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

i

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng 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 cơng bố
trong bất cứ cơng 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


ii

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”, tơi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình
của quý thầy giáo khoa Cơ khí – Cơng nghệ, trường Đại học Nơng Lâm Huế, q
thầy cơ đồng nghiệp, gia đình và người thân.
Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy khoa Cơ khí – Cơng nghệ và
q thầy tham gia giảng dạy lớp Cao học KTCK K22 đã truyền đạt kiến thức cho tơi
trong suốt khóa học. Q thầy cơ phịng Đào tạo sau Đại học đã nhiệt tình hỗ trợ và
giúp đỡ tơi trong q trình học tập tại trường.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS. Phạm Việt
Hùng, người đã ln tận tình hướng dẫn, hỗ trợ tôi về mọi mặt trong suốt q trình
để tơi thực hiện thành cơng luận văn tốt nghiệp của mình.
Tơi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho

tôi trong q trình tính tốn thiết kế, máy ép dịch bơ.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân đã ln ở bên, động
viên và giúp đỡ tơi rất nhiều trong suốt q 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


iii

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 cơng 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 tốn các thơng số cơ bản của q trình ép gồm: Thể tích của guồng xoắn
-5

3

-5

3

vít ép đầu nạp là 10,4.10 (m /s), thể tích của guồng xoắn tại đầu ra là 1,89.10 (m /s).

Thứ năm, tính tốn, 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 cơng 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, mơ 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 mơ 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 phịng thí nghiệm sinh hóa
khoa Nơng 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.


iv

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

v

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 tốn thiết kế...................................................................................... 26
CHƯƠNG 3 KẾT 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 TỐN THIẾT KẾ BỘ PHẬN ÉP........................................................................ 32
3.2.1. Sự tạo thành áp lực trong máy ép................................................................................. 32
3.2.2. Tính tốn 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 tốn các thơng 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 tốn tải trọng tác dụng lên từng đoạn vít........................................................... 40
3.3. TÍNH CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ...................................................................................... 52


vi

3.4. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:...................................................................................... 55
3.5. TÍNH TỐN 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 TỐN GIÁ THÀNH THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH...............64
3.8.1. Tính tốn giá thành thiết bị............................................................................................ 64
3.8.2. Quy trình vận hành thiết bị............................................................................................. 66
3.9. THÍ NGHIỆM MƠ HÌNH ÉP........................................................................................... 67
3.9.1. Mục đích thí nghiệm........................................................................................................ 67
3.9.2. Mơ 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


vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Thành phố Hồ Chí Minh

TPHCM

Cộng hịa Dân chủ

CHDC

Hiệu suất ép

HSE

Vi sinh vật

VSV

Giá trị trung bình

GTTB


viii

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 thơng 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


ix

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 cơng 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 thốt bã....................................................... 31
Hình 3.4. Áp suất thay đổi theo tồn 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. Thơng số hình học của đai thang......................................................................... 60
Hình 3.13. Mạch điện điều khiển động cơ............................................................................. 63


x

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

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

trái bơ sấy....................................................................................................................................... 74


1

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 cịn 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 ơxi hóa, ngăn ngừa bệnh
tim, ức chế khối u. Thịt quả bơ hồn tồn khơng 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 khơng bão hịa 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.
Ngồi 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 cơng 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

2.2. Mục tiêu cụ thể:
Đề tài nhằm đạt được các mục tiêu cụ thể sau
vào ép

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

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

Tính tốn các thơng số cơng 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 tốn, thiết kế hồn 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 khơ 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 tồn, cịn 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.


3

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 cịn 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 cịn được gọi là “alligator pear” hay “butter pear”. Về sau, do quá
trình lai tạo giống, bơ có thêm nhiều hình dạng khác: Trịn, 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)


4

Hình 1.2. Quả bơ
Cây bơ thích hợp với khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. cây không chịu được
sương và gió lớn. Cây sinh trưởng tốt ở nơi có bóng râm, nhưng chỉ ra nhiều trái khi
có ánh sáng đầy đủ. Cây cịn địi hỏi độ ẩm khơng khí cao, nhất là vào mùa ra hoa và
kết trái. Cây phát triển tốt nhất trên đất đỏ bazan, đất sét pha cát, đất thịt nặng. Đất
trồng cần thơng thống, dễ thoát nước, giàu chất hữu cơ, độ sâu lý tưởng trên 1m.
Lượng mưa tối thích cho cây bơ phát triển là 1000-1500 mm/năm (Morton, 1987).
Một cây bơ cho trung bình 120 quả/năm. Năng suất này sẽ giảm khi xảy ra tình
trạng sương hoặc khi nước tưới tiêu bị nhiễm mặn.
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 khơng kết
trái, khi đó nó chỉ đóng vai trị 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 khơng
giống chất lượng quả của thế hệ trước đó. Vì vậy các nhà vườn thường áp dụng 2
phương pháp còn lại.


