ảnh hưởng

Nhiệt độ mát

< 10 oC

Ngăn cản sự kết tinh

Nhiệt độ ôn hòa

10 – 21 oC

Thúc đẩy sự kết tinh

o

Nhiệt độ ấm

21 – 27 C

Ngăn cản sự kết tinh, giảm chất lượng mật

Nhiệt độ rất ấm

> 27 oC

Ngăn cản sự kết tinh, làm hư mật

(Nguồn: Eva Crane, A Book of Honey, trang 3)
Nhiệt dung riêng và tính dẫn nhiệt
Nhiệt dung riêng của mật ong biến đổi ở khoảng 0,54 – 0,60 cal/g.oC
(2,261 – 2,512 kJ/kg.K) đối với mật lỏng, và bằng 0,73 cal/g.oC (3,056 kJ/kg.K) đối
với mật có độ kết tinh thành cao. Tính dẫn nhiệt của mật tăng cùng với sự tăng nhiệt
độ và tăng sự đậm đặc của mật ở mức từ 118 – 143.10-5 cal/cm.s.oC (494 - 599.103

W/m.K).

(Nguồn: tài liệu của công ty National Honey Board, www.honeylocator.com)
2.1.6 Sản xuất và bảo quản của mật ong thành phẩm
a. Quy trình sản suất mật:
Mật ong từ khi được thu hoạch từ tổ về phải qua các công đoạn sơ chế, bảo
quản ban đầu. Sơ đồ khối và các thiết bị được trình bày ở hình 2.3
Tổ ong

Máy tách
ly tâm

Bộ lọc thô

Máy sấy

Kho
Bảo quản
Thị trường

Bộ lọc
tinh

Đóng chai

Thùng

Hình 2.3: Sơ đồ khối quy trình chế biến mật

- 12 -

Bể lắng