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

i 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 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”, 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 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 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. 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 toán 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 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 vi 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 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Thành phố Hồ Chí Minh TPHCM Cộng hòa 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 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 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 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 x Hình 3.14. Mẫu bơ đã xay và hút chân không.................................................................... 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 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 2.2. 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. 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 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) 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 còn đòi hỏi độ ẩm không 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 thông thoáng, 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 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. 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 Dạng quả Vỏ Cỡ quả Cỡ hạt Hàm lượng dầu (%) Fuerte Hình lê Xanh sậm, mỏng, láng Lớn Nhỏ 25-30 Duke Thuẫn Vàng, xanh, mỏng Nhỏ đến trung bình Nhỏ 21 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 trung bình Vừa 12-17 Hall Hình lê Xanh sậm, dày, láng Lớn Lớn 10-16 Booth 7 Tròn Xanh nhạt, láng Trung bình đến lớn Lớn 14 Monroe Thuẫn Xanh sậm, dày, láng Lớn Vừa 10-14 Giống (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. 6 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 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 7-130C. 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 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. 7 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 (31-32 0 C). 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 6070% 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). 8 Bảng 1.2. Giá trị dinh dưỡng thịt quả bơ Chất dinh dưỡng Đơn vị Giá trị trong 100g thịt quả g 79,15 kcal 160 g 2 mg% 14,66 Carbohydrate g 8,53 Đường g 0,66 Chất xơ g 6,7 Vitamin E mg 2,07 Vitamin A IU 146 Vitamin K mcg 21 Nước Năng lượng Protein Lipid (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 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 Dạng vitamin E Hàm lượng trong 1 kg dầu (mg) α-tocopherol 130 Β/γ-tocopherol 15 θ- tocopherol 5 Tổng vitamin E 130-200 ( 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-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 Tỷ lệ % Oleic 70,54 Linoleic 9,45 Linolenic 0,87 Arachidic 0,5 Palmitic 11,85 Palmitoleic 3,98 Stearic 0,87 Eliosenoic 0,39 Behenic 0,61 Lignoceric 0,34 (Nguồn: TP Human, 1987) Nhờ chứa nhiều acid béo chưa no một nối đôi 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 đôi. 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).