5

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

Giống

Fuerte

Duke
Mexicola
Hass

Taylor
Hall

Booth 7

Monroe

Quả bơ khơng 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.


6

Bơ thuộc nhóm quả có đỉnh hơ hấp. Cho nên tuy khơng 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 thơng 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 khơng 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
ở
đồ thị sau( Hình 1.3)

Hình 1.3. Đồ thị biểu diễn hàm lượng dầu thay đổi theo độ chin
(Theo Davis 1984)
Nhiệt độ bảo quản bơ chín thường là 7-13 0C. trong khoảng nhiệt độ này, bơ sẽ
được dự trữ một tuần. nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn bơ sẽ bị tổn thương lạnh, vỏ
quả bị đen. Nhiệt độ cao hơn thì bơ nhanh chóng bị hư hỏng. riêng bơ sống cần được
làm chín thì nên trữ ở 26-280 C.
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 q trình chín của bơ người ta có nhiều cách, với
nguyên lý cơ bản là loại khí ethylen ra khỏi buồng dự trữ như: thơng gió, khơng để
lẫn quả chín với quả chưa chín …
Quả bơ đã cắt ra sẽ nhanh bị nâu hóa nếu để lâu trong khơng 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.


7

Ở
California, để tránh tình trạng cung vượt quá cầu vào mùa chính, cũng như
cung khơng 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 10 0C,
nhờ đó dự trữ được bơ trong vịng 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 khơng 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 (31-32 0C). 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 khơng 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.
Ngồi ra bơ cịn 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).

8

Bảng 1.2. Giá trị dinh dưỡng thịt quả bơ
Chất dinh dưỡng
Nước
Năng lượng
Protein
Lipid
Carbohydrate
Đường
Chất xơ
Vitamin E
Vitamin A
Vitamin K
(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


9

Trong dịch bơ có 80-85% là các acid béo khơng bão hịa, có vai trị 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
khơng 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 khơng xà phịng 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-16en và 1,2,4-trihydroxy-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].


10

Bảng 1.4. Thành phần acid béo trong dịch bơ
Tên acid béo
Oleic
Linoleic
Linolenic
Arachidic
Palmitic
Palmitoleic
Stearic
Eliosenoic
Behenic
Lignoceric
(Nguồn: TP Human, 1987)

Nhờ chứa nhiều acid béo chưa no một nối đơi và vitamin E, dịch bơ có tính ổn
định cao và tương đối ít bị oxi hóa hơn các loại dầu có nhiều acid béo chưa no nhiều
nối đơi.
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 cơng trình nghiên cứu dịch bơ do sinh viên các trường đại học Cơng Nghiệp, đại
học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh thực hiện nhưng vẫn chưa công bố rộng rãi.
Việc nghiên cứu dịch bơ ở qui mơ phịng 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 khơ,
sau đó dùng dung mơi để trích ly phần dầu cịn lại trong bã (TP Human, 1987).

11

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 90 0C/8 giờ và giai đoạn cuối 70 0C/ 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 45 0C. Sản phẩm
dịch bơ của cơng ty này cịn 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).


12

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
q trình ép. Trong đó, trấu (vỏ thóc) thường được chọn vì có hàm lượng silic (1820%) 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 cịn 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 ni 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 cơng
nghệ ép nguội và cơng nghệ ép nóng. Có thể liệt kê ra các loại máy ép vít( Bảng 1.5)

13

Bảng 1.5. Các loại máy ép của hãng Sket

Loại máy

Loại ép nguộ
- K12
- K15

Loại ép kiệt
công suất thấ
- K12,1
- K12
- K15

Loại ép kiệt cơ
suất lớn (có gia n
- E21
- EP26

Loại ép sơ b
(có gia nhiệt
-VP20
- VP26
- VP28
- VP32
Hãng Krupp Đây là một tập đồn cơng nghiệp nặng của Đức, máy ép là một
trong các mặt hàng của hãng, bên cạnh đó cịn 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
cơng suất lớn và ép có gia nhiệt, điển hình như loại EP ép kiệt và ép sơ bộ(Bảng 1.6)


14

Bảng 1.6. Các loại máy ép của hãng Krupp

Loại Máy

Loại ép sơ bộ:
- EP-07
- EP-09
Loại ép kiệt:
- EP-08
- EP-16
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 cơng 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
Loại máy
- CA 59G
- D85-IG
- DD 85G
- S 120F
Dầu được sản xuất từ các thiết bị này theo công nghệ ép nguội nên nhiệt độ
thấp, do đó chất lượng dầu là rất tốt có thể dùng làm thực phẩm cho con người mà
không cần phải chế biến thêm nếu như nguyên liệu đầu vào có chất lượng tốt.
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)